Come scegliere un driver per diodi da 10 watt. Driver fatto in casa per LED potenti

Vengono presi in considerazione i progetti e i circuiti dei driver LED, compresi quelli controllati, e i sistemi di illuminazione LED basati su di essi, prodotti da Integral e Tandem Electronics.

introduzione

Integral (Repubblica di Bielorussia), Tandem Electronics ( Federazione Russa) e SKTB Mikronika (Repubblica di Bielorussia) hanno organizzato la produzione di lampade e apparecchi a LED, partendo dallo sviluppo e dalla produzione di circuiti integrati (CI) di driver LED e sistemi di controllo dell'illuminazione e terminando con la produzione di schede applicative.

Le lampade e gli apparecchi a LED prodotti sono caratterizzati da una lunga durata, un consumo energetico estremamente basso, un'elevata resa luminosa, nessuna pulsazione. flusso luminoso, insensibilità a un'alimentazione instabile e frequenti on/off, capacità di lavorare con sicurezza in condizioni di elevata umidità e forti gelate. Se necessario, viene utilizzata una disposizione modulare di diodi LED nel sistema di illuminazione, che consente di non sostituire immediatamente la lampada a LED quando uno o più LED si guastano, poiché l'emissione luminosa totale di un tale sistema cambia in modo irrilevante.

Le lampade e gli apparecchi di illuminazione a LED sono generalmente costituiti da un modulo LED e una scheda sorgente di corrente (driver LED) collocata in un alloggiamento del dissipatore di calore. Tutte le lampade, i tubi e gli apparecchi di illuminazione a LED prodotti da Integral e Tandem Electronics sono dotati di driver LED sviluppati da SKTB Mikronika, che utilizza il proprio circuito integrato nella loro composizione.

In molti casi è importante creare per risparmiare energia elettrica (sistemi di illuminazione stradale, di uffici, " casa intelligente”) o per l'implementazione di modalità di illuminazione speciali (pollai, illuminazione di serre, ecc.) di sistemi di illuminazione controllata, che richiedono un'alimentazione controllata (CPS). L'uso di UIP in tali sistemi di illuminazione può fornire sia il controllo di gruppo che di indirizzo di ciascuna lampada. Inoltre, gli UPI forniscono supporto per un'architettura distribuita aperta con periferiche intelligenti, che consente, in primo luogo, di ottimizzare il sistema di controllo dell'illuminazione per le esigenze dei singoli clienti e, in secondo luogo, il sistema ha funzioni di controllo dell'illuminazione avanzate e offre la possibilità di integrarlo con altri sistemi di controllo distribuito. L'area principale di applicazione di tali sistemi sono i pollai, l'illuminazione stradale e degli uffici a risparmio energetico.

Driver LED

I driver LED sono sviluppati dagli specialisti di Integral e Tandem Electronics e prodotti nelle proprie strutture utilizzando componenti passivi dei principali produttori mondiali, che ne garantiscono le elevate prestazioni. Divisi in tipi lineari, isolati e non isolati, i driver LED utilizzano circuiti integrati personalizzati per fornire prestazioni del driver ad alte prestazioni. parametri tecnici(Tabella 1).

Tabella 1. Brevi caratteristiche Driver LED

Come si può vedere dalla Tabella 1, i driver LED sviluppati sono caratterizzati da un intervallo di tensione di ingresso esteso, un'elevata efficienza e un fattore di potenza elevato. La stabilità di corrente di tutti i tipi di driver non è peggiore del ±(1-3)%, la durata è superiore a 40.000 ore È possibile aumentare la durata fino a 80.000 ore o più grazie a soluzioni di circuiti che escludono i condensatori elettrolitici nella scheda del conducente.

Driver LED lineari

Il driver lineare è un limitatore di corrente basato sulla famiglia di microcircuiti MCA1504, progettato per correnti di uscita tipiche di 20, 30, 40 e 60 mA. Semplificato, il limitatore di corrente può essere rappresentato come una sorta di resistore regolabile, la cui resistenza varia a seconda della tensione ai suoi capi, per cui la corrente nel circuito del resistore rimane costante. L'aspetto del pilota e il suo circuito sono mostrati in fig. 1. La stabilità della corrente è ±2,5% nell'intervallo di tensione di rete di 210-230 V (Fig. 2).

Riso. 1. Driver LED lineare su IC MSA1504 40 mA: a) aspetto; b) circuito elettrico

Riso. Fig. 2. Dipendenza della corrente del LED dalla tensione di ingresso di un driver lineare con una corrente di uscita di 40 mA sull'IC MSA1504

Driver LED isolati

Il driver isolato da 6-22 W è basato sul chip MCA1501 e il driver da 40-200 W è basato sull'MCA6062. Questo tipo di driver è un flyback galvanicamente isolato convertitore di impulsi tensione (convertitore flyback) con controllo della corrente di uscita attraverso il circuito feedback tramite un fotoaccoppiatore e un correttore di fattore di potenza attivo (PFC). L'aspetto dei driver sui circuiti integrati MCA1501 e MCA6062 e il loro diagramma a blocchi sono mostrati in fig. 3.

Riso. 3. Aspetto del driver LED isolato: a) 11 W; b) 60 W; c) Schema a blocchi del driver 60W

I chip MCA1501 e MCA6062 sono una rete controller a led con PFC, progettato per pilotare convertitori flyback buck o boost operanti in modalità di conduzione critica. I driver di questo design sono caratterizzati da un'elevata stabilità della corrente: la variazione di corrente non supera il ±1% nell'intervallo di tensione di rete di 90-255 V (Fig. 4).

Riso. Fig. 4. Dipendenza della corrente del LED dalla tensione di ingresso dei driver LED isolati con una potenza di 11 e 60 W

Il driver LED isolato ad alta potenza (60-200 W) utilizza un convertitore di tensione di commutazione flyback basato sull'IC MCA6062 con un PFC attivo all'ingresso (Fig. 5).

Riso. 5. Driver LED da 60-200 W: a) aspetto; b) schema a blocchi

Driver LED non isolati

Lo schema dei driver LED non isolati contiene un filtro antiradiodisturbi, un'unità raddrizzatore, un circuito di controllo con un PFC attivo integrato o con un PFC passivo esterno e un'unità chiave con un elemento integratore. Questi driver LED da 3-22 W si basano sui microcircuiti MCA1602 e MCA1503 e sono un convertitore di tensione di commutazione step-down (convertitore buck) con un PFC passivo (per un circuito con MCA1602) e un PFC attivo (per un circuito con MCA1503). L'aspetto dei driver LED non isolati e il loro schema a blocchi sono mostrati in fig. 6, 7. La variazione della corrente dei driver LED non isolati basati sui circuiti integrati MCA1602 e MCA1503 nell'intervallo di tensione di rete di 100-255 V non supera il ±3% (Fig. 8).

Alimentazione controllata

UIP, quando risolve il problema della creazione di sistemi di illuminazione intelligenti, prevede l'implementazione di due funzioni principali:

• ricevere, elaborare e trasmettere un segnale di controllo al chip del driver LED;
• garantendo la luminosità specificata della sorgente luminosa in condizioni di funzionamento ottimali dei LED.

Strutturalmente l'UIP è implementata su un'unica scheda (Fig. 9), che contiene un controllore di controllo con un canale di interfaccia digitale e una sorgente corrente impulsiva Alimentazione LED - Driver LED. Come parte dell'UIP, possono essere utilizzati driver LED sia isolati che non isolati, simili a quelli descritti sopra.

Riso. Fig. 9. Aspetto dell'UIP con un driver LED da 20 W non isolato

Il driver LED da 20 W incluso nell'UIP mostrato in fig. 9 è un convertitore di tensione di commutazione step-down (convertitore buck) con un PFC passivo e un circuito di controllo della corrente a LED tramite un'interfaccia LIN. Le dipendenze dell'efficienza (COP), della corrente di uscita (corrente del LED) e del fattore di potenza di questo driver LED sono presentate in fig. 10-12.

Riso. Fig. 10. Dipendenza dell'efficienza dalla tensione di ingresso del driver LED da 20 W nell'UIP

Riso. 11. Dipendenza della corrente del LED dalla tensione di ingresso del driver LED da 20 W nell'UIP

Riso. Fig. 12. Dipendenza del fattore di potenza dalla tensione di ingresso del driver LED da 20 W nell'UIP

La luminosità dei LED è controllata secondo il seguente algoritmo (Fig. 13): un segnale di controllo digitale è generato dal controllore della centrale di sistema secondo il programma installato su di essa ed è alimentato tramite un bifilare optoisolato canale di comunicazione al modulo di interfaccia UART del microcontrollore di controllo UIP.

Riso. 13. Schema strutturale del sistema per il controllo individuale delle lampade a LED

Ogni microcontrollore di controllo UIP ha un indirizzo univoco. Nel sistema la centrale ha lo stato del bus di interfaccia master, gli altri dispositivi sono slave. Fisicamente, il segnale nella linea di trasmissione dati è corrente, il che garantisce resistenza alle interferenze esterne e consente di creare linee di comunicazione lunghe fino a 200 m.Ogni dispositivo dispone di un'unità di interfaccia con un microcontrollore attraverso un isolamento ottico del segnale. Il blocco dell'interfaccia del microcontrollore di controllo modifica il protocollo LIN, riducendo la velocità di scambio dei dati a 10 kbps, il che garantisce un funzionamento stabile del canale di comunicazione su lunghe distanze a una velocità abbastanza sufficiente per controllare i sistemi di illuminazione. In base al comando ricevuto, il microcontrollore emette un segnale di controllo (PWM o lineare) all'ingresso di regolazione del microcircuito del driver LED.

Letteratura

1. Rudakovskiy D., Tsevelyuk E., Taraikovich A., Yatsko T. Mikronika Regolatori di corrente a LED della serie MCA1504 // Illuminotecnica dei semiconduttori. 2012. N. 4.
2. Tsevelyuk E., Kotov V. Revisione dei driver LED per luce lampade a diodi ampia applicazione // Illuminotecnica dei semiconduttori. 2012. N. 5.

La posizione di primo piano tra le sorgenti di luce artificiale più efficienti oggi è occupata dai LED. Questo è in gran parte un merito di fonti di cibo di qualità per loro. Quando si lavora in combinazione con un driver opportunamente selezionato, il LED manterrà una luminosità stabile della luce per lungo tempo e la vita del LED sarà molto, molto lunga, misurata in decine di migliaia di ore.

Pertanto, un driver opportunamente selezionato per i LED è la chiave per un funzionamento lungo e affidabile della sorgente luminosa. E in questo articolo cercheremo di svelare l'argomento su come scegliere il driver giusto per un LED, cosa cercare e come sono.

Un driver per LED è un alimentatore stabilizzato a tensione costante o corrente continua. In generale, inizialmente, un driver LED lo è, ma oggi anche le sorgenti di tensione costante per LED sono chiamate driver LED. Cioè, possiamo dire che la condizione principale sono le caratteristiche stabili dell'alimentatore CC.

Per il carico richiesto viene selezionato un dispositivo elettronico (in effetti, un convertitore di impulsi stabilizzato), sia che si tratti di un insieme di singoli LED assemblati in una catena seriale, o di un insieme parallelo di tali catene, oppure ci possa essere un nastro o anche uno LED potente.

Un alimentatore stabilizzato a tensione costante è adatto per le strisce LED o per alimentare un insieme di più potenti LED collegati uno alla volta in parallelo, ovvero quando Tensione nominale il carico dei LED è noto con precisione ed è sufficiente selezionare l'alimentazione per la tensione nominale alla corrispondente potenza massima.

Di solito questo non causa problemi, ad esempio: 10 LED a 12 volt, 10 watt ciascuno, richiederanno un alimentatore da 100 watt 12 volt, valutato per corrente massima a 8,3 ampere. Resta da regolare la tensione di uscita con l'aiuto di un resistore di regolazione sul lato e il gioco è fatto.

Per gruppi LED più complessi, soprattutto quando più LED sono collegati in serie, è necessario non solo un alimentatore con una tensione di uscita stabilizzata, ma un driver LED completo, un dispositivo elettronico con una corrente di uscita stabilizzata. Qui, la corrente è il parametro principale e la tensione di alimentazione del gruppo LED può variare automaticamente entro determinati limiti.

Per una luce uniforme del gruppo LED, è necessario garantire corrente nominale attraverso tutti i cristalli, tuttavia, la caduta di tensione attraverso i cristalli può differire per LED diversi (poiché i CVC di ciascuno dei LED nell'assieme differiscono leggermente), quindi la tensione su ciascun LED non sarà la stessa, ma la corrente dovrebbe essere lo stesso.

I driver LED sono prodotti principalmente per alimentazione a 220 volt o da rete di bordo auto 12 volt. I parametri di uscita del driver sono specificati come un intervallo di tensione e una corrente nominale.

Ad esempio, un driver con un'uscita di 40-50 volt, 600 mA ti consentirà di collegare in serie quattro 12 led volt potenza di 5-7 watt. Su ciascun LED cadranno circa 12 volt, la corrente attraverso il circuito in serie sarà esattamente di 600 mA, mentre la tensione di 48 volt rientra nel range operativo del driver.

Un driver LED a corrente costante è un alimentatore universale per gruppi LED e la sua efficienza è piuttosto elevata, ed ecco perché.

La potenza del gruppo LED è un criterio importante, ma cosa determina questa potenza di carico? Se la corrente non fosse stabilizzata, una parte significativa della potenza verrebbe dissipata nei resistori di equalizzazione dell'assieme, ovvero l'efficienza sarebbe bassa. Ma con un driver che ha la stabilizzazione della corrente, non sono necessari resistori di equalizzazione, quindi l'efficienza della sorgente luminosa risulterà molto elevata.

Autisti diversi produttori differiscono tra loro per potenza di uscita, classe di protezione e base dell'elemento applicato. Di norma, si basa su, con stabilizzazione dell'uscita di corrente e con protezione da cortocircuito e sovraccarico.

Alimentazione a rete corrente alternata 220 volt o CC con una tensione di 12 volt. I driver a bassa tensione compatti più semplici possono essere implementati su un singolo chip universale, ma la loro affidabilità è inferiore a causa della semplificazione. Tuttavia, tali soluzioni sono popolari nell'autotuning.

Quando si sceglie un driver per LED, dovrebbe essere chiaro che l'uso di resistori non ti salva dalle interferenze, così come l'uso di circuiti semplificati con condensatori di spegnimento. Eventuali picchi di tensione passano attraverso resistori e condensatori e la caratteristica IV non lineare del LED si rifletterà necessariamente sotto forma di un aumento di corrente attraverso il cristallo, e ciò è dannoso per il semiconduttore. Anche gli stabilizzatori lineari non lo sono L'opzione migliore in termini di protezione contro le interferenze, inoltre, l'efficacia di tali soluzioni è inferiore.

È meglio conoscere in anticipo il numero esatto, la potenza e lo schema di commutazione dei LED e tutti i LED nell'assieme saranno dello stesso modello e dello stesso lotto. Quindi scegli un pilota.

L'intervallo delle tensioni di ingresso, di uscita e della corrente nominale deve essere indicato sulla custodia. Sulla base di questi parametri, viene selezionato un driver. Prestare attenzione alla classe di protezione della custodia.

Per compiti di ricerca adatto, ad esempio senza cornice guidatori a led, tali modelli sono ampiamente rappresentati oggi sul mercato. Se è necessario riporre il prodotto in un alloggiamento, l'alloggiamento può essere fabbricato dall'utente stesso.

I vantaggi delle zampe a LED sono stati discussi ripetutamente. L'abbondanza di feedback positivi da parte degli utenti dell'illuminazione a LED, volenti o nolenti, ti fa pensare alle lampadine di Ilyich. Tutto sarebbe bello, ma quando si tratta di costare la ristrutturazione di un appartamento illuminazione a LED, i numeri sono un po' "faticosi".

Per sostituire una normale lampada da 75W, c'è luce a 15 W e una dozzina di tali lampade deve essere cambiata. Con un costo medio di circa $ 10 per lampada, il budget è decente e il rischio di acquisire un "clone" cinese da ciclo vitale 2-3 anni. Alla luce di questo, molti stanno valutando autoproduzione questi dispositivi.

L'opzione più economica può essere assemblata con le tue mani da questi LED. Una dozzina di questi piccoli costano meno di un dollaro e sono luminosi come una lampadina a incandescenza da 75 W. Mettere tutto insieme non è un problema, ma non puoi collegarli direttamente alla rete: si esauriranno. Il cuore di qualsiasi lampada a LED è il driver di alimentazione. Dipende da quanto tempo e bene risplenderà la lampadina.

Per assemblare una lampada a LED da 220 volt con le nostre mani, diamo un'occhiata al circuito del driver di alimentazione.

I parametri di rete superano notevolmente le esigenze del LED. Affinché il LED possa funzionare dalla rete, è necessario ridurre l'ampiezza della tensione, l'intensità della corrente e convertire la tensione CA in CC.

A tale scopo viene utilizzato un partitore di tensione con un resistore o un carico capacitivo e stabilizzatori.

Componenti luminosi a LED

Sarà necessario un circuito della lampada a LED da 220 volt importo minimo componenti disponibili.

• LED 3,3V 1W - 12 pz.;
• condensatore ceramico 0,27uF 400-500V - 1 pz.;
• resistenza 500kΩ - 1MΩ 0,5 - 1W - 1 sh.t;
• Diodo 100 V - 4 pezzi;
• condensatori elettrolitici per 330uF e 100uF 16V, 1 pz.;
• regolatore di tensione per 12V L7812 o similare - 1 pz.

Realizzare un driver LED da 220 V con le tue mani

Il circuito del driver del ghiaccio da 220 volt non è altro che un alimentatore switching.

Come driver LED fatto in casa da una rete a 220 V, considera l'alimentatore switching più semplice senza isolamento galvanico. Il vantaggio principale di tali schemi è la semplicità e l'affidabilità. Ma fai attenzione durante il montaggio, poiché un tale circuito non ha un limite alla corrente di uscita. I LED assorbiranno i loro 1,5 ampere, ma se si toccano i fili scoperti con la mano, la corrente raggiungerà i dieci ampere e un tale shock di corrente è molto evidente.

Il circuito di pilotaggio più semplice per LED 220V è costituito da tre stadi principali:

• Partitore di tensione su capacità;
• ponte a diodi;
• fase di stabilizzazione della tensione.

Prima cascata- capacità sul condensatore C1 con un resistore. La resistenza è necessaria per l'autoscarica del condensatore e non pregiudica il funzionamento del circuito stesso. Il suo valore non è particolarmente critico e può variare da 100kΩ a 1MΩ con una potenza di 0,5-1W. Il condensatore non è necessariamente elettrolitico per 400-500V (tensione di picco effettiva della rete).

Quando una semionda di tensione passa attraverso un condensatore, passa corrente fino a quando le piastre non sono cariche. Minore è la sua capacità, più veloce sarà la carica completa. Con una capacità di 0,3-0,4 uF, il tempo di ricarica è 1/10 del periodo di semionda tensione di rete. parlando linguaggio semplice, solo un decimo della tensione in ingresso passerà attraverso il condensatore.

Seconda cascata- ponte a diodi. Converte la tensione CA in CC. Dopo aver tagliato la maggior parte della semionda di tensione dal condensatore, otteniamo circa 20-24 V CC all'uscita del ponte a diodi.

Terza cascata– filtro stabilizzante levigante.

Un condensatore con un ponte a diodi funge da divisore di tensione. Quando la tensione nella rete cambia, cambierà anche l'ampiezza all'uscita del ponte a diodi.

Per appianare l'ondulazione di tensione, colleghiamo un condensatore elettrolitico in parallelo con il circuito. La sua capacità dipende dalla potenza del nostro carico.

Nel circuito di pilotaggio la tensione di alimentazione dei LED non deve superare i 12V. Come stabilizzatore, puoi usare l'elemento comune L7812.

Il circuito assemblato della lampada a LED da 220 volt inizia a funzionare immediatamente, ma prima di collegarsi alla rete, isolare accuratamente tutti i fili scoperti e i punti di saldatura degli elementi del circuito.

Opzione driver senza stabilizzatore di corrente

Esiste un numero enorme di circuiti di pilotaggio per LED da una rete a 220 V sulla rete che non dispongono di stabilizzatori di corrente.

Il problema di qualsiasi driver senza trasformatore è l'ondulazione della tensione di uscita, e quindi la luminosità dei LED. Un condensatore installato dopo il ponte a diodi risolve parzialmente questo problema, ma non lo risolve completamente.

Ci sarà un'ondulazione con un'ampiezza di 2-3V sui diodi. Quando installiamo un regolatore a 12V nel circuito, anche tenendo conto dell'ondulazione, l'ampiezza della tensione in ingresso sarà superiore all'intervallo di cutoff.

Diagramma di tensione in un circuito senza stabilizzatore

Schema in un circuito con uno stabilizzatore

Pertanto, un driver per lampade a diodi, anche assemblato da solo, non sarà inferiore in termini di pulsazioni a unità simili di costose lampade fabbricate in fabbrica.

Come puoi vedere, assemblare un driver con le tue mani non è particolarmente difficile. Modificando i parametri degli elementi del circuito, possiamo variare i valori del segnale di uscita su un ampio intervallo.

Se si desidera assemblare un circuito per faretti a LED da 220 volt basato su tale circuito, è meglio convertire lo stadio di uscita a 24 V con uno stabilizzatore appropriato, poiché la corrente di uscita dell'L7812 è 1,2 A, questo limita la potenza del carico a 10 W. Per sorgenti luminose più potenti, è necessario aumentare il numero di stadi di uscita o utilizzare uno stabilizzatore più potente con una corrente di uscita fino a 5 A e installarlo su un radiatore.

Oggi in saldo puoi vedere molto vari tipi alimentatori per LED. Questo articolo ha lo scopo di semplificare la scelta della fonte di cui hai bisogno.

Prima di tutto, diamo un'occhiata alla differenza tra un alimentatore standard e un driver LED. Per prima cosa devi decidere: cos'è un alimentatore? Nel caso generale, si tratta di un alimentatore di qualsiasi tipo, che è un'unità funzionale separata. Di solito ha determinati parametri di input e output e non importa quale tipo di dispositivi è destinato ad alimentare. Il driver per l'alimentazione dei LED fornisce una corrente di uscita stabile. In altre parole, questo è anche un alimentatore. Il driver è solo una designazione di marketing, per evitare confusione. Prima dell'avvento dei LED, le sorgenti di corrente - e sono il driver - non erano ampiamente utilizzate. Ma poi è apparso un LED super luminoso e lo sviluppo delle sorgenti attuali ha fatto passi da gigante. E da non confondere: sono chiamati autisti. Allora mettiamo d'accordo alcuni termini. L'alimentatore è una sorgente di tensione (tensione costante), il Driver è una sorgente di corrente (corrente costante). Il carico è ciò che colleghiamo all'alimentatore o al driver.

Alimentazione elettrica

La maggior parte degli apparecchi elettrici e dei componenti elettronici richiedono una fonte di tensione per funzionare. Sono la solita rete elettrica, presente in ogni appartamento sotto forma di presa. Tutti conoscono la frase "220 volt". Come puoi vedere, non una parola sulla corrente. Ciò significa che se il dispositivo è progettato per funzionare da una rete a 220 V, non importa quanta corrente consuma. Se solo ce ne fossero 220 - e prenderà lui stesso la corrente - quanto gli occorre. Ad esempio, un bollitore elettrico convenzionale con una potenza di 2 kW (2.000 W), collegato a una rete a 220 V, consuma la seguente corrente: 2.000/220 = 9 ampere. Abbastanza, dato che la maggior parte delle ciabatte elettriche convenzionali hanno una potenza nominale di 10 ampere. Questo è il motivo del frequente funzionamento della protezione (macchina) quando i bollitori sono collegati alla presa tramite una prolunga, in cui sono già inseriti molti dispositivi, ad esempio un computer. Ed è buono se la protezione funziona, altrimenti la prolunga potrebbe semplicemente sciogliersi. E così - qualsiasi dispositivo progettato per essere collegato a una presa - sapendo qual è la sua potenza, puoi calcolare la corrente consumata.
Ma la maggior parte dei dispositivi domestici, come TV, lettore DVD, computer, devono abbassare la tensione di rete da 220 V al livello di cui hanno bisogno, ad esempio 12 volt. L'alimentatore è proprio il dispositivo che si occupa di una tale diminuzione.
Ci sono molti modi per abbassare la tensione della rete. Gli alimentatori più comuni sono trasformatore e switching.

Alimentazione basata su trasformatore

Un tale alimentatore si basa su un grande aggeggio di ferro e ronzante. :) Bene, i trasformatori di corrente ronzano meno. Il principale vantaggio è la semplicità e la relativa sicurezza di tali blocchi. Contengono un minimo di dettagli, ma allo stesso tempo hanno buone caratteristiche. Lo svantaggio principale è l'efficienza e le dimensioni. Più potente è l'alimentatore, più è pesante. Parte dell'energia viene spesa per "ronzare" e riscaldare :) Inoltre, parte dell'energia viene persa nel trasformatore stesso. In altre parole - semplice, affidabile, ma ha molto peso e consuma molto - efficienza al livello del 50-70%. Ha un importante vantaggio integrale: l'isolamento galvanico dalla rete. Ciò significa che se si verifica un malfunzionamento o entri accidentalmente nel circuito di alimentazione secondario con la mano, non rimarrai scioccato :) Un altro vantaggio decisivo è che l'alimentatore può essere collegato alla rete senza carico - questo non lo danneggerà .
Ma vediamo cosa succede se sovraccaricare l'alimentazione.
A disposizione: blocco trasformatore alimentatore con una tensione di uscita di 12 volt e una potenza di 10 watt. Collegare ad esso una lampadina da 12 volt 5 watt. La lampadina si illuminerà a tutti i suoi 5 watt e consumerà corrente 5 / 12 \u003d 0,42 A.

Collega la seconda lampadina in serie alla prima, in questo modo:

Entrambe le lampadine si illumineranno, ma molto debolmente. Se collegato in serie, la corrente nel circuito rimarrà la stessa - 0,42 A, ma la tensione sarà distribuita tra due lampadine, ovvero ciascuna riceverà 6 volt. È chiaro che brilleranno a malapena. Sì, e ciascuno consumerà circa 2,5 watt.
Ora cambiamo le condizioni: colleghiamo le lampadine in parallelo:

Di conseguenza, la tensione su ciascuna lampada sarà la stessa: 12 volt, ma la corrente che assumeranno è di 0,42 A ciascuna, ovvero la corrente nel circuito raddoppierà. Considerando che abbiamo un blocco con una potenza di 10 W - non gli sembrerà abbastanza - con collegamento in parallelo la potenza del carico, ovvero le lampadine, è riassunta. Se ne colleghiamo anche un terzo, l'alimentatore inizierà a riscaldarsi selvaggiamente e alla fine si brucerà, possibilmente portando con sé il tuo appartamento. E tutto questo perché non sa come limitare la corrente. Pertanto, è molto importante calcolare correttamente il carico sull'alimentatore. Naturalmente, le unità più complesse contengono una protezione da sovraccarico e si spengono automaticamente. Ma non dovresti contare su questo: anche la protezione, a volte, non funziona.

Blocco di potenza a impulsi

Il rappresentante più semplice e brillante è il cinese alimentazione per lampade alogene 12 V. Contiene poche parti, leggero, piccolo. Le dimensioni del blocco da 150 W sono 100x50x50 mm, il peso è di 100 grammi Lo stesso alimentatore del trasformatore peserebbe tre chilogrammi, o anche più. L'alimentatore per le lampade alogene ha anche un trasformatore, ma è piccolo perché funziona a una frequenza maggiore. Va notato che anche l'efficienza di una tale unità non è all'altezza - circa il 70-80%, mentre produce un'interferenza decente nella rete elettrica. Esistono molti più blocchi basati su un principio simile: per laptop, stampanti, ecc. Quindi, il vantaggio principale sono le dimensioni ridotte e il peso ridotto. È presente anche l'isolamento galvanico. Lo svantaggio è lo stesso della sua controparte con trasformatore. Può bruciarsi per sovraccarico :) Quindi, se decidi di realizzare un'illuminazione alogena a 12 V a casa, calcola il carico consentito su ciascun trasformatore.
È auspicabile creare dal 20 al 30% dello stock. Cioè, se hai un trasformatore da 150 W, è meglio non appendere carichi superiori a 100 W su di esso. E tieni d'occhio i Ravshan se fanno riparazioni per te. Non ci si dovrebbe fidare di loro per calcolare la potenza. Vale anche la pena notare che blocchi di impulsi non mi piace accendere senza carico. Ecco perché non è consigliabile lasciare i caricatori del telefono cellulare nella presa una volta completata la ricarica. Tuttavia, tutti lo fanno, quindi la maggior parte degli attuali blocchi di impulsi contengono una protezione contro l'accensione senza carico.

Questi due semplici membri della famiglia di alimentatori condividono un compito comune: fornire il giusto livello di tensione per alimentare i dispositivi ad essi collegati. Come accennato in precedenza, i dispositivi stessi decidono di quanta corrente hanno bisogno.

Autista

In generale driver è una fonte di corrente per i LED. Per lui, di solito non esiste un parametro "tensione di uscita". Emette solo corrente e potenza. Tuttavia, sai già come determinare la tensione di uscita consentita: dividiamo la potenza in watt per la corrente in ampere.
In pratica, questo significa quanto segue. Supponiamo che i parametri del driver siano i seguenti: corrente - 300 milliampere, potenza - 3 watt. Dividi 3 per 0,3 - otteniamo 10 volt. Questa è la tensione di uscita massima che il driver può fornire. Supponiamo di avere tre LED, ciascuno valutato a 300 mA, e la tensione attraverso il diodo dovrebbe essere di circa 3 volt. Se colleghiamo un diodo al nostro driver, la tensione alla sua uscita sarà di 3 volt e la corrente sarà di 300 mA. Collegare il secondo diodo successivamente(vedi l'esempio con le lampade sopra) con il primo - l'uscita sarà 6 volt 300 mA, collegare il terzo - 9 volt 300 mA. Se colleghiamo i LED in parallelo, questi 300 mA verranno distribuiti tra loro in modo approssimativamente uguale, ovvero circa 100 mA ciascuno. Se colleghiamo LED da tre watt con una corrente di lavoro di 700 mA a un driver da 300 mA, riceveranno solo 300 mA.
Spero che il principio sia chiaro. Un conducente funzionante in nessun caso emetterà più attuale di quanto viene calcolato, indipendentemente da come si collegano i diodi. Va notato che ci sono driver progettati per un numero qualsiasi di LED, a condizione che la loro potenza totale non superi la potenza del driver, e ci sono quelli progettati per un certo numero, ad esempio 6 diodi. Tuttavia, consentono una certa diffusione su un lato più piccolo: puoi collegare cinque diodi o anche quattro. efficienza driver universali peggio delle loro controparti, progettate per un numero fisso di diodi a causa di alcune caratteristiche dell'opera circuiti a impulsi. Inoltre, i driver con un numero fisso di diodi di solito contengono protezione contro situazioni anomale. Se il driver è progettato per 5 diodi e ne hai collegati tre, è del tutto possibile che la protezione funzioni e che i diodi non si accendano o lampeggino, segnalando una modalità di emergenza. Va notato che la maggior parte dei driver non tollera il collegamento alla tensione di alimentazione senza carico: in questo sono molto diversi da una sorgente di tensione convenzionale.

Quindi, abbiamo determinato la differenza tra l'alimentatore e il driver. Ora diamo un'occhiata ai principali tipi di driver LED, iniziando dai più semplici.

Resistore

Questo è il driver LED più semplice. Sembra un barile con due piombi. Il resistore può limitare la corrente nel circuito selezionando la resistenza desiderata. Come farlo è descritto in dettaglio nell'articolo "Collegamento dei LED in un'auto"
Lo svantaggio è la bassa efficienza, la mancanza di isolamento galvanico. Non è possibile alimentare in modo affidabile un LED da una rete a 220 V tramite un resistore, sebbene molti interruttori domestici utilizzino un circuito simile.

circuito del condensatore.

Simile a un circuito resistore. Gli svantaggi sono gli stessi. È possibile realizzare un circuito di condensatori di sufficiente affidabilità, ma il costo e la complessità del circuito aumenteranno notevolmente.

Chip LM317

Questo è il prossimo membro della famiglia dei protozoi driver per LED. I dettagli sono nel suddetto articolo sui LED nelle auto. Lo svantaggio è la bassa efficienza, è necessaria una fonte di alimentazione primaria. Il vantaggio è l'affidabilità, la semplicità del circuito.

Driver su chip tipo HV9910

Questo tipo di driver ha guadagnato una notevole popolarità grazie alla semplicità del circuito, al basso costo dei componenti e alle ridotte dimensioni.
Vantaggio: versatilità, accessibilità. Lo svantaggio è che richiede abilità e cura durante il montaggio. Non c'è isolamento galvanico dalla rete 220 V. Elevato rumore impulsivo nella rete. Basso fattore di potenza.

Driver con ingresso a bassa tensione

Questa categoria include driver progettati per essere collegati a una fonte di tensione primaria: un alimentatore o una batteria. Ad esempio, questi sono driver per Luci a LED o lampade progettate per sostituire le alogene a 12 V. Il vantaggio sono le dimensioni e il peso ridotti, l'elevata efficienza, l'affidabilità e la sicurezza di funzionamento. Lo svantaggio è che è necessaria una sorgente di tensione primaria.

driver di rete

Completamente pronto all'uso e contiene tutti gli elementi necessari per alimentare i LED. Il vantaggio è alta efficienza, affidabilità, isolamento galvanico, sicurezza operativa. Lo svantaggio è il costo elevato, difficile da ottenere. Possono essere sia nel caso che senza il caso. Questi ultimi sono solitamente utilizzati come parte di lampade o altre sorgenti luminose.

Applicazione pratica dei driver

La maggior parte delle persone che intendono utilizzare LED stanno commettendo un errore comune. Compra te stesso prima PORTATO, quindi sotto di essi viene selezionato autista. Questo può essere considerato un errore perché al momento non ci sono molti posti in cui è possibile acquistare un assortimento sufficiente di driver. Di conseguenza, con gli ambiti LED nelle tue mani, ti stai scervellando: come scegliere un driver tra quelli disponibili. Quindi hai acquistato 10 LED e ci sono solo 9 driver. E devi scervellarti: cosa fare con questo LED extra. Forse era più facile contare su 9 in una volta. Pertanto, la selezione del driver dovrebbe avvenire contemporaneamente alla selezione dei LED. Successivamente, è necessario prendere in considerazione le caratteristiche dei LED, ovvero la caduta di tensione su di essi. Ad esempio, un LED rosso da 1 W ha una corrente di esercizio di 300 mA e una caduta di tensione di 1,8-2 V. La potenza consumata sarà 0,3 x 2 \u003d 0,6 W. Ma blu o LED bianco ha una caduta di tensione di 3-3,4 V alla stessa corrente, cioè una potenza di 1 W. Pertanto, un driver con una corrente di 300 mA e una potenza di 10 W "tirerà" 10 LED bianchi o 15 rossi. La differenza è significativa. Un diagramma tipico per il collegamento di LED da 1 W a un driver con una corrente di uscita di 300 mA è simile al seguente:

Per i LED standard da 1W, il terminale negativo è più grande di quello positivo, quindi è facile distinguerlo.

E se fossero disponibili solo driver da 700 mA? Allora devi usare numero pari di LED di cui due in parallelo.

Voglio notare che molti presumono erroneamente che la corrente di funzionamento di 1 W di LED sia 350 mA. Non lo è, 350 mA è la MASSIMA corrente di funzionamento. Ciò significa che quando si lavora a lungo è necessario utilizzare fonte di energia con una corrente di 300-330 mA. Lo stesso vale per il collegamento in parallelo: la corrente per LED non deve superare la cifra specificata di 300-330 mA. Ciò non significa affatto che il funzionamento a corrente maggiore provocherà il guasto del LED. Ma con una dissipazione del calore insufficiente, ogni milliampere in più può ridurre la durata. Inoltre, maggiore è la corrente, minore è l'efficienza del LED, il che significa che il suo riscaldamento è più forte.

Quando si tratta di collegare una striscia LED o moduli progettati per 12 o 24 volt, è necessario tenere conto del fatto che gli alimentatori offerti per loro limitano la tensione, non la corrente, ovvero non sono driver nella terminologia accettata. Ciò significa, in primo luogo, che è necessario monitorare attentamente la potenza del carico collegata a un particolare alimentatore. In secondo luogo, se l'unità non è abbastanza stabile, il picco di tensione in uscita può uccidere il nastro. Semplifica la vita l'installazione di resistori nei nastri e nei moduli (cluster), che consentono di limitare la corrente in una certa misura. Devo dire che la striscia LED consuma una corrente relativamente grande. Ad esempio, il nastro smd 5050, che ha 60 LED al metro, consuma circa 1,2 A al metro. Cioè, per alimentare 5 metri, è necessario un alimentatore con una corrente di almeno 7-8 ampere. Allo stesso tempo, il nastro stesso consumerà 6 ampere e uno o due ampere devono essere lasciati in riserva per non sovraccaricare l'unità. E 8 ampere sono quasi 100 watt. Questi blocchi non sono economici.
I driver sono più ottimali per il collegamento di un nastro, ma trovare tali driver specifici è problematico.

Riassumendo, possiamo dire che la scelta di un driver per i LED dovrebbe ricevere non meno, se non più attenzione rispetto ai LED. La negligenza nella scelta è irta di guasti a LED, driver, consumo eccessivo e altre delizie :)

Yuri Ruban, Rubikon LLC, 2010 .

LED - Light Emitting Diode - un diodo a emissione di luce - una lampadina in miniatura, il cui bagliore si verifica a causa del movimento degli elettroni attraverso gli strati semiconduttori nel dispositivo. Il bagliore si verifica quando il LED consuma una certa quantità di elettricità. Né i gas né i filamenti a incandescenza vengono utilizzati come fluido di lavoro nel LED, per questo motivo i LED sono durevoli, affidabili, efficienti e non emettono un largo numero calore.

Qual è la durata di un LED?

I LED non si esauriscono come le lampadine a incandescenza, quindi i singoli LED raramente devono essere sostituiti. Tuttavia, il LED sembra attenuarsi nel tempo, emettendo una luminosità inferiore. I LED di produttori coscienziosi hanno una vita nominale media di 50.000 ore, che è molte volte superiore a quella delle sorgenti luminose a incandescenza o fluorescenti.

I LED sono convenienti?

I LED hanno apportato numerosi vantaggi al settore dell'illuminazione. Questo e alta efficienza, forza e durata. In tutti questi parametri, le sorgenti luminose tradizionali sono molto indietro. I vantaggi dei LED consentono di risparmiare fino all'80% di energia elettrica e di ridurre i costi di manutenzione. Nonostante l'alto costo delle lampade a LED, è garantito che si ripagheranno in breve tempo.

A cosa serve un alimentatore?

I LED tendono a funzionare al minimo tensione costante e quindi richiedono l'utilizzo di alimentatori per convertire la tensione alternata di una rete domestica di 220 Volt in una tensione continua di 5-24 Volt. L'alimentatore è progettato per stabilizzare, rettificare e livellare la tensione di uscita.

È possibile attenuare (cambiare la luminosità) i LED?

Sì, i LED sono facili da attenuare, inoltre, questo può aiutare ad aumentare la loro durata. I driver LED speciali aiutano in modo molto semplice e preciso a impostare il grado di attenuazione richiesto.

Quanto velocemente si accende il LED?

I LED raggiungono la loro massima luminosità istantaneamente, indipendentemente dalla temperatura ambiente.

I LED possono guastarsi se collegati in modo errato all'alimentazione?

Si Loro possono. I LED sono progettati in modo che la corrente possa fluire liberamente attraverso di essi in una sola direzione e questa corrente deve corrispondere rigorosamente ai valori calcolati per ciascun LED. Ad esempio, se un LED progettato per una bassa tensione costante è collegato direttamente a una rete domestica da 220 V CA, il LED si brucerà semplicemente a causa del multiplo eccesso di valori di potenza.
Se il dispositivo a LED è collegato a un alimentatore con una tensione inferiore a quella richiesta, il dispositivo si illuminerà al massimo debolmente. Se la tensione di uscita dell'alimentatore supera il valore calcolato, la durata del dispositivo collegato sarà molto breve.

Qual è la differenza tra i prodotti di diversi produttori di LED?

La tecnologia per la produzione di chip LED è piuttosto complessa e sfaccettata, il che implica approcci non banali alla produzione di chip. Ogni produttore di solito segue la propria strada di produzione, guidato dalle proprie capacità, priorità, compiti, principi e tecnologie disponibili. Per questo motivo, il mercato è pieno di molti tipi diversi di LED con caratteristiche e proprietà diverse. Quando si scelgono i prodotti a LED, è molto importante capire se ci si può fidare di un determinato produttore o è meglio pagare un po' di più, ma ottenere prodotti davvero affidabili e di alta qualità.

Cosa sono i driver LED a corrente costante (CC)?

I driver LED a corrente costante sono progettati per garantire che durante il funzionamento della tecnologia LED collegata venga fornita un'alimentazione stabile di un valore costante di corrente elettrica. Il driver bilancia la quantità di corrente su ciascun canale di uscita disponibile al fine di ridurre le EMI e mantenere la lunga durata dei LED. Una proprietà importante del conducente è che i vari Luci a LED si illuminerà in modo altrettanto luminoso, proprio a causa del valore fisso della corrente assegnata. È particolarmente importante che i dispositivi inclusi in un circuito con un driver a corrente costante debbano essere collegati tra loro in serie.

Cosa sono i driver LED a tensione costante (CV)?

Questi driver LED sono progettati per mantenere una tensione costante durante il funzionamento della tecnologia LED collegata, indipendentemente dal numero di elementi inclusi. Il driver a tensione costante è ideale per alimentare array di luci LED in parallelo. Il suo design include una resistenza speciale per controllare l'intensità della corrente elettrica, grazie alla quale la corrente alternata viene convertita nella tensione CC richiesta. La cosa principale è che i dispositivi siano collegati al driver in parallelo!

Qual è la differenza fondamentale tra driver a corrente costante e tensione costante?

I driver a tensione costante aumentano fino a un certo limite all'aumentare del carico (collegamento di nuovi elementi LED) elettricità mentre la tensione rimane fissa. Con i driver DC, è vero il contrario. Quando i consumatori sono collegati, la tensione aumenta, mentre la corrente rimane invariata. Va ricordato che con una tensione costante, i dispositivi devono essere collegati in parallelo tra loro, con una corrente costante, in serie.

Come fai a sapere quale driver dovrebbe essere utilizzato in ciascun caso?

Di solito, produttori in buona fede Apparecchiatura a LED indicare se il dispositivo è progettato per funzionare a corrente continua oa tensione costante. Se il dispositivo è progettato per funzionare a tensione continua, non è possibile collegarlo a una rete CC senza danneggiarlo. Lo stesso vale nel caso opposto. Inoltre, è possibile determinare la modalità operativa tramite specifiche tecniche dispositivi. Se viene indicato che il modulo LED è calcolato in milliampere, la connessione è in corrente continua, se il calcolo è indicato in volt, la connessione è a tensione costante.

Cosa sono i dimmer LED?

I dimmer sono dispositivi speciali per il controllo della luminosità della tecnologia LED. Esistono molti diversi tipi di dimmer progettati per diverse applicazioni e controlli. vari tipi Prodotti a LED. Il controllo può essere effettuato manualmente, direttamente dal dispositivo stesso, tramite il telecomando telecomando o programmaticamente. Quando si sceglie un dimmer, è necessario prestare attenzione alle specifiche della sua applicazione e al rispetto delle apparecchiature di illuminazione ad esso collegate.

A che distanza è possibile rimuovere il dispositivo LED dall'alimentazione?

È importante capire che con un aumento della lunghezza dei fili che collegano l'alimentazione al dispositivo collegato, aumenta anche la caduta di tensione in questa sezione estesa. La caduta di tensione fa sì che i LED si illuminino meno intensamente. La dipendenza è semplice, più lunga fili di collegamento, più si accendono i LED. È impossibile fornire cifre specifiche, poiché saranno diverse per i diversi tipi di apparecchiature di illuminazione. Semplicemente, è necessario impegnarsi per garantire che l'alimentazione sia il più vicino possibile (entro limiti ragionevoli) al dispositivo collegato. A proposito, in qualche modo, questo problema può essere risolto utilizzando un driver a corrente costante, che, all'aumentare della distanza, aumenterà proporzionalmente la tensione di uscita.