سائق 12 فولت للمصابيح. هل لديك أسئلة حول LED؟ رسم تخطيطي للسائق

أدى الاستخدام الواسع لمصابيح LED إلى إنتاج كميات كبيرة من إمدادات الطاقة لهم. تسمى هذه الكتل السائقين. ميزتهم الرئيسية هي أنهم قادرون على الحفاظ بشكل ثابت على تيار معين عند الخرج. بمعنى آخر ، يعد برنامج تشغيل مصابيح LED مصدرًا حاليًا لتشغيلها.

نظرًا لأن LED هو عنصر من أشباه الموصلات ، فإن السمة الرئيسية التي تحدد سطوع توهجها ليست الجهد ، بل التيار. من أجل ضمان عملهم لعدد الساعات المعلن عنه ، يلزم وجود سائق - يقوم بتثبيت التيار المتدفق عبر دائرة LED. من الممكن استخدام الثنائيات الباعثة للضوء منخفضة الطاقة بدون محرك ، وفي هذه الحالة يلعب المقاوم دوره.

طلب

يتم استخدام برامج التشغيل عند تشغيل مصباح LED من شبكة 220 فولت ومن المصادر الجهد المستمر 9-36 فولت. الأول يستخدم لغرف الإنارة المصابيح التي تقودهاوالشرائط ، وهذه الأخيرة أكثر شيوعًا في السيارات ، والمصابيح الأمامية للدراجات ، والمصابيح المحمولة ، وما إلى ذلك.

مبدأ التشغيل

كما ذكرنا سابقًا ، فإن السائق هو المصدر الحالي. يتم توضيح اختلافاته من مصدر الجهد أدناه.

مصدر الجهد يخلق جهدًا معينًا عند خرجه ، بشكل مثالي مستقل عن الحمل.

على سبيل المثال ، إذا قمت بتوصيل مقاوم 40 أوم بمصدر 12 فولت ، فسوف يتدفق تيار 300 مللي أمبير من خلاله.

إذا قمت بتوصيل مقاومين بالتوازي ، فسيكون إجمالي التيار 600 مللي أمبير بنفس الجهد.

يحافظ السائق على تيار معين عند خرجه. قد يتغير الجهد.

نقوم أيضًا بتوصيل المقاوم 40 أوم بمحرك 300 مللي أمبير.

سيخلق السائق انخفاضًا بجهد 12 فولت عبر المقاوم.

إذا قمت بتوصيل مقاومين بالتوازي ، فسيظل التيار 300 مللي أمبير ، وسينخفض ​​الجهد إلى 6 فولت:

وبالتالي ، فإن السائق المثالي قادر على توفير الحمولة التصنيف الحاليبغض النظر عن انخفاض الجهد. أي أن مصباح LED بجهد منخفض يبلغ 2 فولت وتيار 300 مللي أمبير سوف يحترق بشكل ساطع مثل مصباح LED بجهد 3 فولت وتيار 300 مللي أمبير.

الخصائص الرئيسية

عند الاختيار ، يجب أن تأخذ في الاعتبار ثلاث معلمات رئيسية: جهد الخرج والتيار والطاقة التي يستهلكها الحمل.

يعتمد جهد خرج المحرك على عدة عوامل:

• انخفاض الجهد عبر الصمام ؛
• عدد المصابيح
• طريقة التوصيل.

يتم تحديد التيار عند خرج السائق من خلال خصائص مصابيح LED ويعتمد على المعلمات التالية:

• طاقة LED
• سطوع.

تؤثر قوة مصابيح LED على التيار الذي ترسمه ، والذي يمكن أن يختلف اعتمادًا على السطوع المطلوب. يجب على السائق تزويدهم بهذا التيار.

تعتمد قوة التحميل على:

• قوة كل LED ؛
• كميتها
• الألوان.

بشكل عام ، يمكن حساب استهلاك الطاقة على أنه

حيث Pled هي قوة LED ،

N هو عدد المصابيح المتصلة.

يجب ألا تقل القوة القصوى للسائق.

يجدر النظر في أنه من أجل التشغيل المستقر للسائق ولمنع عطله ، يجب توفير هامش طاقة لا يقل عن 20-30 ٪. وهذا يعني أن العلاقة التالية يجب أن تحمل:

حيث Pmax هي أقصى قوة للسائق.

بالإضافة إلى قوة وعدد مصابيح LED ، تعتمد قوة التحميل أيضًا على لونها. المصابيح ذات الألوان المختلفة لها قطرات جهد مختلفة عند نفس التيار. على سبيل المثال ، يحتوي مصباح LED الأحمر XP-E على انخفاض في الجهد يبلغ 1.9-2.4 فولت عند 350 مللي أمبير. متوسط ​​الطاقة التي تستهلكها بهذه الطريقة حوالي 750 ميغاواط.

يحتوي XP-E الأخضر على انخفاض 3.3-3.9V في نفس التيار ، وهو متوسط ​​القوةسيكون حوالي 1.25 واط. أي أن برنامج التشغيل المصمم لـ 10 واط يمكنه تشغيل 12-13 مصباحًا أحمر أو 7-8 مصابيح خضراء.

كيفية اختيار سائق لمصابيح LED. طرق توصيل LED

لنفترض أن هناك 6 مصابيح LED مع انخفاض الجهد 2 فولت والتيار 300 مللي أمبير. يمكنك توصيلهم بطرق مختلفة ، وفي كل حالة ستحتاج إلى سائق مع معلمات معينة:

من غير المقبول توصيل 3 أو أكثر من مصابيح LED بالتوازي بهذه الطريقة ، لأنه في هذه الحالة يمكن أن يتدفق الكثير من التيار من خلالها ، ونتيجة لذلك ستفشل بسرعة.

يرجى ملاحظة أنه في جميع الحالات تكون قوة السائق 3.6 واط ولا تعتمد على طريقة توصيل الحمل.

وبالتالي ، من الأنسب اختيار برنامج تشغيل لمصابيح LED بالفعل في مرحلة شراء الأخير ، بعد تحديد مخطط الاتصال مسبقًا. إذا قمت بشراء مصابيح LED بأنفسها أولاً ، ثم حددت برنامج تشغيل لها ، فقد تكون هذه مهمة صعبة ، حيث من المحتمل أن تجد بالضبط مصدر الطاقة الذي يمكن أن يوفر تشغيل هذا العدد المحدد من مصابيح LED ، المضمنة في معين. مخطط صغير.

أنواع

بشكل عام ، يمكن تقسيم برامج تشغيل LED إلى فئتين: الخطية والتحويل.

الناتج الخطي هو مولد التيار. يوفر استقرارًا لتيار الخرج بجهد إدخال غير مستقر ؛ علاوة على ذلك ، يحدث الضبط بسلاسة ، دون إحداث تداخل كهرومغناطيسي عالي التردد. إنها بسيطة ورخيصة ، لكن كفاءتها المنخفضة (أقل من 80٪) تحد من نطاقها إلى المصابيح والشرائط منخفضة الطاقة.

النبضة هي الأجهزة التي تخلق سلسلة من النبضات الحالية عالية التردد عند الخرج.

عادةً ما تعمل وفقًا لمبدأ تعديل عرض النبضة (PWM) ، أي أن متوسط ​​قيمة تيار الخرج يتحدد بنسبة عرض النبضات إلى فترتها (تسمى هذه القيمة دورة العمل).

يوضح الرسم البياني أعلاه كيف يعمل محرك PWM: يظل تردد النبض ثابتًا ، لكن دورة العمل تختلف من 10٪ إلى 80٪. هذا يؤدي إلى تغيير في متوسط ​​قيمة I cp الحالي عند الإخراج.

يتم استخدام هذه المحركات على نطاق واسع بسبب اكتنازها وكفاءتها العالية (حوالي 95 ٪). العيب الرئيسي هو ارتفاع مستوى التداخل الكهرومغناطيسي مقارنة بالتداخل الخطي.

220V LED سائق

للتضمين في شبكة 220 فولت ، يتم إنتاج كل من الخطية والنبضية. هناك سائقين بعزلة كلفانية عن الشبكة وبدونها. المزايا الرئيسية للأول هي الكفاءة العالية والموثوقية والسلامة.

بدون العزلة الجلفانية ، عادة ما تكون أرخص ، ولكنها أقل موثوقية وتتطلب عناية عند التوصيل ، حيث توجد احتمالية لصدمة كهربائية.

السائقين الصينيين

يساهم الطلب على مشغلات LED في إنتاجها الضخم في الصين. هذه الأجهزة مصادر الدافعالتيار ، عادة 350-700 مللي أمبير ، غالبًا بدون غلاف.

سائق صيني ل 3 واط أدى

مزاياها الرئيسية هي السعر المنخفض ووجود العزلة الجلفانية. العيوب هي كما يلي:

• موثوقية منخفضة بسبب استخدام حلول الدوائر الرخيصة ؛
• نقص الحماية ضد ارتفاع درجة الحرارة والتقلبات في الشبكة ؛
• مستوى عالالتداخل الراديوي؛
• تموج الناتج عالية
• هشاشة.

حياة

عادةً ما يكون عمر السائق أقل من عمر الجزء البصري - يمنح المصنعون ضمانًا لمدة 30000 ساعة من التشغيل. هذا بسبب عوامل مثل:

• عدم الاستقرار أنابيب الجهد;
• تقلبات درجة الحرارة
• مستوى الرطوبة
• تحميل السائق.

الحلقة الأضعف يقودها سائقهي مكثفات تنعيم تميل إلى تبخر المنحل بالكهرباء ، خاصة في ظروف الرطوبة العالية والجهد الكهربائي غير المستقر. نتيجة لذلك ، يزداد مستوى التموج عند خرج السائق ، مما يؤثر سلبًا على تشغيل مصابيح LED.

أيضًا ، يؤثر التحميل غير الكامل للسائق على عمر الخدمة. أي ، إذا كان مصممًا لـ 150 واط ، ويعمل بحمل 70 واط ، فإن نصف طاقته يعود إلى الشبكة ، مما يؤدي إلى زيادة الحمل عليها. هذا يسبب انقطاع التيار الكهربائي بشكل متكرر. نوصي بالقراءة عنه.

دوائر السائق (الدوائر الدقيقة) لمصابيح LED

تنتج العديد من الشركات المصنعة محركات متكاملة للسائقين المتخصصة. دعونا نفكر في بعضها.

ON Semiconductor UC3845 هو محرك تبديل بتيار خرج يصل إلى 1A. يتم عرض دائرة التشغيل الخاصة بمصباح 10 وات LED على هذه الشريحة أدناه.

Supertex HV9910 هو برنامج تشغيل IC شائع جدًا. تيار الخرج لا يتجاوز 10 مللي أمبير ، لا يوجد لديه عزل كلفاني.

يتم عرض برنامج تشغيل حالي بسيط على هذه الشريحة أدناه.

تكساس إنسترومنتس UCC28810. سائق نبض الشبكة ، لديه القدرة على تنظيم العزلة الجلفانية. تيار الإخراج يصل إلى 750 مللي أمبير.

تم وصف شريحة أخرى من هذه الشركة ، وهي محرك لتشغيل مصابيح LED عالية الطاقة LM3404HV ، في هذا الفيديو:

يعمل الجهاز على مبدأ محول الرنين باك المحول ، أي أن وظيفة الحفاظ على التيار المطلوب يتم تخصيصها جزئيًا لدائرة الرنين في شكل ملف L1 وديود شوتكي D1 (يظهر الرسم البياني النموذجي أدناه) . من الممكن أيضًا ضبط تردد التبديل عن طريق اختيار المقاوم R ON.

مكسيم MAX16800 عبارة عن شريحة خطية تعمل بجهد منخفض ، بحيث يمكنك بناء محرك 12 فولت عليها. يصل تيار الخرج إلى 350 مللي أمبير ، لذلك يمكن استخدامه كمحرك طاقة لـ LED قوي، مصباح يدوي ، إلخ هناك إمكانية التعتيم. يتم عرض مخطط نموذجي وهيكل أدناه.

استنتاج

تعد مصابيح LED أكثر جوعًا للطاقة من مصادر الإضاءة الأخرى. على سبيل المثال ، 20٪ زيادة التيار لـ مصباح الفلورسنتلن يترتب على تدهور خطير في الأداء ، بالنسبة لمصابيح LED ، سيتم تقليل عمر الخدمة عدة مرات. لذلك ، يجب أن تكون حذرًا بشكل خاص عند اختيار برنامج تشغيل لمصابيح LED.

للبناء المصابيح التي تقودهامزودات الطاقة - مطلوب السائقين باستمرار. مع الحجم الكبير ، من الممكن تمامًا ترتيب تجميع السائقين بنفسك ، لكن تكلفة هذه السائقين ليست منخفضة جدًا ، وتصنيع ولحام الوجهين لوحات الدوائر المطبوعةمع مكونات SMD - العملية في المنزل شاقة للغاية.

قررت أن أعيش مع سائق جاهز. كنا بحاجة إلى سائق غير مكلف بدون حقيبة ، ويفضل أن يكون لديه القدرة على ضبط التيار والتعتيم.

مخطط إعادة رسم وتعديل طفيف

الخصائص بدون المكثفات ~ 0.9 فولت و 8.7٪ (نبض تدفق الضوء)

من المتوقع أن يخفض مكثف الخرج التموج إلى النصف ~ 0.4 فولت و 4٪

لكن مكثف 10 فائق التوهج عند الإدخال يقلل من التموج بمعامل 9 ~ 0.1 فولت و 1٪ ، على الرغم من أن إضافة هذا المكثف يقلل بشكل كبير PF (عامل الطاقة)

كلا المكثفات تجعل خصائص تموج الإخراج أقرب إلى لوحة الاسم ~ 0.05 فولت و 0.6٪

لذلك يتم هزيمة التموجات بمساعدة مكثفين من مصدر الطاقة القديم.

صقل رقم 2. سائق إخراج الإعداد الحالي

الغرض الرئيسي من برامج التشغيل هو الحفاظ على تيار مستقر على مصابيح LED. هذا المشغل ينتج 600 مللي أمبير باستمرار.

في بعض الأحيان تريد تغيير برنامج التشغيل الحالي. يتم ذلك عادة عن طريق اختيار المقاوم أو المكثف في الدائرة. استجابة. كيف حال هؤلاء السائقين؟ ولماذا هناك ثلاثة المقاوم الموازيمقاومة منخفضة R4 ، R5 ، R6؟

كل شيء صحيح. يمكنهم ضبط تيار الإخراج. على ما يبدو ، تختلف جميع المحركات التي لها نفس القوة ، ولكن بالنسبة للتيارات المختلفة ، بدقة في هذه المقاومات ومحول الخرج ، الذي يعطي جهدًا مختلفًا.

إذا أزلنا المقاوم 1.9Ω بعناية ، فسنحصل على تيار خرج 430 مللي أمبير عن طريق إزالة كل من المقاومات 300 مللي أمبير.

يمكنك أيضًا الذهاب في الاتجاه الآخر عن طريق لحام مقاوم آخر بشكل متوازٍ ، لكن هذا المحرك ينتج جهدًا يصل إلى 35 فولت وفي تيار أعلىسوف نحصل على فائض في القوة ، مما قد يؤدي إلى فشل السائق. لكن 700mA ممكن تمامًا للضغط عليها.

لذلك ، باختيار المقاومات R4 و R5 و R6 ، يمكنك تقليل تيار الإخراج للسائق (أو زيادته قليلاً جدًا) دون تغيير عدد مصابيح LED في السلسلة.

صقل 3. يعتم

هناك ثلاثة دبابيس تحمل علامة DIMM على لوحة السائق ، مما يشير إلى أن هذا السائق يمكنه التحكم في قوة مصابيح LED. تتحدث ورقة البيانات الخاصة بالدائرة الصغيرة أيضًا عن نفس الشيء ، على الرغم من عدم وجود مخططات تعتيم نموذجية فيها. من ورقة البيانات ، يمكنك الحصول على معلومات تفيد أنه من خلال تطبيق جهد كهربي من -0.3 - 6V على الجزء 7 من الدائرة المصغرة ، يمكنك الحصول على تحكم سلس في الطاقة.

الاتصال بدبابيس DIMM مقاومة متغيرةلا يؤدي إلى أي شيء ، بالإضافة إلى ذلك ، فإن الجزء 7 من شريحة السائق غير متصل بأي شيء على الإطلاق. حتى مرة أخرى التحسينات.

نقوم بلحام مقاوم 100K بالساق 7 من الدائرة المصغرة

الآن بتطبيق جهد من 0-5 فولت بين الأرض والمقاوم ، نحصل على تيار 60-600 مللي أمبير

لتقليل الحد الأدنى لتيار التعتيم ، يجب أيضًا تقليل المقاوم. لسوء الحظ ، لم يتم كتابة أي شيء عن هذا في ورقة البيانات ، لذلك سيتعين عليك تحديد جميع المكونات بشكل تجريبي. أنا شخصياً كنت راضيًا عن التعتيم من 60 إلى 600 مللي أمبير.

إذا كنت بحاجة إلى تنظيم التعتيم بدون مصدر طاقة خارجي، ثم يمكنك أخذ جهد إمداد السائق ~ 15 فولت (الساق 2 من الدائرة المصغرة أو المقاوم R7) وتطبيقه وفقًا للمخطط التالي.

وأخيرًا ، أقوم بتطبيق PWM من D3 arduino على إدخال التعتيم.

أنا أكتب رسمًا بسيطًا يغير مستوى PWM من 0 إلى الحد الأقصى والعكس:

#تضمن

الإعداد باطل()(
pinMode (3 ، الإخراج) ؛
Serial.begin (9600) ؛
analogWrite (3،0) ؛
}

حلقة فارغة() (
لـ (int i = 0 ؛ i< 255; i+=10){
analogWrite (3 ، ط) ؛
تأخير (500) ؛
}
لـ (int i = 255 ؛ i> = 0 ؛ i- = 10) (
analogWrite (3 ، ط) ؛
تأخير (500) ؛
}
}

أحصل على التعتيم باستخدام PWM.

يؤدي التعتيم باستخدام PWM إلى زيادة تموج الإخراج بحوالي 10-20٪ مقارنةً بالتحكم التيار المباشر. يتم مضاعفة أقصى تموج تقريبًا عند ضبط تيار المحرك على نصف الحد الأقصى.

فحص السائق لدائرة كهربائية قصيرة

يجب أن يستجيب السائق الحالي بشكل صحيح لدائرة كهربائية قصيرة. لكن من الأفضل التحقق من الصينيين. أنا لا أحب مثل هذه الأشياء. ألصق شيئًا تحت الضغط. لكن الفن يتطلب التضحية. نحن نختصر إخراج السائق أثناء التشغيل:

يتحمل السائق عادة قصر الدائرة ويعيد عمله. هناك حماية ماس كهربائى.

تلخيص لما سبق

مزايا السائق

• أبعاد صغيرة
• منخفض الكلفة
• إمكانية ضبط التيار
• عكس الضوء

سلبيات

• تموج الناتج العالي (يتم التخلص منه بإضافة المكثفات)
• يجب لحام المدخلات الخافتة
• لا توجد وثائق عادية كافية. ورقة بيانات غير مكتملة
• أثناء العمل ، تم اكتشاف ناقص آخر - التداخل على الراديو في نطاق FM. يتم معالجتها عن طريق تثبيت برنامج التشغيل في علبة من الألومنيوم أو علبة مُلصقة برقائق معدنية أو شريط من الألومنيوم