220V LEDランプ駆動回路。ハイパワーLED用の自家製ドライバー

LED の電源には、LED に流れる電流を安定させるデバイスの使用が必要です。インジケーター等の場合はほとんどありません強力なLED抵抗器を使えばなんとかなります。 LED 計算機を使用すると、単純な計算をさらに簡素化できます。

高出力 LED を使用するには、電流安定化デバイス、つまりドライバーを使用せずに行うことはできません。適切なドライバーは、最大 90 ～ 95% という非常に高い効率を備えています。さらに、電源電圧が変化しても安定した電流を供給します。これは、LED が電池などで電力を供給されている場合に関係する可能性があります。最も単純な電流制限器である抵抗器は、その性質上、これを実現できません。

線形理論とパルススタビライザー電流については、「LED 用ドライバー」の記事を参照してください。

もちろん、既製のドライバーを購入することもできます。でも、自分で作ったほうがずっと面白いですよ。これには、電気図を読んだり、はんだごてを使用したりするための基本的なスキルが必要です。高出力 LED 用の簡単な自家製ドライバー回路をいくつか見てみましょう。

シンプルなドライバー。ブレッドボード上に組み立てられ、強力な Cree MT-G2 に電力を供給します

とても簡単な回路 LED用リニアドライバーです。 Q1 – 十分な電力を備えた N チャネル電界効果トランジスタ。たとえば、IRFZ48 または IRF530 が適しています。 Q2はバイポーラNPNトランジスタです。私は 2N3004 を使用しましたが、同様のものを使用できます。抵抗 R2 は、ドライバ電流を決定する 0.5 ～ 2 W の抵抗です。抵抗 R2 2.2 オームは 200 ～ 300mA の電流を供給します。入力電圧はあまり高くないでください。12 ～ 15V を超えないようにすることをお勧めします。ドライバは線形であるため、ドライバ効率は V LED / V IN の比によって決まります。ここで、V LED は LED 両端の電圧降下、V IN は入力電圧です。入力電圧と LED の両端間の降下の差が大きくなり、ドライバ電流が大きくなるほど、トランジスタ Q1 と抵抗 R2 の発熱が大きくなります。ただし、VIN は V LED より少なくとも 1 ～ 2V 大きくする必要があります。

テストのために、ブレッドボード上に回路を組み立て、強力な CREE MT-G2 LED で電力を供給しました。電源電圧は 9V で、LED の両端の電圧降下は 6V です。運転手さんはすぐに作業してくれました。そして、このような小さな電流 (240mA) であっても、MOSFET は 0.24 * 3 = 0.72 W の熱を放散しますが、これは決して小さいものではありません。

回路は非常にシンプルで、完成したデバイスに実装することもできます。

次の自作ドライバーの回路も極めてシンプルです。これには、降圧電圧コンバータチップ LM317 の使用が含まれます。この超小型回路は電流安定化装置として使用できます。

LM317チップ上のさらにシンプルなドライバー

入力電圧は最大 37V まで可能ですが、LED の両端の電圧降下より少なくとも 3V 高くする必要があります。抵抗器 R1 の抵抗値は、式 R1 = 1.2 / I で計算されます。ここで、I は必要な電流です。電流は 1.5A を超えてはなりません。ただし、この電流では、抵抗 R1 は 1.5 * 1.5 * 0.8 = 1.8 W の熱を放散できるはずです。 LM317 チップも非常に熱くなるため、ヒートシンクなしでは使用できません。ドライバも線形であるため、効率を最大にするためには、V IN と V LED の差をできるだけ小さくする必要があります。回路が非常にシンプルなので吊り下げ設置でも組み立て可能です。

同じブレッドボード上に、抵抗値 2.2 オームの 2 つの 1 ワット抵抗器を使用して回路が組み立てられました。ブレッドボードの接点が理想的ではなく、抵抗が加わったため、現在の強度は計算された強度よりも低いことが判明しました。

次のドライバーはパルス降圧ドライバーです。 QX5241チップ上に組み立てられています。

回路もシンプルですが、部品点数が少し多く、ここでは加工なしで構成されています。プリント基板やっていけません。さらに、QX5241 チップ自体はかなり小さな SOT23-6 パッケージで作られているため、はんだ付けの際には注意が必要です。

入力電圧は 36V を超えてはなりません。最大電流安定化 – 3A。入力コンデンサ C1 には、電解コンデンサ、セラミックコンデンサ、タンタルコンデンサなど、任意のコンデンサを使用できます。その容量は最大100μFです動作電圧– 入力の 2 倍以上。コンデンサ C2 はセラミックです。コンデンサ C3 はセラミックで、容量は 10 μF、電圧は入力の 2 倍以上です。抵抗 R1 の電力は少なくとも 1W でなければなりません。その抵抗は式 R1 = 0.2 / I で計算されます。ここで、I は必要なドライバー電流です。抵抗 R2 - 任意の抵抗 20 ～ 100 kΩ。ショットキーダイオード D1 は、入力値の少なくとも 2 倍の予備量で逆電圧に耐える必要があります。また、必要なドライバ電流以上の電流が流れるように設計する必要があります。の 1 つ必須の要素回路 - 電界効果トランジスタQ1。これは、オープン状態で可能な限り最小限の抵抗を備えた N チャネルフィールドデバイスである必要があります。もちろん、入力電圧と予備の必要な電流強度に耐える必要があります。良い選択肢は電界効果トランジスタ SI4178、IRF7201 など。インダクタ L1 のインダクタンスは 20 ～ 40 μH、最大動作電流は必要なドライバ電流以上である必要があります。

このドライバーは部品点数が非常に少なく、すべてのサイズがコンパクトです。その結果、非常に小型になる可能性がありますが、同時に、強力なドライバー。これはパルスドライバーであり、その効率はリニアドライバーの効率よりも大幅に高くなります。ただし、LED の両端の電圧降下よりわずか 2 ～ 3V 高い入力電圧を選択することをお勧めします。 QX5241 チップの出力 2 (DIM) を調光に使用でき、ドライバー電流を調整し、それに応じて LED の明るさを調整できるため、このドライバーも興味深いものです。これを行うには、最大 20 KHz の周波数のパルス (PWM) をこの出力に供給する必要があります。適切なマイクロコントローラーならどれでもこれを処理できます。その結果、ドライバーが複数の動作モードを備えたものになる可能性があります。

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LED は、今日最も効果的な人工光源の中で主導的な地位を占めています。これは主に、高品質の電源によるものです。適切に選択されたドライバーと組み合わせて動作すると、LED は安定した光の明るさを長期間維持し、LED の耐用年数は数万時間と非常に長くなります。

したがって、LED 用のドライバーを正しく選択することが、光源を長期間確実に動作させる鍵となります。この記事では、LED に適したドライバーを選択する方法、何を探すべきか、そしてそれらの一般的な内容について説明します。

LED用のドライバーを安定化電源といいます。直流電圧または直流。一般的には、最初は LEDドライバー- これはそうですが、今日では LED 用の定電圧源も LED ドライバーと呼ばれています。つまり、安定したDC電源特性が主な条件であると言えます。

電子デバイス（基本的には安定化されたもの）パルスコンバータ）は、直列チェーンに組み立てられた個別の LED のセット、そのようなチェーンの並列セット、あるいはストリップまたは 1 つの強力な LED など、必要な負荷に合わせて選択されます。

安定化 DC 電源は、LED ストリップ、または一度に 1 つずつ並列に接続された複数の強力な LED のセットに電力を供給するのに適しています。定格電圧 LED 負荷は正確にわかっているため、対応する最大電力で定格電圧の電源を選択することのみが必要です。

通常、これは問題を引き起こしません。たとえば、12 ボルト、それぞれ 10 ワットの 10 個の LED には、最大電流 8.3 アンペアの定格を持つ 100 ワット 12 ボルト電源が必要です。側面の調整抵抗で出力電圧を調整するだけで完了です。

より複雑な LED アセンブリの場合、特に複数の LED が直列に接続されている場合、安定した出力電圧を備えた電源だけでなく、安定した出力電流を備えた電子デバイスである本格的な LED ドライバーも必要になります。ここで、電流が主なパラメータであり、LED アセンブリの供給電圧は特定の制限内で自動的に変化します。

LED アセンブリを均一に輝かせるには、次のことを確認する必要があります。定格電流ただし、クリスタル全体の電圧降下は LED ごとに異なる可能性があるため (アセンブリ内の各 LED の電流電圧特性がわずかに異なるため)、電圧は各 LED で同じではありませんが、電流は同じでなければなりません。

LED ドライバーは、主に 220 ボルトのネットワークからの電源供給用に製造されています。オンボードネットワーク車の12ボルト。ドライバの出力パラメータは、電圧範囲と定格電流の形式で指定されます。

たとえば、40 ～ 50 ボルト、600 mA の出力を持つドライバーでは、4 つの 12 を直列に接続できます。ボルトLED 5〜7ワットの電力で。各 LED は約 12 ボルト降下し、直列チェーンを流れる電流は正確に 600 mA になりますが、48 ボルトの電圧はドライバーの動作範囲内に収まります。

安定した電流を備えた LED 用ドライバーは LED アセンブリ用の汎用電源であり、その効率は非常に高く、その理由は次のとおりです。

LED アセンブリの電力は重要な基準ですが、この負荷電力は何によって決まるのでしょうか? 電流が安定していない場合、電力のかなりの部分がアセンブリの等化抵抗器で消費され、効率が低くなります。しかし、電流安定化ドライバーを使用すると、イコライジング抵抗が必要なくなり、結果として光源の効率が非常に高くなります。

ドライバーさまざまなメーカー出力電力、保護クラス、使用される素子ベースが異なります。原則として、電流出力の安定化と短絡および過負荷に対する保護に基づいています。

主電源交流 220 ボルトまたは 12 ボルトの DC。低電圧電源を備えた最も単純な小型ドライバーは、単一のユニバーサルチップ上に実装できますが、簡素化により信頼性が低くなります。それにもかかわらず、このようなソリューションは自動チューニングでは一般的です。

LED 用のドライバを選択するときは、抵抗の使用は干渉から保護されず、クエンチングコンデンサを使用した簡略化された回路の使用も保護されないことを理解する必要があります。電圧サージは抵抗とコンデンサを通過し、LED の非線形 I-V 特性は必然的に結晶を通る電流サージの形で反映され、これは半導体にとって有害です。リニアスタビライザーも同様ではありません。最良の選択肢干渉に対する耐性という点では、そのようなソリューションの有効性は低くなります。

LED の正確な数量、電力、スイッチング回路が事前にわかっていて、アセンブリ内のすべての LED が同じモデルで同じバッチのものであることが最善です。次にドライバーを選択します。

入力電圧、出力電圧、定格電流の範囲をケースに表示する必要があります。これらのパラメータに基づいてドライバーが選択されます。ハウジングの保護等級に注意してください。

のために研究上の問題たとえば、パッケージレス LED ドライバーは、今日の市場で広く普及しています。ハウジング内に製品を配置する必要がある場合は、ユーザーが独自にハウジングを作成することができます。

アンドレイ・ポヴニー

LED の普及により、LED 用の電源も大量生産されるようになりました。このようなブロックはドライバーと呼ばれます。主な特徴は、出力で所定の電流を安定して維持できることです。言い換えれば、発光ダイオード (LED) のドライバーは、LED に電力を供給するための電流源です。

目的

LED は半導体素子であるため、その発光の明るさを決定する重要な特性は電圧ではなく電流です。規定の時間動作を保証するには、LED 回路を流れる電流を安定させるドライバーが必要です。ドライバなしで低電力発光ダイオードを使用することも可能です。この場合、その役割は抵抗器によって果たされます。

応用

ドライバは、220V ネットワークと 9 ～ 36 V の DC 電圧源から LED に電力を供給する場合の両方で使用されます。前者は LED ランプやストリップで部屋を照明するときに使用され、後者は車、自転車のヘッドライト、ポータブルランタンでよく見られます。、など。

動作原理

すでに述べたように、ドライバーは電流源です。電圧源との違いを以下に示します。

電圧源は、理想的には負荷から独立して、出力に特定の電圧を生成します。

たとえば、40 オームの抵抗を 12 V 電源に接続すると、300 mA の電流が流れます。

2 つの抵抗を並列に接続すると、同じ電圧で合計電流は 600 mA になります。

ドライバーは、出力で指定された電流を維持します。この場合、電圧が変化する可能性があります。

40 オームの抵抗器も 300 mA ドライバーに接続しましょう。

ドライバーは抵抗器の両端に 12V の電圧降下を生成します。

2 つの抵抗を並列に接続すると、電流は 300 mA のままですが、電圧は 6 V に低下します。

したがって、理想的なドライバは、電圧降下に関係なく負荷に定格電流を供給できます。つまり、電圧降下が 2 V、電流が 300 mA の LED は、電圧が 3 V、電流が 300 mA の LED と同じくらい明るく点灯します。

主な特長

選択するときは、出力電圧、電流、負荷によって消費される電力という 3 つの主要なパラメータを考慮する必要があります。

ドライバの出力電圧は、いくつかの要因によって決まります。

LED の電圧降下。
LED の数。
接続方法。

ドライバの出力電流は LED の特性によって決まり、次のパラメータに依存します。

LED電源。
輝度。

LED の電力は消費電流に影響し、必要な明るさに応じて変化します。ドライバーはこの電流を供給する必要があります。

負荷電力は以下に依存します。

各 LED の電力。
それらの量。
色。

で一般的な場合消費電力は次のように計算できます。

ここで、Pled は LED 電力、

N は接続されている LED の数です。

最大ドライバー出力はそれ以下であってはなりません。

ドライバーの安定した動作を確保し、故障を防ぐために、少なくとも20〜30％のパワーリザーブが提供される必要があることを考慮する価値があります。つまり、次の関係が満たされる必要があります。

ここで、Pmax は最大ドライバー出力です。

LED の電力と数に加えて、負荷電力は LED の色にも依存します。 LED の色が異なると、電圧降下も異なります。同じ電流。たとえば、赤色の XP-E LED の電圧降下は 350 mA で 1.9 ～ 2.4 V です。したがって、その平均消費電力は約 750 mW です。

緑色の XP-E は同じ電流で 3.3 ～ 3.9 V 降下します。平均パワー約1.25Wになります。つまり、定格 10 ワットのドライバーは、12 ～ 13 個の赤色 LED または 7 ～ 8 個の緑色 LED に電力を供給できます。

LED用ドライバーの選び方。 LEDの接続方法

電圧降下が 2 V、電流が 300 mA の LED が 6 個あるとします。接続できますさまざまな方法でいずれの場合も、特定のパラメーターを備えたドライバーが必要になります。

この方法で 3 つ以上の LED を並列接続することは受け入れられません。過大な電流が LED に流れる可能性があり、その結果、LED がすぐに故障してしまうからです。

すべての場合において、ドライバーの電力は 3.6 W であり、負荷の接続方法には依存しないことに注意してください。

したがって、LED を購入する段階で、事前に接続図を決定して、LED 用のドライバを選択することをお勧めします。最初に LED 自体を購入し、次に LED 用のドライバーを選択する場合、これは簡単な作業ではない可能性があります。これは、規定に従って接続されている LED の数と同じ数の動作を保証できる電源が正確に見つかる可能性が高いためです。具体的な回路は小さいです。

種

一般に、LED ドライバーは、リニアとスイッチングの 2 つのカテゴリに分類できます。

リニア出力は電流発生器です。入力電圧が不安定な場合でも出力電流を安定化します。さらに、調整は高周波電磁干渉を引き起こすことなくスムーズに行われます。シンプルで安価ですが、効率が低い (80% 未満) ため、適用範囲が低電力 LED およびストリップに限定されます。

パルスデバイスは、出力で一連の高周波電流パルスを生成するデバイスです。

これらは通常、パルス幅変調 (PWM) の原理に基づいて動作します。つまり、出力電流の平均値は、パルス幅とその繰り返し周期の比 (この値はデューティサイクルと呼ばれます) によって決まります。

上の図は、PWM ドライバーの動作原理を示しています。パルス周波数は一定ですが、デューティサイクルは 10% から 80% まで変化します。これにより、出力電流 I cp の平均値が変化します。

このようなドライバーは、コンパクトさとその利点により広く使用されています。高効率(約95%)。主な欠点は、線形のものと比較して電磁干渉のレベルが高いことです。

220V LEDドライバー

220 V ネットワークに含めるために、リニアとパルスの両方が生成されます。ドライバーには、ネットワークからのガルバニック絶縁を備えたドライバーと備えていないドライバーがあります。前者の主な利点は、高効率、信頼性、安全性です。

ガルバニック絶縁なしの場合、通常は安価ですが信頼性が低く、感電の危険があるため接続時に注意が必要です。

中国人ドライバー

LED 用ドライバーの需要は、中国での LED の量産に貢献しています。これらのデバイスは、パルスソース電流、通常 350 ～ 700 mA、多くの場合ハウジングなし。

3w LED用中華ドライバ

それらの主な利点は次のとおりです。低価格そしてガルバニック絶縁の存在。欠点は次のとおりです。

安価な回路ソリューションを使用しているため、信頼性が低い。
ネットワークの過熱や変動に対する保護の欠如。
ハイレベル無線干渉。
高レベルの出力リップル。
もろさ。

寿命

通常、ドライバーの耐用年数は光学部品の耐用年数よりも短く、メーカーは 30,000 時間の動作保証を提供しています。これは次のような要因によるものです。

不安定主電源電圧;
温度の変化。
湿度レベル。
ドライバーの負荷。

LED ドライバーの最も弱い部分は平滑コンデンサで、特に高湿度で電源電圧が不安定な状況では、電解液が蒸発する傾向があります。その結果、ドライバ出力のリップルレベルが増加し、LEDの動作に悪影響を及ぼします。

また、ドライバーの負荷が不完全な場合も寿命に影響します。つまり、150 W 向けに設計されていても 70 W の負荷で動作すると、電力の半分がネットワークに戻り、過負荷が発生します。これにより、頻繁に停電が発生します。について読むことをお勧めします。

LED用ドライバー回路（チップ）

多くのメーカーが特殊なドライバーチップを製造しています。それらのいくつかを見てみましょう。

ON Semiconductor UC3845 は、最大 1A の出力電流を備えたパルスドライバです。このチップ上の 10w LED のドライバー回路を以下に示します。

Supertex HV9910 は、非常に一般的なパルスドライバーチップです。出力電流は 10 mA を超えず、ガルバニック絶縁はありません。

このチップ上の単純な電流ドライバーを以下に示します。

テキサス・インスツルメンツUCC28810。ネットワークパルスドライバーには、ガルバニック絶縁を構成する機能があります。出力電流は最大 750 mA。

この会社の別のチップである高出力 LED LM3404HV に電力を供給するドライバーについては、次のビデオで説明されています。

このデバイスはバックコンバータ型の共振コンバータの原理に基づいて動作します。つまり、ここで必要な電流を維持する機能は、コイルL1とショットキーダイオードD1の形の共振回路に部分的に割り当てられています（代表的な図以下に与えられます）。抵抗R ON を選択することでスイッチング周波数を設定することも可能です。

Maxim MAX16800は低電圧で動作するリニア超小型回路であるため、12ボルトのドライバを構築できます。出力電流は最大350mAなので、強力なLEDや懐中電灯などの電源ドライバーとして使用できます。減光する可能性がございます。典型的な図と構造を以下に示します。

結論

LED は他の光源に比べて電源に対する要求がはるかに高くなります。たとえば、蛍光灯の場合は電流を 20% 超えても性能は大幅に低下しませんが、LED の場合は寿命が数倍短くなります。したがって、LED 用のドライバーは特に慎重に選択する必要があります。

今日は、LEDランプにどのようなドライバーがインストールされているかという問題について簡単に検討します。種類、種類、その特徴。すべての LED ランプドライバーは、電子ベースとコンデンサベースの 2 つのタイプに分類できることにすぐに注意する必要があります。今日はそのメリットとデメリットについていくつかお話しします。しかし、概して、この問題については、後ほど詳しく明らかにし、この記事に追加する予定です。したがって、「ランプ用LEDドライバ」はかなりのボリュームになると予想されます。また、多くの資料が蓄積されました。

彼らは、1 つまたは LED のグループ用に設計されたドライバーを生成します。特定の電流向けに設計されています。

LEDランプ用電子ドライバー

LEDランプ用ドライバー

一般に、正当な理由により、電子ドライバーにはドライバー制御チップの負担を軽減するためにキートランジスタが必要です。リップルを可能な限り除去または平滑化するには、出力にコンデンサを追加する必要があります。このタイプのドライバーのコストは、バラストドライバーとは異なり、高くありませんが、通常の「スパインレス」ドライバーでは不可能な、最大 750 mA 以上の電流を安定させます。できる。ただし、200mA以上は使用しない方が良いです... 繰り返しになりますが、操作経験。

ドライバーの欠点はリップルだけではありません。もう 1 つは高周波干渉と考えられます。ソケットがランプ（アパートの配線）に接続されている場合、受信の問題は避けられませんデジタルテレビ、IPなど当然、ラジオを聞くのは難しくなります。今私は疑問に思っています:「Wi-Fi は影響を受けるでしょうか?」...実験を行う必要があります...

優れたドライバーでは、脈動を滑らかにするために電解質が組み込まれ、RF 干渉を減らすためにセラミックが使用されます。理想的には、ドライバーに両方のコンデンサーが含まれています。しかし、そのような組み合わせは非常にまれです。特に中国のランプでは。「個人」もいますが、ごく少数です。いつか彼らについて話します。

さて、あともう一つ一般情報。「クレイジーハンド」が好きな方へ。電子ドライバーの出力電流は、抵抗値をいじることでいつでも変更できます。とはいえ、必要なのでしょうか？膨大な数のドライバーがすでに提供されており、適切なドライバーを選択するのは問題ありません。そして、高価なものを買う必要もありません。中国人は長い間、かなりまともな電子機器を生産することを学んできました。

同様に一般的ないわゆるドライバー、つまりコンデンサーに移りましょう。私はいつもそれらを「いわゆる」と呼んでいます。なぜ？これは、記事の最後にある結論から明らかです。

コンデンサベースのランプ用 LED ドライバー

このような「ドライバー」を使用する標準的な LED ランプ回路に目を向けてみましょう。

このスキームは一般的なものですが、場合によっては常に変更されます。中国のメーカーは特に、何かを世に出すのが大好きです。

多くの場合、安価なランプでは 100% の脈動を「観察」できます。この場合、コンデンサの 1 つが欠落していることを確認するためにランプの内部を見る必要さえありません。つまり2つ目です。なぜなら 1 つ目は出力電流を調整するために必要です。彼らは確かに彼をどこにも連れて行きません）））。

このようなドライバーを自分で組み立てたい人のために、インターネットで見つけることができる公式があります。そしてそれらからコンデンサの定格を計算します。

これは、このタイプのドライバーの大きな利点と考えることができます。結局のところ、ランプ電力はコンデンサを選択するだけで調整できます。欠点は、電気的な安全性が欠如していることです。点灯したランプを手で触れることは禁止されています。感電事故は保証されます。

もう 1 つの利点は、損失が LED 自体と抵抗のみに発生するため、効率が 100% であることです。

大きなマイナスは脈動です。これは主電源電圧の整流の結果として得られ、約 100 Hz です。 GOST および SANPIN によると、脈動は 10 ～ 20% まで許容され、その後は光源が設置されている部屋によって異なります。コンデンサNo.2の値を選択することでリップルを低減できます。しかし、それでも、完全に消えるわけではなく、飛沫をわずかに滑らかにするだけです。

これが、このタイプのドライバーの 2 番目の主な欠点です。よく言われるように、安いものでも必ずしも役に立つとは限りません。そして、脈動は健康な体に非常に有害です。はい、健康ではない人も対象です）））。

LED ランプ用の電子ドライバーと安定器ドライバーの比較

上記のすべてから、(おそらく混乱を招くかもしれませんが) LED ランプ用の 2 種類のドライバーを比較して説明できます。

ドライバー	バラストオンコンデンサ	電子
感電事故の可能性	高い。ネットワークからの電気的絶縁が欠如しているため。ランプ点灯中は手で要素に触れることは禁止されています	低い
大電流	大きなコンデンサが必要となるため、ダイオードを発光させるための大電流を得ることができません。構造的には、ランプは次のようになります。大きいサイズ。さらに、コンデンサが大きくなると突入電流が増加し、スイッチの急速な故障につながります。	問題なく入手できます
リップル	大きい。約100Hz。コンデンサを導入する必要があるため、取り除くのはほぼ不可能大容量出力で脈動をフィルタリング	簡単に調整または欠落
スキーム	スキームは非常にシンプルです。膝の上で簡単に組み立てられ、無線電子機器に関する広範な知識は必要ありません。	計画は複雑です。と多数の電子部品
出力電圧	調整が簡単	出力電圧範囲が狭い
価格	低い	高い
電流調整	容量を変えることで入力コンデンサ	さらに複雑です。原則として、抵抗器の助けを借りてのみ行われます。そして、常にそうとは限りません。すべては組み立てられた回路の複雑さによって決まります

ランプ用のどの LED ドライバーが優れていて、どれが劣っているかは、ユーザーが決めることです。どちらも両方の強みを持っており、弱点。どちらも使用できます。のみ別の部屋。でも自分用にシンプルなグラデーションを導入しました。脈動があるため、コンデンサーから安定器に組み立てられたランプが高品質のランプであるとは決して思いません。私はサポーターです健康的なイメージ life))) したがって、私はそのような光源をすぐにゴミとして却下します。

ランプ用 LED ドライバーをテーマにしたビデオ資料

そして最後に、すでに起こったことのように、私は提案します興味深いビデオ LEDドライバーについて。むしろ、自分で膝の上に組み立てることができる、最も単純なものについては1つです。

LED 光源の明るさ、効率、耐久性は保証されています。適切な栄養、特別な方法で提供できます。電子機器- LED 用ドライバー。 220V ネットワークの AC 電圧を指定された値の DC 電圧に変換します。デバイスの主なタイプと特性を分析すると、コンバーターがどのような機能を実行するのか、またコンバーターを選択する際に何に注意すればよいのかを理解するのに役立ちます。

LED ドライバーの主な機能は、LED デバイスを通過する安定した電流を提供することです。半導体結晶を流れる電流の値は、LED の銘板パラメータに対応している必要があります。これにより、クリスタルの輝きが安定し、早期の劣化を防ぐことができます。さらに、特定の電流での電圧降下は、必要な値に対応します。 pn接合。電流-電圧特性を使用して、LED に適切な電源電圧を見つけることができます。

住宅や住宅を照明する場合、オフィスの敷地 LED ランプと照明器具は、220V AC 主電源から電力を供給されるドライバーを使用します。自動車用照明 (ヘッドライト、DRL など)、自転車のヘッドライト、携帯用懐中電灯は、9 ～ 36 V の範囲の DC 電源を使用します。一部の低電力 LED はドライバーなしで接続できますが、LED を 220 ボルトのネットワークに接続するには回路に抵抗を含める必要があります。

ドライバの出力電圧は、安定した動作が保証される 2 つの最終値の範囲で示されます。 3Vから数十Vまでのアダプターがございます。直列に接続された 3 つの LED の回路に電力を供給するには白、それぞれの電力が1 Wである場合、出力値U - 9-12V、I - 350 mAのドライバーが必要になります。各ダイの電圧降下は約 3.3V、合計で 9.9V となり、ドライバの範囲内になります。

コンバータの主な特徴

LED 用のドライバーを購入する前に、デバイスの基本特性をよく理解しておく必要があります。これらには、出力電圧、定格電流、電力が含まれます。コンバータの出力電圧は、LED ソースでの電圧降下、接続方法、回路内の LED の数によって決まります。電流は発光ダイオードの出力と明るさに依存します。ドライバーは、必要な明るさを維持するために必要な電流を LED に提供する必要があります。

ドライバーの重要な特性の 1 つは、デバイスが負荷の形で生成する電力です。ドライバ電力の選択は、各 LED デバイスの電力、LED の総数と色に影響されます。電力を計算するアルゴリズムでは、デバイスの最大電力がすべての LED の消費量を下回ってはなりません。

P = P(LED) × n,

ここで、P(led) は単一 LED 光源の電力、n は LED の数です。

さらに、25 ～ 30% のパワーリザーブを確保するには必須条件を満たす必要があります。したがって、最大電力値は値 (1.3 x P) 以上である必要があります。

LED の色の特性も考慮する必要があります。結局のところ、同じ強さの電流が流れると、色の異なる半導体結晶には異なる電圧降下が生じます。したがって、350 mAの電流での赤色LEDの電圧降下は1.9〜2.4 Vであり、その電力の平均値は0.75 Wになります。緑色のアナログの場合、電圧降下は 3.3 ～ 3.9V の範囲にあり、同じ電流での電力は 1.25 W になります。これは、16 個の赤色 LED ソースまたは 9 個の緑色 LED ソースを 12V LED のドライバーに接続できることを意味します。

役に立つアドバイス！ LED 用のドライバーを選択する場合、専門家はデバイスの最大電力値を無視しないようにアドバイスしています。

デバイスタイプ別の LED ドライバーの種類は何ですか?

LED のドライバーは、デバイスの種類によってリニアとパルスに分類されます。リニア型 LED の構造と一般的なドライバ回路は、p チャネルのトランジスタ上の電流発生器です。このようなデバイスは、入力チャンネルの電圧が不安定な状態でもスムーズな電流安定化を実現します。これらはシンプルで安価なデバイスですが、効率が低く、動作中に大量の熱を発生するため、高出力 LED のドライバーとして使用できません。

パルスデバイスは、出力チャンネルに一連の高周波パルスを生成します。それらの動作は PWM (パルス幅変調) 原理に基づいており、平均出力電流はデューティサイクルによって決まります。パルス持続時間とその繰り返し回数の比。平均出力電流の変化は、パルス周波数が変化せず、デューティサイクルが 10 ～ 80% で変化するために発生します。

高い変換効率 (最大 95%) とデバイスのコンパクトさにより、ポータブル LED 設計に広く使用されています。さらに、デバイスの効率は自律型パワーデバイスの動作時間にプラスの影響を与えます。パルス型コンバータは小型で入力電圧範囲が広いです。これらのデバイスの欠点は、高レベルの電磁干渉です。

役に立つアドバイス！ 220ボルトからのLED回路を事前に決定し、LEDソースを選択する段階でLEDドライバを購入する必要があります。

LED 用ドライバーを選択する前に、その動作条件と設置場所を知る必要があります。 LEDデバイス。単一の超小型回路に基づくパルス幅ドライバーは、サイズが小型で、自律的な低電圧電源から電力を供給されるように設計されています。これらのデバイスの主な用途は車のチューニングと LEDバックライト。ただし、簡易的なものを使用しているため、電子回路このようなコンバーターの品質は多少低くなります。

調光可能な LED ドライバー

最新の LED ドライバーは、半導体デバイスの調光デバイスと互換性があります。調光可能なドライバーを使用すると、部屋の照明レベルを制御できます。日中の輝きの強度を下げたり、強調したり隠したりできます。個々の要素インテリアでは、空間をゾーニングします。これにより、電気を合理的に使用できるだけでなく、LED光源の資源も節約することができます。

調光可能なドライバーには 2 つのタイプがあります。電源と LED ソースの間に接続されるものもあります。このようなデバイスは、電源から LED に供給されるエネルギーを制御します。このようなデバイスは、エネルギーがパルスの形で負荷に供給される PWM 制御に基づいています。パルスの持続時間によって、最小値から最大値までのエネルギー量が決まります。このタイプのドライバーは、主に次のような固定電圧 LED モジュールに使用されます。 LEDストリップ、忍び寄る線など。

ドライバーは PWM または

2 番目のタイプの調光可能なコンバータは、電源を直接制御します。動作原理は、PWM レギュレーションと LED を流れる電流量の制御の両方で構成されます。このタイプの調光可能なドライバーは、電流が安定した LED デバイスに使用されます。 PWM 制御を使用して LED を制御すると、視覚に悪影響を与える影響が観察されることに注意してください。

これら 2 つの制御方法を比較すると、LED ソースを流れる電流を調整すると、グローの明るさの変化だけでなく、グローの色の変化も観察されることに注目する価値があります。したがって、白色 LED は、電流が低いと黄色がかった光を発し、電流が増加すると青く光ります。 PWM 制御を使用して LED を制御すると、視覚に悪影響を与える影響や高レベルの電磁干渉が観察されます。この点で、電流調整とは異なり、PWM 制御が使用されることはほとんどありません。

LED用駆動回路

多くのメーカーは、光源に低電圧から電力を供給できるようにする LED 用のドライバーチップを製造しています。既存のドライバーはすべて、1 ～ 3 個のトランジスタに基づいて作られた単純なものと、パルス幅変調を備えた特別なマイクロ回路を使用したより複雑なものに分けられます。

オン・セミコンダクターは、ドライバーのベースとして幅広い IC を提供しています。リーズナブルなコスト、優れた変換効率、費用対効果が特徴です。低レベル電磁パルス。メーカーは、最大 1A の出力電流を備えたパルス型ドライバー UC3845 を提供しています。このようなチップには、10W LED のドライバー回路を実装できます。

電子部品 HV9910 (Supertex) は、回路解像度がシンプルで価格が安いため、人気のドライバーチップです。内蔵電圧レギュレータと輝度制御用の出力、およびスイッチング周波数をプログラムするための出力を備えています。出力電流値は最大0.01Aです。このチップでは、LED 用の単純なドライバーを実装できます。

UCC28810チップ(Texas Instruments製)をベースに、ハイパワーLED用のドライバ回路を作成できます。このような LED ドライバー回路では、電流 3 A の 28 個の LED ソースで構成される LED モジュールに対して 70 ～ 85 V の出力電圧を生成できます。

役に立つアドバイス！ 超高輝度 10 W LED の購入を計画している場合は、UCC28810 チップに基づくスイッチングドライバーを使用して設計を行うことができます。

Clare は、CPC 9909 チップをベースとしたシンプルなパルス型ドライバーを提供しています。これには、コンパクトなハウジングに収められたコンバーターコントローラーが含まれています。内蔵の電圧安定化装置により、コンバータは 8 ～ 550 V の電圧で電力を供給できます。 CPC 9909 チップにより、ドライバーはさまざまな条件で動作できます。温度条件-50℃から80℃まで。

LED用ドライバーの選び方

さまざまなメーカーからさまざまな LED ドライバーが市場に出ています。特に中国製のものは価格が安いものが多いです。ただし、そのようなデバイスのほとんどは宣言された特性を満たしていないため、そのようなデバイスを購入することは必ずしも有益であるとは限りません。また、これらのドライバーには保証書は付属しておらず、万一不良があった場合でも返品や良品との交換はできません。

したがって、宣言された電力が 50 W であるドライバーを購入する可能性があります。しかし、実際には、この特性は永続的なものではなく、そのような電力は短期間だけであることがわかります。実際には、このようなデバイスは 30W または最大 40W の LED ドライバーとして機能します。また、ドライバーの安定した機能に関与する一部のコンポーネントが充填物に欠けていることが判明する可能性もあります。さらに、コンポーネントも使用できます低品質耐用年数が短く、これは本質的に欠陥です。

購入するときは、製品のブランドに注意を払う必要があります。の上高品質の製品保証を提供し、その製品に対して責任を負うメーカーが明確に示されます。信頼できるメーカーのドライバーの耐用年数ははるかに長いことに注意してください。以下は推定時間ドライバーの動作はメーカーによって異なります。

疑わしいメーカーのドライバー - 2万時間以内。
平均的な品質のデバイス - 約5万時間。
信頼できるメーカーのコンバーターで高品質のコンポーネントを使用 - 70,000 時間以上。

役に立つアドバイス！ LED ドライバーの品質はユーザーが決定します。ただし、LEDスポットライトや強力なランプに使用する場合は、ブランドのコンバーターを購入することが特に重要であることに注意してください。

LED用ドライバーの計算

LED ドライバーの出力電圧を決定するには、電力 (W) と電流 (A) の比率を計算する必要があります。たとえば、ドライバの特性は次のとおりです: 電力 3 W、電流 0.3 A。設計比率は10Vです。したがって、これがこのコンバータの最大出力電圧になります。

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3 つの LED ソースを接続する必要がある場合、それぞれの電流は 3V の電源電圧で 0.3 mA になります。いずれかのデバイスを LED ドライバーに接続すると、出力電圧は 3V、電流は 0.3 A になります。2 つの LED ソースを直列に集めると、出力電圧は 6V、電流は 0.3 A になります。3 つ目を追加すると、 LED をシリアルチェーンに接続すると、9V と 0.3A が得られます。並列接続電流値 0.7 で LED を 0.3 A デバイスに接続すると、0.1 A LED に 0.3 A が均等に分配されます。

これは、LED ドライバーが機能するためのアルゴリズムです。設計どおりの量の電流を生成します。この場合の LED デバイスの接続方法は関係ありません。任意の数の LED を接続する必要があるドライバーモデルがあります。ただし、LED ソースの電力には制限があります。ドライバー自体の電力を超えてはなりません。一定数の接続された LED 用に設計されたドライバーが用意されており、より少ない数の LED を接続できます。しかし、このようなドライバーは、特定の数の LED デバイス用に設計されたデバイスとは異なり、効率が低くなります。

固定数の発光ダイオード用に設計されたドライバは、以下のようなことから保護されていることに注意してください。緊急事態。このようなコンバータは、接続されている LED の数が少ないと正しく動作しません。ちらついたり、まったく点灯しなかったりします。したがって、適切な負荷なしでドライバに電圧を接続すると、動作が不安定になります。

LED 用ドライバーはどこで購入できますか

LED ドライバーは、無線コンポーネントを販売する専門店で購入できます。さらに、関連サイトのカタログを使用して製品を理解し、必要な製品を注文する方がはるかに便利です。また、オンラインストアではコンバータだけでなく、LED照明器具や関連製品（制御機器、接続機器、電子部品 LEDドライバーを自分の手で修理して組み立てるために。

販売会社は LED 用のさまざまなドライバーを提供しています。技術仕様価格は価格表で確認できます。原則として、製品価格は参考価格であり、プロジェクトマネージャーからの発注時に指定されます。この範囲には、外部および内部の照明、さらには自動車の照明やチューニングに使用される、さまざまな電力と保護度のコンバータが含まれています。

ドライバーを選択するときは、その使用条件と LED 設計の消費電力を考慮する必要があります。したがって、LEDを購入する前にドライバーを購入する必要があります。したがって、12 ボルト LED 用のドライバーを購入する前に、約 25 ～ 30% の電力リザーブが必要であることを考慮する必要があります。これは、デバイスの損傷や完全な故障のリスクを軽減するために必要です。短絡またはネットワーク内の電力サージ。コンバータのコストは、購入したデバイスの数、支払い方法、および納期によって異なります。

この表は、LED 用 12 ボルト電圧安定器の主なパラメータと寸法を示し、推定価格を示しています。

改造LD DC/AC12V	寸法、mm (高さ/幅/奥行き)	出力電流、A	電力、W	価格、こする。
1x1W 3-4VDC 0.3A MR11	8/25/12	0,3	1x1	73
3x1W 9-12VDC 0.3A MR11	8/25/12	0,3	3x1	114
3x1W 9-12VDC 0.3A MR16	12/28/18	0,3	3x1	35
5-7x1W 15-24VDC 0.3A	12/14/14	0,3	5-7x1	80
10W 21-40V 0.3A AR111	21/30	0,3	10	338
12W 21-40V 0.3A AR11	18/30/22	0,3	12	321
3x2W 9-12VDC 0.4A MR16	12/28/18	0,4	3x2	18
3x2W 9-12VDC 0.45A	12/14/14	0,45	3x2	54

LED用ドライバーを自分の手で作る

既製の超小型回路を使用して、アマチュア無線家はさまざまな電力の LED 用のドライバーを独自に組み立てることができます。これを行うには、読むことができる必要があります電気図はんだごてを扱うスキルを持っていること。たとえば、LED 用の DIY LED ドライバーについては、いくつかのオプションを検討できます。

3W LED のドライバー回路は、中国の PowTech 製 PT4115 チップに基づいて実装できます。この超小型回路は、1Wを超えるLEDデバイスに電力を供給するために使用でき、出力にかなり強力なトランジスタを備えた制御ユニットが含まれています。 PT4115 ベースのドライバーには、高効率そして持っています最小数量ストラップコンポーネント。

PT4115のレビューと技術的パラメータそのコンポーネント:

ライトの明るさ調整機能（調光）。
入力電圧 – 6-30V;
出力電流値 - 1.2 A;
電流安定化偏差は最大 5%。
負荷破壊に対する保護。
調光用の出力の存在。
効率 – 最大 97%。

この超小型回路の結論は次のとおりです。

出力スイッチ – SW用;
回路の信号および電源セクション用 - GND。
明るさ制御用 – DIM;
入力電流センサー – CSN;
電源電圧 – VIN;

PT4115 に基づく DIY LED ドライバー回路

3 W の消費電力で LED デバイスに電力を供給するドライバー回路は、2 つのバージョンで設計できます。 1 つ目は、6 ～ 30 V の電圧の電源が存在することを前提としています。別の回路は、電圧 12 ～ 18 V の AC 電源から電力を供給します。この場合、回路にダイオードブリッジが導入され、その出力にコンデンサが取り付けられます。電圧変動を平滑化するのに役立ち、その容量は 1000 µF です。

1 番目と 2 番目の回路では、コンデンサ (CIN) が特に重要です。この部品は、リップルを低減し、MOP トランジスタがオフになったときにインダクタによって蓄積されるエネルギーを補償するように設計されています。コンデンサが存在しない場合、半導体ダイオード DSB (D) を通るすべての誘導エネルギーが電源電圧出力 (VIN) に到達し、電源に対するマイクロ回路の破壊を引き起こします。

役に立つアドバイス！ 入力コンデンサがない場合に LED 用のドライバを接続することはできないことに注意してください。

LEDの数と消費量を考慮して、インダクタンス(L)が計算されます。 LED ドライバー回路では、値が 68 ～ 220 μH のインダクタンスを選択する必要があります。これはデータによって証明されています技術文書。 L 値のわずかな増加は許容されますが、回路全体の効率が低下することを考慮する必要があります。

電圧が印加されるとすぐに、抵抗器 RS (電流センサーとして機能) と L を通過する電流の大きさはゼロになります。次に、CS コンパレータが抵抗器の前後にある電位レベルを分析します。その結果、出力に高い濃度が現れます。負荷に流れる電流は、RS によって制御される特定の値まで増加します。電流はインダクタンス値と電圧値に応じて増加します。

ドライバーコンポーネントの組み立て

RT 4115 超小型回路の配線コンポーネントは、メーカーの指示を考慮して選択されます。 CIN には、他のアナログを使用するとドライバーの効率に悪影響を与えるため、低インピーダンスコンデンサ (低 ESR コンデンサ) を使用する必要があります。デバイスが安定した電流を備えたユニットから電力を供給されている場合は、入力に 4.7 μF 以上の容量を持つコンデンサが 1 つ必要になります。マイクロ回路の隣に配置することをお勧めします。電流が交流の場合は、静電容量が少なくとも 100 μF の固体タンタルコンデンサを導入する必要があります。

3W LEDの接続回路には68μHのインダクタを取り付ける必要があります。 SW 端子のできるだけ近くに配置する必要があります。コイルは自分で作ることもできます。これを行うには、故障したコンピュータからの呼び出し音が必要です。巻線(PEL-0.35)。ダイオード D として、FR 103 ダイオードを使用できます。そのパラメータ: 容量 15 pF、回復時間 150 ns、温度 -65 ～ 150 °C。最大 30A の電流パルスを処理できます。

LED ドライバ回路の RS 抵抗の最小値は 0.082 オーム、電流は 1.2 A です。抵抗を計算するには、LED が必要とする電流の値を使用する必要があります。以下に計算式を示します。

RS = 0.1/I,

ここで、I は LED 光源の定格電流です。

LED ドライバー回路の RS 値はそれぞれ 0.13 オーム、電流値は 780 mA です。そのような抵抗が見つからない場合は、並列および直列接続の抵抗式を計算に使用して、いくつかの低抵抗部品を使用できます。

10 ワット LED 用の DIY ドライバーレイアウト

故障した蛍光灯の電子基板を使用して、強力な LED 用のドライバーを自分で組み立てることができます。ほとんどの場合、そのようなランプのランプは切れます。電子基板は引き続き動作するため、そのコンポーネントを自家製の電源、ドライバー、その他のデバイスに使用できます。動作には、トランジスタ、コンデンサ、ダイオード、インダクタ (チョーク) が必要になる場合があります。

故障したランプはドライバーを使用して慎重に分解する必要があります。 10 W LED 用のドライバーを作成するには、20 W の電力を持つ蛍光灯を使用する必要があります。これは、スロットルが予備で負荷に耐えられるようにするために必要です。より強力なランプの場合は、適切な基板を選択するか、インダクタ自体をより大きなコアを備えたアナログと交換する必要があります。低電力の LED 光源の場合は、巻線の巻き数を調整できます。

次に、巻線の一次巻線にワイヤを 20 回巻き付け、はんだごてを使用してこの巻線を整流ダイオードブリッジに接続する必要があります。この後、220V ネットワークから電圧を印加し、整流器の出力電圧を測定します。その値は9.7Vでした。 LED ソースは電流計を介して 0.83 A を消費します。この LED の定格は 900 mA ですが、消費電流が減少するとリソースが増加します。ダイオードブリッジは吊り下げ設置で組み立てられます。

新しいボードとダイオードブリッジは、古いテーブルランプのスタンドに設置できます。したがって、LED ドライバーは、故障したデバイスの利用可能な無線コンポーネントとは独立して組み立てることができます。

LED は電源を非常に要求するため、LED に適したドライバーを選択する必要があります。コンバータが正しく選択されていれば、LED 光源のパラメータが劣化せず、LED が本来の寿命を保つことが保証されます。

220V LEDランプ駆動回路。 ハイパワーLED用の自家製ドライバー

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