Пасивни тембърни блокове с разпечатки за umzch. Блок пасивен тон за усилвател

Стандартната схема на драйвера на LED PT4115 е показана на фигурата по-долу:

Захранващото напрежение трябва да бъде поне 1,5-2 волта по-високо от общото напрежение на светодиодите. Съответно, в диапазона на захранващото напрежение от 6 до 30 волта, от 1 до 7-8 светодиода могат да бъдат свързани към драйвера.

Максималното захранващо напрежение на микросхемата е 45 V, но работата в този режим не е гарантирана (по-добре обърнете внимание на подобен чип).

Токът през светодиодите има триъгълна форма с максимално отклонение от средната стойност ±15%. Средният ток през светодиодите се задава от резистор и се изчислява по формулата:

I LED = 0,1 / R

Минималната допустима стойност R = 0,082 Ohm, което съответства на максимален ток от 1,2 A.

Отклонението на тока през светодиода от изчисления не надвишава 5%, при условие че резисторът R е инсталиран с максимално отклонение от номиналната стойност от 1%.

И така, за да включим светодиода за постоянна яркост, оставяме DIM изхода да виси във въздуха (той се изтегля до ниво 5V вътре в PT4115). В този случай изходният ток се определя единствено от съпротивлението R.

Ако се свърже кондензатор между DIM щифта и масата, ще получим ефекта на плавно светене на светодиодите. Времето за достигане на максимална яркост ще зависи от капацитета на кондензатора, колкото по-голям е той, толкова по-дълго ще свети лампата.

За справка:всеки нанофарад капацитет увеличава времето за включване с 0,8 ms.

Ако искате да направите димируем драйвер за светодиоди с контрол на яркостта от 0 до 100%, тогава можете да прибягвате до един от двата метода:

1. Първи начинвключва подаване на постоянно напрежение в диапазона от 0 до 6V към DIM входа. В този случай настройката на яркостта от 0 до 100% се извършва при напрежение на щифта DIM от 0,5 до 2,5 волта. Увеличаването на напрежението над 2,5 V (и до 6 V) не влияе на тока през светодиодите (яркостта не се променя). Напротив, намаляването на напрежението до ниво от 0,3 V или по-ниско води до изключване на веригата и прехвърлянето й в режим на готовност (консумацията на ток пада до 95 μA). По този начин е възможно ефективно да се контролира работата на драйвера, без да се премахва захранващото напрежение.
2. Втори начинпредполага сигнал от преобразувател на ширина на импулса с изходна честота 100-20000 Hz, яркостта ще се определя от работния цикъл (работен цикъл на импулса). Например, ако високото ниво се задържи за 1/4 от периода, а ниското ниво, съответно, 3/4, тогава това ще съответства на ниво на яркост от 25% от максимума. Трябва да се разбере, че честотата на драйвера се определя от индуктивността на индуктора и по никакъв начин не зависи от честотата на затъмняване.

Схемата на драйвера на LED PT4115 с димер за постоянно напрежение е показана на фигурата по-долу:

Тази схема за димиране на светодиоди работи чудесно, защото щифтът DIM вътре в чипа е "изтеглен" към 5V шината чрез резистор от 200 kΩ. Следователно, когато плъзгачът на потенциометъра е в най-ниската си позиция, се образува делител на напрежение от 200 + 200 kΩ и се формира потенциал от 5/2=2.5V на DIM извода, което съответства на 100% яркост.

Как работи схемата

В първия момент от времето, когато се приложи входното напрежение, токът през R и L е нула и изходният ключ, вграден в микросхемата, е отворен. Токът през светодиодите започва постепенно да се увеличава. Скоростта на нарастване на тока зависи от стойността на индуктивността и захранващото напрежение. Вътрешният компаратор сравнява потенциалите преди и след резистора R и щом разликата стане 115 mV, на изхода му се появява ниско ниво, което затваря изходния ключ.

Благодарение на енергията, съхранявана в индуктивността, токът през светодиодите не изчезва моментално, а започва постепенно да намалява. Постепенно намалява и спадът на напрежението на резистора R. Веднага щом достигне стойност от 85 mV, компараторът отново ще даде сигнал за отваряне на изходния ключ. И целият цикъл се повтаря отначало.

Ако е необходимо да се намали пулсацията на тока през светодиодите, е разрешено да се свърже кондензатор паралелно на светодиодите. Колкото по-голям е неговият капацитет, толкова повече триъгълната форма на тока през светодиодите ще се изглади и толкова повече ще прилича на синусоидална. Кондензаторът не влияе на работната честота или ефективността на драйвера, но увеличава времето за установяване на желания ток през светодиода.

Важни подробности за монтажа

Важен елемент от веригата е кондензаторът C1. Той не само изглажда пулсациите, но и компенсира енергията, натрупана в индуктора в момента, в който изходният превключвател е затворен. Без C1 енергията, съхранявана в индуктора, ще тече през диода на Шотки към захранващата шина и може да причини повреда на микросхемата. Следователно, ако включите драйвера без кондензатор, шунтиращ захранването, почти гарантирано е, че микросхемата ще бъде покрита. И колкото по-голяма е индуктивността на индуктора, толкова по-вероятно е да изгори микруха.

Минималният капацитет на кондензатора C1 е 4,7 uF (а когато веригата се захранва от пулсиращо напрежение след диодния мост, той е най-малко 100 uF).

Кондензаторът трябва да бъде поставен възможно най-близо до чипа и да има възможно най-ниската стойност на ESR (т.е. танталовите тръби са добре дошли).

Също така е много важно да се подходи отговорно към избора на диод. Трябва да има нисък спад на напрежението, кратко време за възстановяване по време на превключване и стабилна работа при повишаване на температурата. p-n преходза предотвратяване на увеличаване на тока на утечка.

По принцип можете да вземете обикновен диод, но диодите на Шотки са най-подходящи за тези изисквания. Например STPS2H100A в SMD версия (право напрежение 0.65V, обратно напрежение 100V, импулсен ток до 75A, работна температурадо 156°C) или FR103 в корпус DO-41 (обратно напрежение до 200V, ток до 30A, температура до 150°C). Обикновените SS34 се показаха много добре, които можете да извадите от стари дъски или да купите цял пакет за 90 рубли.

Индуктивността на индуктора зависи от изходния ток (вижте таблицата по-долу). Неправилно избраната стойност на индуктивността може да доведе до увеличаване на разсейваната мощност на микросхемата и извън работния температурен диапазон.

При прегряване над 160 ° C, микросхемата автоматично ще се изключи и ще остане в изключено състояние, докато се охлади до 140 ° C, след което ще започне автоматично.

Въпреки наличните таблични данни е позволено да се монтира намотка с отклонение на индуктивността нагоре от номиналната стойност. Това променя ефективността на цялата верига, но тя остава работеща.

Индукторът може да бъде взет от фабриката или можете да го направите сами от феритен пръстен от изгорял дънна платкаи проводници PEL-0.35.

Ако максималната автономност на устройството е важна (преносими лампи, фенери), тогава, за да се увеличи ефективността на веригата, има смисъл да отделите време за внимателен избор на дросела. При ниски токове индуктивността трябва да бъде по-голяма, за да се сведат до минимум грешките при управление на тока, дължащи се на забавянето на превключването на транзистора.

Индукторът трябва да бъде разположен възможно най-близо до SW терминала, в идеалния случай свързан директно към него.

И накрая, най-точният елемент от веригата на драйвера на светодиода е резисторът R. Както вече споменахме, неговата минимална стойност е 0,082 ома, което съответства на ток от 1,2 A.

За съжаление, не винаги е възможно да се намери резистор с подходяща стойност, така че е време да си припомним формулите за изчисляване на еквивалентното съпротивление, когато резисторите са свързани последователно и паралелно:

• R последно \u003d R 1 + R 2 + ... + R n;
• R двойки = (R 1 xR 2) / (R 1 + R 2).

Чрез комбиниране на различни методи за превключване можете да получите необходимото съпротивление от няколко резистора под ръка.

Важно е да отделите платката, така че токът на диода на Шотки да не тече по пистата между R и VIN, тъй като това може да доведе до грешки при измерването на тока на натоварване.

Ниската цена, високата надеждност и стабилност на драйвера PT4115 допринасят за широкото му използване в LED лампи. Почти всяка втора 12-волтова LED лампа с основа MR16 е сглобена на PT4115 (или CL6808).

Съпротивлението на резистора за настройка на тока (в ома) се изчислява по същата формула:

R = 0,1 / I LED[A]

Типичната електрическа схема изглежда така:

Както можете да видите, всичко е много подобно на веригата на LED лампата с драйвер PT4515. Описание на работа, нива на сигнала, характеристики на използваните елементи и оформление печатна електронна платкаточно същото като y, така че няма смисъл да се повтаря.

CL6807 се продава на 12 рубли / бр, просто трябва да гледате, така че да не се плъзгат запоени (препоръчвам да го вземете).

SN3350

SN3350 - друг евтин чип за LED драйвери (13 рубли / брой). Това е почти пълен аналог на PT4115 с единствената разлика, че захранващото напрежение може да варира от 6 до 40 волта, а максималният изходен ток е ограничен до 750 милиампера (продължителният ток не трябва да надвишава 700 mA).

Подобно на всички горепосочени микросхеми, SN3350 е импулсен понижаващ преобразувател с функция за стабилизиране на изходния ток. Както обикновено, токът в товара (и в нашия случай един или повече светодиоди действат като товар) се задава от съпротивлението на резистора R:

R = 0,1 / I LED

За да не се надвишава стойността на максималния изходен ток, съпротивлението R не трябва да бъде по-ниско от 0,15 ома.

Микросхемата се предлага в два пакета: SOT23-5 (максимум 350 mA) и SOT89-5 (700 mA).

Както обикновено, чрез прилагане на постоянно напрежение към щифта ADJ, ние превръщаме веригата в прост регулируем драйвер за светодиоди.

Характеристика на тази микросхема е малко по-различен диапазон на регулиране: от 25% (0,3 V) до 100% (1,2 V). Когато потенциалът на щифта ADJ падне до 0,2 V, микросхемата преминава в режим на заспиване с консумация в района на 60 μA.

Типична превключваща верига:

За други подробности вижте спецификацията на чипа (pdf файл).

ZXLD1350

Въпреки факта, че тази микросхема е друг клонинг, някои разлики в техническите характеристики не позволяват директната им замяна един с друг.

Ето основните разлики:

• микросхемата започва вече при 4.8V, но влиза в нормална работа само когато захранващото напрежение е от 7 до 30 волта (разрешено е да се захранва до 40V за половин секунда);
• максимален ток на натоварване - 350 mA;
• съпротивление на изходния ключ в отворено състояние - 1,5 - 2 Ohm;
• Чрез промяна на потенциала на щифта ADJ от 0,3 до 2,5 V, можете да промените изходния ток (светодиодната яркост) в диапазона от 25 до 200%. При напрежение от 0,2 V за най-малко 100 µs, драйверът преминава в режим на заспиване с ниска консумация на енергия (около 15-20 µA);
• ако настройката се извършва чрез PWM сигнал, тогава при честота на повторение на импулса под 500 Hz диапазонът на промяна на яркостта е 1-100%. Ако честотата е над 10 kHz, тогава от 25% до 100%;

Максималното напрежение, което може да бъде приложено към входа за димиране (ADJ) е 6V. В този случай, в диапазона от 2,5 до 6V, драйверът извежда максималния ток, който се задава от резистора за ограничаване на тока. Съпротивлението на резистора се изчислява точно по същия начин, както във всички горепосочени микросхеми:

R = 0,1 / I LED

Минималното съпротивление на резистора е 0,27 ома.

Типичната превключваща верига не се различава от своите колеги:

НЕВЪЗМОЖНО е захранването на веригата без кондензатор C1 !!! В най-добрия случай чипът ще прегрее и ще даде нестабилни характеристики. В най-лошия случай веднага ще се провали.

| Повече ▼ подробни спецификации ZXLD1350 може да се намери в листа с данни за този чип.

Цената на микросхемата е неоправдано висока (), въпреки факта, че изходният ток е доста малък. Общо взето силно на фен. Не бих се свързал.

QX5241

QX5241 е китайски аналог на MAX16819 (MAX16820), но в по-удобна опаковка. Предлага се и под наименованията KF5241, 5241B. Има маркировка "5241a" (вижте снимката).

В един известен магазин те се продават почти на тегло (10 броя за 90 рубли).

Драйверът работи на абсолютно същия принцип като всички по-горе (непрекъснат понижаващ преобразувател), но не съдържа изходен превключвател, следователно за работа е необходим външен транзистор с полеви ефекти.

Можете да използвате всеки N-канален MOSFET с подходящ дрейн ток и напрежение дрейн към източник. Подходящи са например: SQ2310ES (до 20V !!!), 40N06, IRF7413, IPD090N03L, IRF7201. Като цяло, колкото по-ниско е напрежението на отваряне, толкова по-добре.

Ето някои ключови характеристики на QX5241 LED драйвера:

• максимален изходен ток - 2,5 A;
• Ефективност до 96%;
• максимална честота на димиране - 5 kHz;
• максимална работна честота на преобразувателя - 1 MHz;
• точност на стабилизиране на тока чрез светодиоди - 1%;
• захранващо напрежение - 5,5 - 36 волта (работи добре дори при 38!);
• изходният ток се изчислява по формулата: R = 0,2 / I LED

Прочетете повече в спецификацията (на английски).

LED драйверът на QX5241 съдържа малко детайли и винаги се сглобява съгласно следната схема:

Микросхемата 5241 се предлага само в пакета SOT23-6, така че е по-добре да не се доближавате до нея с поялник за тигани за запояване. След монтажа платката трябва да се измие старателно от потока, всяко неясно замърсяване може да повлияе неблагоприятно на работата на микросхемата.

Разликата между захранващото напрежение и общия спад на напрежението на диодите трябва да бъде 4 волта (или повече). Ако е по-малко, тогава има някои проблеми в работата (текуща нестабилност и свирене на газта). Така че вземете го с резерв. Освен това, колкото по-голям е изходният ток, толкова по-голям е маржът на напрежението. Въпреки че може би току-що получих неуспешно копие на микросхемата.

Ако входното напрежение е по-малко от общия спад на светодиодите, тогава генерирането е неуспешно. В същото време превключвателят на изходното поле се отваря напълно и светодиодите светят (естествено, не при пълна мощност, тъй като напрежението не е достатъчно).

AL9910

Diodes Incorporated създаде една много интересна интегрална схема за LED драйвер: AL9910. Любопитно е, че неговият работен диапазон на напрежение ви позволява да го свържете директно към 220V мрежа (чрез обикновен диоден токоизправител).

Ето основните му характеристики:

• входно напрежение - до 500V (до 277V за промяна);
• вграден регулатор на напрежението за захранване на микросхемата, който не изисква охлаждащ резистор;
• възможността за регулиране на яркостта чрез промяна на потенциала на контролния крак от 0,045 до 0,25 V;
• вградена защита от прегряване (задейства се при 150°С);
• работната честота (25-300 kHz) се задава от външен резистор;
• за работа е необходим външен транзистор с полеви ефекти;
• Предлага се в кутии SO-8 и SO-8EP с 8 крака.

Драйверът, сглобен на чипа AL9910, няма галванична изолация от мрежата, поради което трябва да се използва само там, където директният контакт с елементите на веригата е невъзможен.

Широкото използване на светодиоди доведе до масовото производство на захранвания за тях. Такива блокове се наричат ​​драйвери. Основната им характеристика е, че те са в състояние стабилно да поддържат даден ток на изхода. С други думи, драйвер за светодиоди е източник на ток за тяхното захранване.

Предназначение

Тъй като светодиодът е полупроводников елемент, ключовата характеристика, която определя яркостта на тяхното сияние, не е напрежението, а токът. За да гарантират тяхната работа за декларирания брой часове, е необходим драйвер - той стабилизира тока, протичащ през светодиодната верига. Възможно е използването на маломощни светодиоди без драйвер, като в този случай ролята му играе резистор.

Приложение

Драйверите се използват както при захранване на светодиод от 220V мрежа, така и от източници на постоянно напрежение 9-36 V. Първите се използват при осветяване на помещения с LED лампи и панделки, вторите са по-често срещани в автомобили, велосипедни фарове, преносими лампи и т.н.

Принцип на действие

Както вече споменахме, драйверът е източник на ток. Разликите му от източник на напрежение са илюстрирани по-долу.

Източникът на напрежение създава определено напрежение на своя изход, в идеалния случай независимо от товара.

Например, ако свържете резистор 40 ома към източник на 12 V, през него ще тече ток от 300 mA.

Ако свържете два резистора паралелно, общият ток вече ще бъде 600 mA при същото напрежение.

Драйверът поддържа даден ток на своя изход. Напрежението може да се промени.

Също така свързваме резистор 40 ома към драйвера 300 mA.

Драйверът ще създаде 12V спад през резистора.

Ако свържете два резистора паралелно, токът все още ще бъде 300 mA, а напрежението ще падне до 6 V:

По този начин идеалният шофьор е в състояние да осигури товара номинален токнезависимо от спада на напрежението. Тоест светодиод с напрежение от 2 V и ток 300 mA ще гори толкова ярко, колкото светодиод с напрежение 3 V и ток 300 mA.

Основни характеристики

Когато избирате, трябва да имате предвид три основни параметъра: изходно напрежение, ток и мощност, консумирани от товара.

Изходното напрежение на драйвера зависи от няколко фактора:

• спад на напрежението върху светодиода;
• брой светодиоди;
• метод на свързване.

Токът на изхода на драйвера се определя от характеристиките на светодиодите и зависи от следните параметри:

• LED мощност;
• яркост.

Мощността на светодиодите влияе на тока, който черпят, който може да варира в зависимост от необходимата яркост. Водачът трябва да им осигури този ток.

Мощността на товара зависи от:

• мощност на всеки светодиод;
• тяхното количество;
• цветове.

Като цяло, консумацията на енергия може да се изчисли като

където Pled е мощността на светодиода,

N е броят на свързаните светодиоди.

Максималната мощност на драйвера не трябва да бъде по-малка.

Струва си да се има предвид, че за стабилна работа на драйвера и за предотвратяване на неговата повреда трябва да се осигури запас от мощност от поне 20-30%. Тоест трябва да се спазва следната връзка:

където Pmax е максималната мощност на драйвера.

Освен от мощността и броя на светодиодите, мощността на натоварване зависи и от цвета им. Светодиодите с различни цветове имат различни падове на напрежение при един и същ ток. Например червеният светодиод XP-E има спад на напрежението от 1,9-2,4 V при 350 mA. Средната консумирана от него мощност по този начин е около 750 mW.

Зеленият XP-E има спад от 3,3-3,9 V при същия ток и ще консумира средно около 1,25 W. Тоест драйвер, проектиран за 10 вата, може да захранва или 12-13 червени светодиода, или 7-8 зелени.

Как да изберем драйвер за светодиоди. Начини за свързване на LED

Да кажем, че има 6 светодиода със спад на напрежението 2V и ток 300mA. Можете да ги свържете различни начинии във всеки случай ще ви трябва драйвер с определени параметри:

Недопустимо е да свържете 3 или повече светодиода паралелно по този начин, тъй като в този случай през тях може да тече твърде много ток, в резултат на което те бързо ще се повредят.

Моля, обърнете внимание, че във всички случаи мощността на драйвера е 3,6 W и не зависи от начина на свързване на товара.

По този начин е по-целесъобразно да изберете драйвер за светодиоди още на етапа на закупуване на последния, като предварително сте определили схемата на свързване. Ако първо закупите самите светодиоди и след това изберете драйвер за тях, това може да бъде трудна задача, тъй като вероятността да намерите точно източника на захранване, който може да осигури работата на този конкретен брой светодиоди, включени в конкретен схема, е малък.

Видове

Като цяло LED драйверите могат да бъдат разделени на две категории: линейни и превключващи.

Линейният изход е генератор на ток. Осигурява стабилизиране на изходния ток при нестабилно входно напрежение; освен това настройката става плавно, без създаване на висока честота електромагнитни смущения. Те са прости и евтини, но ниската им ефективност (под 80%) ограничава обхвата им до светодиоди и ленти с ниска мощност.

Импулсните са устройства, които създават поредица от високочестотни токови импулси на изхода.

Обикновено те работят на принципа на широчинно-импулсната модулация (PWM), т.е. средната стойност на изходния ток се определя от съотношението на ширината на импулсите към техния период (тази стойност се нарича работен цикъл).

Диаграмата по-горе показва как работи ШИМ драйвер: честотата на импулса остава постоянна, но работният цикъл варира от 10% до 80%. Това води до промяна на средната стойност на тока I cp на изхода.

Такива драйвери са широко използвани поради тяхната компактност и висока ефективност (около 95%). Основният недостатък е по-високото ниво на електромагнитни смущения в сравнение с линейните.

220V LED драйвер

За включване в мрежата 220 V се произвеждат както линейни, така и импулсни. Има драйвери с галванична изолация от мрежата и без нея. Основните предимства на първите са висока ефективност, надеждност и безопасност.

Без галванична изолация те обикновено са по-евтини, но по-малко надеждни и изискват внимание при свързване, тъй като има възможност за токов удар.

китайски шофьори

Търсенето на LED драйвери допринася за масовото им производство в Китай. Тези устройства са импулсни източнициток, обикновено 350-700 mA, често без корпус.

Китайски драйвер за 3w led

Основните им предимства са ниска ценаи галванична изолация. Недостатъците са следните:

• ниска надеждност поради използването на евтини схемни решения;
• липса на защита срещу прегряване и колебания в мрежата;
• високо ниво на радиосмущения;
• висока пулсация на изхода;
• крехкост.

Живот

Обикновено животът на драйвера е по-малък от този на оптичната част - производителите дават гаранция от 30 000 часа работа. Това се дължи на фактори като:

• нестабилност на мрежовото напрежение;
• температурни колебания;
• ниво на влажност;
• натоварване на драйвера.

Най-слабото звено в светодиодния драйвер са изглаждащите кондензатори, които са склонни да изпаряват електролита, особено при условия на висока влажност и нестабилно захранващо напрежение. В резултат на това нивото на пулсации на изхода на драйвера се увеличава, което се отразява негативно на работата на светодиодите.

Също така, непълното натоварване на драйвера влияе върху експлоатационния живот. Тоест, ако е проектиран за 150 W и работи при натоварване от 70 W, половината от мощността му се връща в мрежата, което води до претоварване. Това причинява чести прекъсвания на захранването. Препоръчваме да прочетете за.

Драйверни схеми (микросхеми) за светодиоди

Много производители произвеждат специализирани интегрални схеми на драйвери. Нека разгледаме някои от тях.

ON Semiconductor UC3845 е превключващ драйвер с изходен ток до 1A. Схемата на драйвера за 10w LED на този чип е показана по-долу.

Supertex HV9910 е много разпространен IC за превключване на драйвери. Изходният ток не надвишава 10 mA, няма галванична изолация.

По-долу е показан прост текущ драйвер на този чип.

Texas Instruments UCC28810. Мрежов импулсен драйвер, има възможност за организиране на галванична изолация. Изходен ток до 750 mA.

Друг чип от тази компания, драйвер за захранване на мощни светодиоди LM3404HV, е описан в това видео:

Устройството работи на принципа на резонансен преобразувател на Buck Converter, тоест функцията за поддържане на необходимия ток е частично възложена на резонансната верига под формата на намотка L1 и диод на Шотки D1 ​​(типична диаграма е показана по-долу) . Също така е възможно да се зададе честотата на превключване чрез избор на резистор R ON.

Maxim MAX16800 е линеен чип, който работи при ниско напрежение, така че можете да изградите 12-волтов драйвер върху него. Изходният ток е до 350 mA, така че може да се използва като захранващ драйвер за мощен светодиод, фенерче и др. Има възможност за димиране. Типична схема и структура са представени по-долу.

Заключение

Светодиодите са много по-гладни за енергия от другите източници на светлина. Например 20% свръхток за флуоресцентна лампаняма да доведе до сериозно влошаване на производителността, за светодиодите експлоатационният живот ще бъде намален няколко пъти. Ето защо трябва да бъдете особено внимателни при избора на драйвер за светодиоди.

Работил възможно най-ярко и ефективно, използван специални модули- шофьори. Всеки може сам да сглоби драйверна верига за светодиоди, освен ако, разбира се, няма познания по електротехника. Смисълът на устройството е да преобразува променливото напрежение, протичащо в мрежата, в постоянно (намалено). Но преди да продължите с монтажа, трябва да решите какви изисквания са наложени на устройството - анализирайте характеристиките и типовете устройства.

За какво са драйвери?

Основната цел на драйверите е да стабилизират тока, който преминава през светодиода. Освен това трябва да се има предвид, че силата на тока, който преминава през полупроводниковия кристал, трябва да бъде точно същата като тази на светодиода според паспорта. Това осигурява стабилно осветление. Кристалът в светодиода ще продължи много по-дълго. За да разберете напрежението, необходимо за захранване на светодиодите, трябва да използвате волт-амперна характеристика. Това е графика, показваща връзката между захранващото напрежение и тока.

Ако се планира да се извърши осветление с LED лампи в жилищно или офис пространство, тогава драйверът трябва да се захранва от домакинска мрежа променлив токс напрежение 220 V. Ако светодиодите се използват в автомобилно или мотоциклетно оборудване, трябва да използвате драйвери, захранвани от постоянна стойност на напрежението от 9-36 V. В някои случаи (ако LED лампаниска мощност и се захранва от мрежа от 220 V), е разрешено да се премахне веригата на светодиодния драйвер. От мрежата, ако устройството се захранва, достатъчно е да включите постоянен резистор във веригата.

Опции на драйвера

Преди да закупите устройство или да го направите сами, трябва да се запознаете с основните му характеристики:

1. Номинален ток на консумация.
2. Мощност.
3. Изходно напрежение.

Напрежението на изхода на преобразувателя директно зависи от избрания метод за свързване на източника на светлина, броя на светодиодите. Токът е в пряка зависимост от яркостта и мощността на елементите.

Преобразувателят трябва да осигури ток, при който светодиодите ще работят с еднаква яркост. При PT4115 веригата на драйвера на LED е доста проста за изпълнение - това е най-често срещаният преобразувател на напрежение за използване с LED елементи. Можете буквално да направите устройство, базирано на него „на коляно“.

Мощност на водача

Мощността на устройството е най-много важна характеристика. Колкото по-мощен е драйверът, толкова повече светодиоди можете да свържете към него (разбира се, ще трябва да извършите прости изчисления). Задължително условие е мощността на драйвера да е по-голяма от тази на всички светодиоди общо. Това се изразява със следната формула:

P \u003d P (sv) x N,

където P, W - мощност на водача;

P(sv), W - мощност на един светодиод;

N е броят на светодиодите.

Например, когато сглобявате драйверна верига за 10W LED, можете безопасно да свържете LED елементи до 10W като товар. Уверете се, че имате малък запас от мощност - около 25%. Следователно, ако планирате да свържете 10W LED, драйверът трябва да осигури поне 12,5-13W мощност.

LED цветове

Не забравяйте да вземете предвид какъв цвят излъчва светодиодът. Зависи какъв спад на напрежението ще имат при еднаква сила на тока. Например, при захранващ ток от 0,35 A, спадът на напрежението за червени светодиодни елементи е приблизително 1,9-2,4 V. Средната мощност е 0,75 вата. Подобен модел със зелен цвят вече ще има спад в диапазона 3,3-3,9 V и мощност от 1,25 вата. Следователно, ако приложите 220V LED драйверна верига с преобразуване към 12V, можете да свържете максимум 9 зелени елемента или 16 червени елемента към нея.

Типове драйвери

Общо има два вида драйвери за светодиоди:

1. Пулс. С помощта на такива устройства се създават високочестотни импулси на изхода на устройството. Работата се основава на принципите на PWM модулация. Средната стойност на тока зависи от работния цикъл (отношението на продължителността на един импулс към честотата на неговото повторение). Изходният ток се променя поради факта, че работният цикъл варира в диапазона от 10-80%, а честотата остава постоянна.
2. Линеен - типична схема и структура са направени под формата на генератор на ток на транзистори с p-канал. С тяхна помощ можете да осигурите най-плавната стабилизация на захранващия ток в случай, че входното напрежение е нестабилно. Те са евтини, но имат ниска ефективност. На работа се откроява голям бройтоплина, така че може да се използва само за светодиоди с ниска мощност.

Импулсните са станали по-широко разпространени, тъй като тяхната ефективност е много по-висока (може да достигне 95%). Устройствата са компактни, обхватът на входното напрежение е доста широк. Но има един голям недостатък - силното влияние на различни видове електромагнитни смущения.

Какво да търсите при покупка?

Закупуването на драйвер трябва да се направи при избора на светодиоди. На PT4115 веригата на светодиодния драйвер позволява нормална работа.Устройствата, използващи PWM модулатори, изградени според схеми с един чип, се използват главно в автомобилната технология. По-специално, за свързване на подсветката и фаровете. Но качеството на такива прости устройства е доста ниско - те не са подходящи за използване в домашни системи.

Димируем драйвер

Почти всички дизайни на преобразуватели ви позволяват да регулирате яркостта на LED елементите. С тези устройства можете да правите следното:

1. Намалете интензитета на светлината през деня.
2. Скрийте или подчертайте определени елементи от интериора.
3. Зониране на стаята.

Благодарение на тези качества можете значително да спестите електроенергия, да увеличите ресурса на елементите.

Разновидности на димируеми драйвери

Димируеми типове драйвери:

1. Свързан между захранването и източника на светлина. Те ви позволяват да контролирате енергията, която отива към LED-елементите. Дизайнът се основава на PWM модулатори с микроконтролерно управление. Цялата енергия отива към светодиодите в импулси. Енергията, която ще отиде към светодиодите, зависи пряко от дължината на импулсите. Такива конструкции на драйвери се използват главно за работа на модули със стабилизирано захранване. Например за ленти или бягащи линии.
2. Вторият тип устройства ви позволява да контролирате захранването. Управлението се извършва с помощта на PWM модулатор. Той също така променя количеството ток, който протича през светодиодите. По правило такива конструкции се използват за захранване на устройства, които се нуждаят от стабилизиран ток.

Необходимо е да се вземе предвид фактът, че регулирането на ШИМ има лош ефект върху зрението. Най-добре е да използвате драйверни вериги за захранване на светодиоди, в които количеството ток е регулирано. Но тук има едно предупреждение - в зависимост от големината на тока блясъкът ще бъде различен. При ниска стойност елементите ще излъчват светлина с жълт оттенък, при по-висока стойност - със синкав оттенък.

Кой микрочип да избера?

Ако не искате да търсите готово устройство, можете да го направите сами. И да се направи изчисление за конкретни светодиоди. Има много чипове за създаване на драйвери. Всичко, от което се нуждаете, е способността да четете електрически веригии работа с поялник. За най-простите устройства (до 3 W) можете да използвате чипа PT4115. Евтин е и много лесен за получаване. Характеристиките на елемента са:

1. Захранващо напрежение - 6-30 V.
2. Изходен ток - 1.2 A.
3. Допустима грешка при текущата стабилизация - не повече от 5%.
4. Защита от прекъсване на товара.
5. Изводи за затъмняване.
6. Ефективност - 97%.

Обозначението на щифтовете на микросхемата:

1. SW - свързване на изходния ключ.
2. GND - отрицателен изход на източници на захранване и сигнал.
3. DIM - контрол на яркостта.
4. CSN - сензор за входен ток.
5. VIN е положителната клема, свързана към захранването.

Опции за схеми на драйвери

Опции на устройството:

1. Ако има захранване с постоянно напрежение 6-30 V.
2. Хранене от AC напрежение 12-18 V. Във веригата се въвеждат диоден мост и електролитен кондензатор. Всъщност "класическата" схема на мостов токоизправител с прекъсване на променливия компонент.

Трябва да се отбележи, че електролитният кондензатор не изглажда вълните на напрежението, но ви позволява да се отървете от променливия компонент в него. В еквивалентни вериги (според теоремата на Кирхоф) електролитен кондензатор във верига с променлив ток е проводник. И тук във веригата постоянен токзамества се с празнина (няма елемент).

Можете да сглобите 220 светодиодна драйверна верига със собствените си ръце само ако използвате допълнително захранване. Задължително включва трансформатор, който понижава напрежението до необходимата стойност от 12-18 V. Моля, имайте предвид, че не можете да свържете драйвери към светодиоди без електролитен кондензатор в захранването. Ако е необходимо да се инсталира индуктивността, е необходимо да се изчисли. Обикновено стойността е 70-220 μH.

Процес на сглобяване

Всички елементи, които се използват във веригата, трябва да бъдат избрани въз основа на листа с данни (техническа документация). Обикновено дори предоставя практически схеми за използване на устройства. Уверете се, че използвате кондензатори с нисък импеданс във веригата на токоизправителя (стойността на ESR трябва да е ниска). Използването на други аналози намалява ефективността на регулатора. Капацитетът трябва да бъде най-малко 4,7 µF (в случай на използване на верига с постоянен ток) и от 100 µF (за работа в AC верига).

Можете да сглобите драйвер за светодиоди според схемата със собствените си ръце само за няколко минути, необходимо е само наличието на елементи. Но трябва да знаете характеристиките на инсталацията. Желателно е индукторът да се постави близо до изхода на SW микросхемата. Можете да го направите сами, за това са ви необходими само няколко елемента:

1. Феритен пръстен - може да се използва от стари компютърни захранвания.
2. Тел тип PEL-0,35 в лакова изолация.

Опитайте се да поставите всички елементи възможно най-близо до микросхемата, това ще премахне появата на смущения. Никога не свързвайте елементи с дълги проводници. Те не само създават много смущения, но и могат да ги приемат. В резултат на това микросхема, която е нестабилна към тези смущения, няма да работи правилно и текущата регулация ще бъде нарушена.

Опция за оформление

Можете да поставите всички елементи в корпус от стара флуоресцентна лампа. Вече има всичко - гилза, патрон, платка (която може да се използва повторно). Вътре можете да поставите всички елементи на захранването и микросхемата без много затруднения. И отвън инсталирайте светодиода, който планирате да захранвате от устройството. Може да се използва почти всяка драйверна схема за 220 V светодиоди, основното е да се намали напрежението. Лесно е да направите това с обикновен трансформатор.

Препоръчително е да използвате нова платка. По-добре да го направите напълно без него. Дизайнът е много прост, допустимо е да се използва шарнирна инсталация. Не забравяйте да се уверите, че напрежението на изхода на токоизправителя е в приемливи граници, в противен случай микросхемата ще изгори. След монтажа и свързването измерете консумацията на ток. Моля, имайте предвид, че в случай на намаляване на захранващия ток, ресурсът на LED елемента ще се увеличи.

Внимателно изберете веригата на драйвера за захранване на светодиодите, изчислете всеки компонент на дизайна - експлоатационният живот и надеждността зависят от това. С правилния избор на драйвери характеристиките на светодиодите ще останат възможно най-високи и ресурсът няма да пострада. Драйверните вериги за светодиоди с висока мощност се различават по това, че имат по-голям брой елементи. Често се използва PWM модулация, но у дома, както се казва, „на коляното“, такива устройства вече са трудни за сглобяване.

Ще разгледаме наистина прост и евтин светодиоден драйвер с висока мощност. Веригата е източник на постоянен ток, което означава, че поддържа яркостта на светодиода постоянна, независимо каква мощност използвате. Ако един резистор е достатъчен, за да ограничи тока на малки супер ярки светодиоди, тогава е необходима специална схема за мощности над 1 ват. По принцип е по-добре да захранвате светодиода по този начин, отколкото с резистор.Предложено led драйверидеален особено за , и може да се използва за всякакъв брой и конфигурация, с всякакъв тип захранване. Като тестов проект взехме 1 ватов LED елемент. Можете лесно да промените елементите на драйвера, за да ги използвате с по-мощни светодиоди, чрез Различни видовезахранвания - захранване, батерии и др.

Спецификации LED драйвери:

Входно напрежение: 2V до 18V
- изходно напрежение: 0,5 по-малко от входното напрежение (0,5 V спад на полеви транзистор)
- ток: 20 ампера

Подробности на диаграмата:

R2: приблизително 100 ома резистор

R3: избран е резистор

Q2: малък NPN транзистор (2N5088BU)

Q1: голям N-канален транзистор (FQP50N06L)

LED: Luxeon 1-ватов LXHL-MWEC

Други елементи на драйвера:

Като източник на захранване се използва адаптерен трансформатор, можете да използвате батерии. За захранване на един светодиод е достатъчно 4 - 6 волта. Ето защо тази схема е удобна, че можете да използвате голямо разнообразие от захранвания и винаги ще свети по един и същи начин.Не е необходим радиатор, тъй като има около 200 mA ток. Ако се планира по-голям ток, трябва да инсталирате LED елемент и транзистор Q1 на радиатор.

Избор на съпротивление R3

- Светодиодният ток се задава с R3, той е приблизително равен на: 0,5 / R3

Разсейване на мощност в резистор приблизително: 0,25 / R3

В този случай токът е настроен на 225 mA с R3 при 2,2 ома. R3 има мощност от 0,1 W, така че стандартен резистор от 0,25 W е добре.Транзисторът Q1 ще работи до 18 V. Ако искате повече, трябва да смените модела. Без радиаториFQP50N06L може да разсее само около 0,5 W - достатъчно за 200 mA ток при 3 V разлика между захранването и светодиода.

Функции на транзисторите във веригата:

- Q1използван като променлив резистор.
- Q2се използва като сензор за ток, а R3 е резистор за настройка, който кара Q2 да се затваря при протичане повишен ток. Транзисторът създава обратна връзка, който непрекъснато следи параметрите на тока и го поддържа точно на зададената стойност.

Реших да посветя днешната публикация на въпрос, който, от една страна, изглежда не изисква специално внимание, а от друга, често възниква сред хората, които започват да се запознават със света на LED осветлението.

Така „Защо един светодиод се нуждае от драйвер?“

Нека започнем с основите, които не са се променили много след изобретяването на първия червен светодиод от Ник Холоняк през 1962 г. LED е полупроводникдиод, който преобразува приложеното към него
електрическа енергия в некохерентно светлинно излъчване. Излъчването на светлина се постига благодарение на рекомбинацията на незначителни носители в областта на p-n прехода. Потокът на миноритарния носител на свой ред се осигурява от преднапрежение.

Тук възникват основните трудности за начинаещите разработчици на LED устройства. Факт е, че за разлика от конвенционалните изправителни диоди, в допълнение към факта, че светодиодите имат по-голяма стойност на напрежението напред, неговото разпространение също е по-голямо. И ако тази характеристика не се вземе предвид, това може да доведе до тъжни последици, тъй като малки промени в напрежението напред водят до значителни промени в тока. Освен това няма да намерите тази гама от нито един производител, поне за днес. В най-добрия случай, като например за светодиодите Cree, ще намерите типични и максимални стойности. Пример за типична характеристика ток-напрежение, използвайки диода XQ-D като пример, е даден на фигурата, а таблицата също така показва стойностите на напрежението на падане напред.

И ако всичко е ясно с разпространението на падането на напрежението напред, нека преминем към следващия факт. Яркостта на светодиода зависи от тока, протичащ през него, а не от напрежението. Тоест, ако искаме да накараме светодиода да излъчва нужния ни светлинен поток, а цветните светодиоди също да получат обявения цвят, трябва да осигурим необходимия ток през него. Типична зависимост на светлинния поток от даден ток е дадена по-долу, използвайки като пример диода XQ-D.

Съответно, за да постигнем оптималната яркост, декларирана от производителя, трябва да осигурим на светодиода подходящ ток. Така става ясно, че основната цел на LED драйвера е да осигури необходимия ток. В най-простия случай светодиодният драйвер не е нищо повече от конвенционален източник на постоянен ток, който осигурява определено количество ток през светодиода.

Следователно изглежда съвсем логично да се използва източник на постоянно стабилизирано напрежение с резистор като елемент за ограничаване на тока / преобразуване на напрежение в ток.

Всъщност такова решение е доста просто, евтино и изисква минимален брой компоненти. Един от недостатъците на такова решение е фактът, че поради разпръскването на параметрите на светодиода, при дадена и изчислена стойност на резистора, ще имаме разпръскване на тока през диода и следователно светлинният поток ще различават. При малък брой устройства този минус може да се управлява чрез просто избиране на резистор за конкретни диоди. Но това решение започва да се превръща в голям минус, когато става дума за масово производство.

Освен това, въпреки факта, че резисторът е най-простият преобразувател на напрежение към ток, ефективността на такова решение ще бъде толкова по-ниска, колкото по-голям е спадът на напрежението в резистора, което се превръща в значително ограничение при използване на светодиоди с висока мощност, където работният ток е 1A или повече.

И накрая, трябва да се отбележи, че повечето светодиодни драйвери, в допълнение към контролирането на тока през светодиода, ви позволяват да реализирате допълнителни функции: затъмняване, защита от счупване на системата и късо съединение, термична защита и др. Следователно, ако няма въпрос за енергийна ефективност, повторяемост на светлинните характеристики, контрол на светлинния поток, защита на системата от повреди, тогава всъщност драйверът не е необходим. Във всички останали случаи ще бъде трудно да се направи без него. Ако имате други интересни въпроси по тази тема, оставете коментари - ние ще отговорим на тях според нашите възможности и способности.

Пример за изчисляване на LED драйвер е представен в статията: