LED용 12V 드라이버. LED에 대해 궁금한 점이 있으신가요? 드라이버 회로도

LED의 광범위한 사용으로 인해 LED용 전원 공급 장치가 대량 생산되었습니다. 이러한 블록을 드라이버라고 합니다. 주요 특징은 출력에서 ​​주어진 전류를 안정적으로 유지할 수 있다는 것입니다. 즉, 발광 다이오드(LED)용 드라이버는 LED에 전력을 공급하는 전류원입니다.

LED는 반도체 소자이기 때문에 빛의 밝기를 결정하는 주요 특성은 전압이 아니라 전류입니다. 명시된 시간 동안 작동하도록 보장하려면 드라이버가 필요합니다. 이는 LED 회로를 통해 흐르는 전류를 안정화시킵니다. 드라이버 없이 저전력 발광 다이오드를 사용할 수 있으며, 이 경우 그 역할은 저항기에 의해 수행됩니다.

균일하게 조명된 물체의 색상을 세 가지 용어로 설명합니다. 밝기: 검정색과 흰색 사이의 일련의 회색 음영을 나타냅니다. 광선의 방향 전환 및 산란을 유발하는 표면 불규칙성을 지닌 광학 소재입니다. 발광 다이오드(Light Emitting Diode)는 전기 에너지를 빛으로 변환하는 고체 반도체 소자이다. 빛을 방출하는 데 열이 필요하지 않으므로 필라멘트가 없습니다. 가장 간단한 구조는 두 개의 반도체 재료 영역으로 구성됩니다.

이 에너지의 분산은 가시광선 스펙트럼의 파장을 갖는 광자를 생성합니다. 전자 회로, 입력 전압의 변동에도 불구하고 입력 전압을 전류 또는 전압의 일정한 소스로 변환합니다. 광원에서 방출되는 빛을 해당 광원에서 소비되는 전기 에너지로 나눈 값은 와트당 루멘으로 표시됩니다. 신청에 사용됩니다.

애플리케이션

드라이버는 220V 네트워크와 소스에서 LED에 전원을 공급할 때 모두 사용됩니다. 직류 전압 9-36 V. 첫 번째는 실내 조명에 사용됩니다. LED 램프테이프는 자동차, 자전거 조명, 휴대용 조명 등에서 더 자주 발견됩니다.

작동 원리

이미 언급했듯이 드라이버는 전류 소스입니다. 전압 소스와의 차이점은 아래에 설명되어 있습니다.

하우징 또는 조명기구의 효율성. 이는 일반적으로 변환 효율성을 나타냅니다. 전력세계 속으로 이는 흡수된 전기 에너지에 대한 방사선의 플럭스로 정의됩니다. 광속은 다양한 파장의 빛에서 인간 눈의 다양한 감도를 반사하도록 조정된 광량의 척도입니다.

광원, 시스템 또는 솔루션에서 방출되는 총 루멘 수입니다. 모든 파장의 광원에서 방출되는 빛 에너지의 총량(와트 단위)입니다. 표면에 떨어지는 빛의 강도. 조명유닛이 고급스럽네요.

전압 소스는 이상적으로는 부하와 독립적으로 출력에서 ​​특정 전압을 생성합니다.

예를 들어, 40Ω 저항을 12V 소스에 연결하면 300mA의 전류가 흐릅니다.

두 개의 저항을 병렬로 연결하면 동일한 전압에서 총 전류는 600mA가 됩니다.


특정 온도로 가열된 흑체의 색상과 비교하여 광원의 색상을 측정한 것으로 켈빈 단위로 표시됩니다. 백열등은 낮은 색온도노란색-주황색 톤; 일광색온도가 높아 파란색으로 나타납니다.

국제 단위 광속또는 빛의 양은 표면의 모든 부분이 광원으로부터 정확히 1미터 떨어져 있을 때 광원에 의해 표면에 확산되는 빛의 양과 같습니다. 예를 들어 양초는 약 12루멘을 방출합니다.

광원이나 빛을 반사하는 조명 표면의 밝기를 결정하는 측광 용어입니다. 조명 장치 또는 조명 시스템이 대상 영역 또는 대상 표면으로 방출하는 빛의 양으로 측정됩니다.

드라이버는 출력에서 ​​지정된 전류를 유지합니다. 이 경우 전압이 변경될 수 있습니다.

또한 40Ω 저항을 300mA 드라이버에 연결해 보겠습니다.


드라이버는 저항 전체에 12V의 전압 강하를 생성합니다.

두 개의 저항을 병렬로 연결하면 전류는 여전히 300mA이지만 전압은 6V로 떨어집니다.

LED용 드라이버를 선택하는 방법. LED 연결 방법

여러 개의 반도체 칩이 빛을 방출합니다. 색상을 값 그룹 또는 색상 구성요소로 표현하는 방법을 설명하는 추상적인 수학적 모델입니다. 빨간색, 녹색, 파란색을 다양한 비율로 결합하여 흰색을 포함한 다양한 색상을 생성하는 매력적인 색상 모델입니다.

가법적 색상 모델은 빨간색, 녹색, 파란색을 결합합니다. 백색광. 열을 가열하는 재료의 고유한 성질. 램프의 일부는 전기로 전원이 공급되도록 고정하는 데 사용됩니다. 여러 종류와 크기가 있습니다. 종종 조명에서 광원에서 방출되는 피상 전력을 객관적으로 측정하는 광속의 동의어로 잘못 사용됩니다. 이 용어는 디스플레이 화면이나 텔레비전의 밝기를 설명할 때 올바르게 사용됩니다.


따라서 이상적인 드라이버는 부하를 제공할 수 있습니다. 정격 전류전압 강하에 관계없이. 즉, 전압 강하 2V, 전류 300mA의 LED는 전압 3V, 전류 300mA의 LED만큼 밝게 빛납니다.

물체가 백열등이 될 때까지 물체를 가열하여 온도에 비례하여 방출 및 겉보기 색상이 변하는 효과를 설명하는 데 사용되는 용어입니다. 뜨거운 금속이 온도가 높아짐에 따라 빨간색, 주황색, 흰색으로 변하는 단조품이라고 생각하면 이해하기 쉽습니다.

이론적 흑체와 비교하여 광원의 컬러 이미지를 나타내는 데 사용되는 용어 및 기호입니다. 가시광선보다 파장이 짧은 전자기파. 두 개의 전기적으로 충전된 도체 사이의 전위차를 측정하는 단위입니다.

주요 특징

선택할 때 출력 전압, 전류, 부하에서 소비되는 전력이라는 세 가지 주요 매개변수를 고려해야 합니다.

드라이버 출력 전압은 여러 요인에 따라 달라집니다.

  • LED 전압 강하;
  • LED 수;
  • 연결 방법.

드라이버 출력 전류는 LED의 특성에 따라 결정되며 다음 매개변수에 따라 달라집니다.

작동 중 장치가 사용하는 전기 에너지를 측정하는 단위입니다. 대부분의 램프의 에너지 소비량은 와트 단위로 표시됩니다. 칩은 3개의 핀을 사용하여 제어됩니다. 또한 보드를 매우 쉽게 연결할 수 있어 거의 무제한의 장치를 제어할 수 있습니다. 두 장치를 연결하는 예는 다음과 같습니다. 얼음을 만드는 데 이상적인 드라이버입니다.

8개의 소켓에 연결된 LED를 제어하려면 3핀 제어 핀을 마이크로컨트롤러에 연결해야 합니다. 모든 LED를 켜려면 이진수 형식의 1비트가 모두 포함된 이 숫자를 써야 합니다. 아래 다이어그램에 표시된 출력 핀의 번호 지정에 주의해야 합니다. 샘플 코드는 다음과 같습니다.

  • LED 전원;
  • 명도.

LED 전력은 LED가 소비하는 전류에 영향을 미치며, 이는 필요한 밝기에 따라 달라질 수 있습니다. 운전자는 이 전류를 제공해야 합니다.

부하 전력은 다음에 따라 달라집니다.

  • 각 LED의 전력;
  • 수량;
  • 그림 물감.

안에 일반적인 경우전력 소비는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

그림 3, 그림 4. 여기에는 높은 작동 안전성, EMI 내성 및 온도 제어에 대한 필요성이 포함됩니다. 주행 안전은 자동차 엔지니어링의 보편적인 단계이며 차량 상태에 따라 주변 조명의 경우 특히 중요합니다. 좋은 일반 규칙작동 안전을 최대화하는 것은 보드의 구성 요소 수를 최소화하는 것입니다. 일반적으로 구성 요소 수가 적으면 잠재적인 오류 지점이 줄어듭니다. 재료가 적다처리를 위해 더 적은 복잡한 계획수리 및 판매가 용이한 디자인.

여기서 Pled는 LED 전원이고,

N은 연결된 LED의 수입니다.

최대 드라이버 전력은 낮아서는 안됩니다.

드라이버의 안정적인 작동과 고장 방지를 위해서는 최소 20~30%의 파워리저브를 제공해야 한다는 점을 고려해 볼 만하다. 즉, 다음 관계가 만족되어야 합니다.

여기서 Pmax는 최대 드라이버 전력입니다.

LED의 전력 및 개수 외에도 부하 전력도 색상에 따라 달라집니다. 서로 다른 색상의 LED는 다음과 같은 경우 전압 강하가 다릅니다. 동일한 전류. 예를 들어, 빨간색 XP-E LED는 350mA에서 1.9-2.4V의 전압 강하를 갖습니다. 따라서 평균 전력 소비는 약 750mW입니다.

녹색 XP-E는 동일한 전류에서 3.3-3.9V를 떨어뜨리며 평균 전력약 1.25W가 됩니다. 즉, 10W 정격 드라이버는 12~13개의 빨간색 LED 또는 7~8개의 녹색 LED에 전원을 공급할 수 있습니다.

LED용 드라이버를 선택하는 방법. LED 연결 방법

전압 강하가 2V이고 전류가 300mA인 6개의 LED가 있다고 가정해 보겠습니다. 당신은 그들을 연결할 수 있습니다 다양한 방법으로, 각 경우에 특정 매개변수를 가진 드라이버가 필요합니다:



이런 방식으로 3개 이상의 LED를 병렬로 연결하는 것은 용납되지 않습니다. 너무 많은 전류가 LED를 통해 흘러서 LED가 빨리 고장날 수 있기 때문입니다.

모든 경우에 드라이버 전력은 3.6W이며 부하 연결 방법에 의존하지 않습니다.

따라서 이전에 연결 다이어그램을 결정한 후 이미 후자를 구매하는 단계에서 LED용 드라이버를 선택하는 것이 더 좋습니다. 먼저 LED 자체를 구매한 다음 해당 드라이버를 선택하는 경우 쉬운 작업이 아닐 수 있습니다. 특정 회로가 작습니다.

종

일반적으로 LED 드라이버는 선형과 스위칭이라는 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다.

선형 출력은 전류 생성기입니다. 불안정한 입력 전압으로 출력 전류의 안정화를 제공합니다. 또한 고주파 전자기 간섭을 발생시키지 않고 조정이 원활하게 이루어집니다. 그들은 간단하고 저렴하지만 그렇지 않습니다. 고효율(80% 미만)은 적용 범위를 저전력 LED 및 스트립으로 제한합니다.


펄스 장치는 출력에서 ​​일련의 고주파 전류 펄스를 생성하는 장치입니다.


이는 일반적으로 펄스 폭 변조(PWM) 원리에 따라 작동합니다. 즉, 출력 전류의 평균값은 펄스 폭과 반복 기간의 비율에 의해 결정됩니다(이 값을 듀티 사이클이라고 함).


위 다이어그램은 PWM 드라이버의 작동 원리를 보여줍니다. 펄스 주파수는 일정하게 유지되지만 듀티 사이클은 10%에서 80%까지 다양합니다. 이로 인해 출력 전류 Icp의 평균값이 변경됩니다.

이러한 드라이버는 소형화 및 높은 효율(약 95%)로 인해 널리 사용됩니다. 가장 큰 단점은 선형 간섭에 비해 전자기 간섭 수준이 더 높다는 것입니다.

220V LED 드라이버

220V 네트워크에 포함하기 위해 선형 및 펄스형 네트워크가 모두 생성됩니다. 네트워크로부터 갈바닉 절연이 있는 드라이버와 없는 드라이버가 있습니다. 전자의 주요 장점은 고효율, 신뢰성 및 안전성입니다.

갈바닉 절연이 없으면 일반적으로 저렴하지만 신뢰성이 떨어지며 감전의 위험이 있으므로 연결 시 주의가 필요합니다.

중국인 운전자

LED 드라이버에 대한 수요는 중국에서의 대량 생산에 기여합니다. 이러한 장치는 펄스 소스전류는 일반적으로 350-700mA이며 종종 하우징이 없습니다.


3w LED용 중국 드라이버

그들의 주요 장점은 다음과 같습니다 저렴한 가격갈바닉 절연의 존재. 단점은 다음과 같습니다.

  • 값싼 회로 솔루션 사용으로 인한 낮은 신뢰성;
  • 과열 및 네트워크 변동에 대한 보호 부족;
  • 높은 수준무선 간섭;
  • 높은 수준의 출력 리플;
  • 취약성.

서비스 수명

일반적으로 드라이버의 수명은 광학 부품의 수명보다 짧습니다. 제조업체는 30,000시간의 작동을 보장합니다. 이는 다음과 같은 요인으로 인해 발생합니다.

가장 약한 링크 LED 드라이버특히 습도가 높고 공급 전압이 불안정한 조건에서 전해질을 증발시키는 경향이 있는 평활 커패시터입니다. 결과적으로 드라이버 출력의 리플 레벨이 증가하여 LED 작동에 부정적인 영향을 미칩니다.

또한 드라이버의 불완전한 로드로 인해 서비스 수명이 영향을 받습니다. 즉, 150W용으로 설계되었지만 70W의 부하에서 작동하면 전력의 절반이 네트워크로 반환되어 과부하가 발생합니다. 이로 인해 정전이 자주 발생합니다. 읽어 보시기 바랍니다.

LED용 드라이버 회로(칩)

많은 제조업체가 특수 드라이버 칩을 생산합니다. 그 중 일부를 살펴보겠습니다.

ON Semiconductor UC3845는 최대 1A의 출력 전류를 제공하는 펄스 드라이버입니다. 이 칩의 10w LED용 드라이버 회로는 아래와 같습니다.


Supertex HV9910은 매우 일반적인 펄스 드라이버 칩입니다. 출력 전류는 10mA를 초과하지 않으며 갈바닉 절연이 없습니다.

이 칩의 간단한 전류 드라이버는 아래와 같습니다.


텍사스 인스트루먼트 UCC28810. 네트워크 펄스 드라이버에는 갈바닉 절연을 구성하는 기능이 있습니다. 출력 전류는 최대 750mA입니다.


이 비디오에서는 고전력 LED LM3404HV에 전원을 공급하는 드라이버인 이 회사의 또 다른 칩에 대해 설명합니다.

이 장치는 벅 컨버터 유형 공진형 컨버터의 원리로 작동합니다. 즉, 여기에서 필요한 전류를 유지하는 기능은 코일 L1 및 쇼트키 다이오드 D1 형태의 공진 회로에 부분적으로 할당됩니다(일반적인 회로는 아래에 표시됨). . 저항 R ON을 선택하여 스위칭 주파수를 설정할 수도 있습니다.


Maxim MAX16800은 저전압에서 작동하는 선형 마이크로 회로이므로 12V 드라이버를 구축할 수 있습니다. 출력 전류는 최대 350mA이므로 전력 드라이버로 사용할 수 있습니다. 강력한 LED, 손전등 등 어두워질 가능성이 있습니다. 일반적인 다이어그램과 구조가 아래에 나와 있습니다.


결론

LED는 다른 광원보다 전원 공급 장치를 훨씬 더 많이 요구합니다. 예를 들어, 20%를 초과하는 전류 형광등심각한 성능 저하를 수반하지는 않지만 LED의 경우 서비스 수명이 여러 번 단축됩니다. 따라서 LED용 드라이버를 특히 신중하게 선택해야 합니다.

디자인을 위해 LED 램프전원(드라이버)이 지속적으로 필요합니다. 볼륨이 크면 드라이버를 직접 조립하는 것이 가능하지만 이러한 드라이버의 비용은 그리 낮지 않으며 양면 제조 및 납땜 인쇄 회로 기판 SMD 구성 요소 사용 - 집에서의 프로세스는 상당히 노동 집약적입니다.

나는 기성 드라이버를 사용하기로 결정했습니다. 필요한 것은 하우징이 없고 가급적이면 전류와 디밍을 조정할 수 있는 기능을 갖춘 저렴한 드라이버였습니다.

도면을 다시 그려서 조금 수정했습니다



커패시터가 없는 특성 ~0.9V 및 8.7%(광속 리플)

출력 커패시터는 리플을 ~0.4V 및 4%로 절반으로 줄일 것으로 예상됩니다.

그러나 입력에 10uF 커패시터를 사용하면 리플이 0.1V 및 1%의 9배 감소하지만 이 커패시터를 추가하면 PF(역률)가 크게 감소합니다.

두 커패시터 모두 출력 리플 특성을 사양 ~ 0.05V 및 0.6%에 더 가깝게 만듭니다.


따라서 기존 전원 공급 장치의 두 커패시터를 사용하여 리플을 방지했습니다.

개선 2번. 드라이버 출력 전류 설정

드라이버의 주요 목적은 LED에 안정적인 전류를 유지하는 것입니다. 이 드라이버는 지속적으로 600mA를 생성합니다.

때때로 드라이버 전류를 변경하고 싶을 때가 있습니다. 이는 일반적으로 회로에서 저항이나 커패시터를 선택하여 수행됩니다. 피드백. 이 운전자들은 어떻게 지내나요? 그런데 왜 여기에 3개가 설치되어 있는 걸까요? 병렬 저항기낮은 저항 R4, R5, R6?


모든 것이 정확합니다. 출력 전류를 설정할 수 있습니다. 분명히 모든 드라이버의 전력은 동일하지만 전류가 다르며 이러한 저항기와 출력 변압기가 정확하게 다르기 때문에 서로 다른 전압을 제공합니다.

1.9Ω 저항을 조심스럽게 제거하면 300mA 저항을 모두 제거하여 430mA의 출력 전류를 얻습니다.


다른 저항을 병렬로 납땜하여 반대 방향으로 갈 수도 있지만 이 드라이버는 최대 35V의 전압을 생성합니다. 더 높은 전류과도한 전력을 얻게 되어 드라이버 고장으로 이어질 수 있습니다. 그러나 700mA는 짜내는 것이 가능합니다.

따라서 저항 R4, R5 및 R6을 선택하면 체인의 LED 수를 변경하지 않고도 드라이버 출력 전류를 줄이거나 아주 약간 늘릴 수 있습니다.

개정 3. 디밍

드라이버 보드에는 DIMM이라고 표시된 3개의 핀이 있는데, 이는 이 드라이버가 LED의 전원을 제어할 수 있음을 나타냅니다. 칩 데이터시트에도 같은 내용이 나와 있지만 표준 구성표디밍은 포함되지 않습니다. 데이터시트에서 마이크로 회로의 레그 7에 -0.3~6V의 전압을 적용하면 원활한 전력 제어가 가능하다는 정보를 얻을 수 있습니다.

DIMM 핀에 연결 가변저항기아무것도 연결되지 않으며 드라이버 칩의 레그 7은 전혀 연결되지 않습니다. 그래서 다시 개선되었습니다.

마이크로 회로의 레그 7에 100K 저항을 납땜합니다.


이제 접지와 저항 사이에 0-5V의 전압을 적용하면 60-600mA의 전류를 얻습니다.



최소 디밍 전류를 줄이려면 저항도 줄여야 합니다. 안타깝게도 데이터시트에는 이에 대한 내용이 기록되어 있지 않으므로 모든 구성 요소를 실험적으로 선택해야 합니다. 개인적으로 60mA에서 600mA까지 디밍이 만족스러웠습니다.

없이 디밍을 정리해야 하는 경우 외부 전원 공급 장치, 그러면 드라이버 공급 전압 ~15V(마이크로 회로의 레그 2 또는 저항 R7)를 가져와 다음 회로에 따라 적용할 수 있습니다.


마지막으로 Arduino의 D3에서 디밍 입력으로 PWM을 공급합니다.


저는 PWM 레벨을 0에서 최대로 변경하고 그 반대로 변경하는 간단한 스케치를 작성하고 있습니다.

#포함하다

무효 설정() (
핀모드(3, 출력);
Serial.begin(9600);
아날로그쓰기(3,0);
}

무효 루프() (
for(int i=0; i< 255; i+=10){
아날로그쓰기(3,i);
지연(500);
}
for(int i=255; i>=0; i-=10)(
아날로그쓰기(3,i);
지연(500);
}
}

PWM을 사용하여 디밍을 수행합니다.

PWM 디밍은 제어 장치에 비해 출력 리플을 약 10~20% 증가시킵니다. DC. 드라이버 전류를 최대값의 절반으로 설정하면 최대 리플이 약 2배 증가합니다.

드라이버 단락 확인

현재 드라이버는 단락에 올바르게 반응해야 합니다. 하지만 중국어를 확인하는 것이 좋습니다. 나는 그런 것을 좋아하지 않습니다. 전압이 걸려있는 것을 붙이십시오. 그러나 예술에는 희생이 필요합니다. 작동 중에 드라이버 출력을 단락시킵니다.

운전자가 잘 처리해줌 단락그의 작품을 복원합니다. 단락 보호 기능이 있습니다.

요약하자면

운전자의 장점

  • 작은 크기
  • 저렴한 비용
  • 현재 조정 가능성
  • 밝기 조절 가능

단점

  • 높은 출력 리플(커패시터를 추가하여 제거)
  • 디밍 입력을 납땜해야 합니다.
  • 일반적인 문서는 거의 없습니다. 불완전한 데이터시트
  • 작동 중에 FM 범위의 라디오 간섭이라는 또 다른 단점이 발견되었습니다. 알루미늄 케이스나 호일이나 알루미늄 테이프로 덮은 케이스에 드라이버를 설치하여 처리할 수 있습니다.


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