Ele-prof.ru

Электро отопление
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Светодиодный драйвер это источник тока или напряжения

Светодиодный драйвер это источник тока или напряжения

Драйвер или блок питания: в чем разница?

Драйвер или блок питания: в чем разница?

На сегодняшний день светодиоды – это один из самых популярных источников света. Несмотря на все их преимущества, они тоже не лишены недостатков. Основные из них – чувствительность к стабильности тока и плохая переносимость высоких температур эксплуатации. Эти недостатки требуют определенных решений для их компенсации, и использование драйвера – одно из них. Для того чтобы разобраться в отличиях драйвера от блока питания, приведем немного теории.

Источник тока или источник напряжения?

Блок питания – это общее наименование части устройства, отвечающей за подачу и регуляцию поступающей электроэнергии для питания устройства. Он может располагаться как отдельно снаружи, так и в корпусе самого устройства.

Драйвер – общее наименование специализированного коммутатора, регулятора или источника питания для определенных типов оборудования.

Источники питания глобально делятся на источники напряжения и источники тока. В чем их отличия?

Источник напряжения – это источник питания, для которого изменение входного тока не влияет на напряжение на выходе.

Идеальный источник напряжения отличается отсутствием внутреннего сопротивления, а его выходной ток может принимать бесконечно большое значение. В реальности, естественно, все выглядит несколько иначе.

Любой источник напряжения имеет внутреннее сопротивление того или иного значения. Поэтому при подключении мощной нагрузки с большим током потребления напряжение может отклоняться от номинального (величина отклонения соразмерна мощности нагрузки). Выходной ток в этом случае обуславливается внутренним устройством источника.

Аварийным режим работы для такого источника — режим короткого замыкания. Ток в такой ситуации резко увеличивается, и кроме внутреннего сопротивления источника ничем не ограничен. Это сопротивление обычно невелико, поэтому если источник питания не защищен от КЗ,оно приведет его в негодность.

Источник тока – это такой источник питания, ток которого не меняется при изменении сопротивления подключенной нагрузки.

Основная цель источника тока – поддерживать заданный его уровень. Поэтому аварийный режим для него – режим холостого хода.

В режиме холостого хода к источнику питания не подключено никакой нагрузки. Для источника это означает, что ее сопротивление бексонечно велико. Он будет увеличивать напряжение в цепи до тех пор, пока по ней не потечет номинальный для источника питания ток. Хороший пример такой ситуации – свеча зажигания в автомобиле.

Когда цепь питания разомкнута, напряжение на электродах будет расти до тех пор, пока не достигнет величины напряжения пробоя, после чего в месте пробоя протечет ток, и накопленная в катушке энергия рассеется.

Автомобильная свеча

При этом состояние КЗ для источника тока аварийным или опасным не является. В таком режиме сопротивление нагрузки бесконечно мало, и соответственно напряжение на выходе источника также будет исчезающе маленьким, как и выделяемая мощность.

Вернемся к практике

Относительно современной номенклатуры и названий, блоком питания принято называть источник напряжения.
К ним можно отнести:

  • Зарядные устройства планшетов, смартфонов и т.п.;
  • Зарядные устройства для ноутбуков;
  • Блоки питания для светодиодных лент.

Электропитание светодиодов

Во вступительной части статьи нами было сказано, что требования светодиода к питанию довольно специфичны и строги. Обусловлено это тем, что светодиод питается током. Это, в свою очередь, связано с вольтамперной характеристикой полупроводниковых диодов.

На картинке приведены ВАХ диодов различных цветов:

ВАХ

Похожая на параболу форма ветвей является следствием характеристик полупроводников и наличествующих в них примесей, и, кроме того, особенностей pn-перехода. Пока приложенное к диоду напряжение ниже порогового, ток практически не растет. По достижении порогового значения напряжения значение тока начинает резко увеличиваться.

В случае, если ток через резистор увеличивается линейно в зависимости от сопротивления и приложенного напряжения, увеличение тока в диоде этому закону подчиняться уже не будет. В такой ситуации увеличение напряжения на 5% может дать увеличение тока в 500%. Помимо прочего, если в металлах сопротивление при нагреве увеличивается, то у полупроводников оно падает, а ток начинает расти. Причины такого поведения кроются в физических основах электроники, а конкретно типах носителей зарядов, ширине запрещенной зоны и прочем. Подробнее эти вещи будут затронуты нами в будущих статьях.

В технических характеристиках диодов пороговое напряжение обычно обозначают как падение напряжения в прямом смещении. Для светодиодов с белым светом свечения оно чаще всего составляет приблизительно 3 вольта.

Казалось бы, эту проблему можно решить на стадии проектирования светильника – установив правильные токоограничивающие резисторы и выставив стабильное напряжение на выходе блока питания. Именно так и проектируются светодиодные ленты, однако разница в том, что питают их от стабилизированных источников питания, и мощность применяемых в лентах светодиодов сравнительно мала и составляет десятые и сотые доли ватт. Конечно, и для этого правила существуют исключения, но подробнее виды светодиодов мы рассмотрим позднее.

Читайте так же:
Способы прокладки кабелей их длительно допустимые токи

Мощные же светодиоды, для которых и рекомендовано осуществлять питание через драйвер, нагреваются во время работы довольно значительно. Светодиод мощностью в 1Вт может нагреться до 50 градусов менее чем за 15 секунд при отсутствии радиатора.

Радиатор диода

Если такой мощный светодиод работает от драйвера со стабильным выходным током, то при нагреве ток на нем возрастать не будет, а для компенсации изменения сопротивления напряжение на его выходах несколько снизится. В случае работы от источника напряжения (блока питания), то после нагрева ток увеличится, что приведет к еще большему нагреву.

Подключение светодиодов

Известно, что к части драйверов можно подключать более одного светодиода. Светодиоды к драйверу подключаются последовательно, т.к. ток через все элементы при таком подключении одинаков. Подключать светодиоды параллельно нельзя, т.к. падения значений напряжения на светодиодах могут несколько различаться, и в результате один из светодиодов будет перегружен, а второй работать в режиме ниже номинального.

Подключать большее количество светодиодов, чем указано в спецификации, не рекомендуется. Это обусловлено тем, что любой источник питания (и драйвер в том числе) имеет максимально допустимую мощность. Каждый следующий подключенный светодиод будет увеличивать напряжение на выходах драйвера. Учитывая, что общая мощность равна току, помноженному на напряжение, рано или поздно она будет превышена.

Драйвер – это тот же блок питания, предназначенный для обеспечения подключенного к нему элемента заданным током. Строго говоря, сами названия «блок питания» и «драйвер» были разработаны скорее маркетологами, чем инженерами, и потому нет особой разницы в том, что и как называть. Главное – обращать внимание на тип источника питания и выбирать его в соответствии с вашими задачами. В большинстве светильников, находящихся в продаже, драйвер для управления питанием уже включен в комплект поставки, однако при его отсутствии вы будете знать, по каким принципам осуществлять его выбор.

Драйвер (электроника)

Драйвер (англ.  driver  — управляющее устройство, водитель) — электронное устройство, предназначенное для преобразования электрических сигналов, целью которого является управление чем-либо. Драйвером обычно называется отдельное устройство или отдельный модуль, микросхема в устройстве, обеспечивающие преобразование электрических управляющих сигналов в электрические или другие воздействия, пригодные для непосредственного управления исполнительными или сигнальными элементами.

Под определение драйвера подпадают многочисленные устройства:

  • Шинные формирователи, предназначенные для передачи сигналов с одного уровня цифрового устройства на другой с преобразованием уровня, усилением нагрузочной способности и другими особенностями. Такие устройства обеспечивают передачу данных между различными логическими блоками по общим линиям связи внутри вычислительных машин.
  • Формирователи сигналов интерфейсов цифровых электронных устройств, предназначенные для преобразования, приема и передачи цифровых сигналов и согласования электрических парметров с особенностями линии связи. Наиболее известными представителями таких драйверов считаются формирователи интерфейсов RS-232 (COM — порт), RS-485, RS-422, CAN, LIN, Ethernet, USB, IEEE 1394 и т. д.
  • Устройства управления различными типами исполнительных устройств, такими как электромагниты, электродвигатели (в том числе шаговые), сигнальные лампы, дозаторы (в том числе печатающие головки принтеров), сервоприводы, звуковые сигналы и т. д. [1]
  • Модули питания и управления устройствами, требующими соблюдения определенных рабочих параметров в процессе включения, выключения и работы. Ярким примером можно считать драйверы светодиодов, поскольку к питанию светодиодных устройств предъявляются повышенные требования [2] .

Содержание

Драйверы светодиодов

Светодиоды в отличие от других излучающих свет приборов (ламп, светильников), не могут быть включены в бытовую сеть. Более того, светодиоды не могут питаться фиксированным напряжением, которое указано в паспорте. Устройство питания светодиода должно иметь элементы, ограничивающие ток через светодиод в соответствии с его характеристиками. Светодиод, как и любой полупроводниковый диод, имеет нелинейную вольт-амперную характеристику, которая меняется под воздействием температуры и, хоть и незначительно, но отличается у разных излучателей, даже выпущенных в одной партии. Поэтому ограничивающие ток элементы должны учитывать как разброс параметров светодиодов, температурный и временной уход, так и изменения питающего напряжения.

Наиболее простым решением для ограничения тока может считаться резистор, включенный последовательно с светодиодом, однако, такой вариант не слишком экономичен. Немалая часть подводимой мощности будет выделяться на этом резисторе в виде тепла. Чем меньше сопротивление резистора, тем меньше он будет греться, но и тем больше будет меняться ток при изменении параметров.

Другой способ питания — стабилизация тока через светодиод с помощью электронной схемы. Для таких целей выпускаются специальные микросхемы, содержащие один или несколько стабилизирующх ток выходов. При использовании такого решения, напряжение питания может быть подобрано таким, что выделяемая на драйвере активная мощность была минимальной. Драйверы с стабилизацией тока и с управлением от микроконтроллера используются в электронных светодиодных табло, где требуется управлять включением, выключением и яркостью не только каждого пиксела, но и его цветом [3] .

Читайте так же:
Почему мигает индикатор выключателя света

В некоторых применениях, например батарейном питании, напряжения источника не хватает для включения светодиода. В таких устройствах используются повышающие преобразователи, специально разработанные для эффективного использованя светодиодных излучателей [4] .

Для питания мощных белых светодиодов в осветительных устройствах применяются специальные блоки — электронные драйверы светодиодов, представляющие собой эффективные импульсные преобразователи питания, которые стабилизируют не напряжение на своём выходе, а ток [5] [6] . Такие драйверы позволяют включить один или несколько светодиодов, соединенных в одну последовательную цепочку. Несколько параллельных цепочек таким драйвером питаться не могут, поскольку ток в отдельных цепочках может сильно отличаться [2] .

Драйверы исполнительных устройств

В современной автоматике, да и в бытовой технике, зачастую двигатель или электромагнит включается не выключателем, а контроллером. Скоростью вращения, направлением позволяют управлять логические устройства с формирователями на выходе — силовыми драйверами [7] . Входы такого драйвера совместимы с логическим устройством, а на выходе формируется необходимое напряжение нужной полярности и, в случае шагового двигателя, необходимая последовательность.

См. также

Примечания

  1. Петропавловский Ю. Современные микросхемы управления двигателями постоянного тока фирм ROHM и Toshiba. Современная электроника № 2 2010 г.
  2. 12Бирюков Е. Элементная база и способы её применения для решения задач управления питанием светодиодов. Компоненты и технологии № 11 2006 г.
  3. Селиванов М. Светодиодные драйверы производства фирмы SiTI. Компоненты и технологии № 2 2008 г.
  4. Никитин А.Применение импульсных повышающих преобразователей фирмы National Semiconductor для управления светодиодами. Компоненты и технологии № 8 2007 г.
  5. Евстифеев А.Практический опыт применения микросхемы Supertex HV9910. Компоненты и технологии № 12 2009 г.
  6. Ричардсон К. Драйверы светодиодных ламп уличного освещения производства National Semiconductor. Компоненты и технологии № 4 2011 г.
  7. Драйвер двигателей L293D
  • Светотехника
  • Электроника

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое «Драйвер (электроника)» в других словарях:

Электроника 85 — У этого термина существуют и другие значения, см. Электроника МК 85. Электроника 85 Тип Персональный компьютер … Википедия

Электроника МС 1502 — У этой статьи нет иллюстраций. Вы можете помочь проекту, добавив их (с соблюдением правил использования изображений). Для поиска иллюстраций можно: попробовать воспользоваться инструментом FIST: нажми … Википедия

RS-485 — Стандарт EIA RS 485 Физическая среда Витая пара Сетевая топология Точка точка, Multi dropped, Multi point Максимальное количество устройств 32 256 устройств (32 нагруженных) Максимальное расстояние 1200 метров Режим передачи Дифференциальный … Википедия

EIA-422 — ANSI/TIA/EIA 422 B (бывш. RS 422)  американский стандарт, его международный эквивалент ITU T Recommendation V.11 (он же X.27). Этот технический стандарт обеспечивает сбалансированную или дифференциальную однонаправленную нереверсируемую… … Википедия

LIN — (англ. Local Interconnect Network  локальная сеть)  стандарт промышленной сети, разработанный консорциумом европейских автопроизводителей и других известных компаний, включая Audi AG, BMW AG, Daimler Chrysler AG, Motorola Inc.,… … Википедия

Передача данных — Сеть передачи данных Передача данных (обмен данными, цифровая передача, цифровая связь)  физический перенос … Википедия

MAX232 — Микросхема MAX232 MAX232  интегральная схема, преобразующая сигналы последовательного порта RS 232 в сигналы, пригодные для использования в цифровых схемах на базе ТТЛ или КМОП технологий. MAX232 … Википедия

Диалоговый вычислительный комплекс — Классический вариант ДВК 2 Поздний вариант ДВК 2М (МС0505) … Википедия

БК — Тип Бытовой компьютер Выпущен … Википедия

БК (семейство компьютеров) — У этого термина существуют и другие значения, см. БК (семейство компьютеров) (значения). БК (семейство компьютеров) Тип … Википедия

LED-лампочки: линейный драйвер и пульсация

Из-за подорожания электронных компонентов и увеличения стоимости морских перевозок всё больше недорогих светодиодных ламп на нашем рынке оснащаются дешёвыми линейными драйверами.

При пониженном сетевом напряжении лампочки с линейными драйверами не только светят тусклее, у них появляется пульсация света, вредная для здоровья.

Я провёл небольшой эксперимент, взяв для него четыре лампы с линейными драйверами (Osram, Voltega, Эра, Ergolux) и одну с полноценным импульсным «IC-драйвером» (GP).

С помощью стабилизатора Штиль ИнСтаб 500 и ЛАТРа Suntek TDGC2-0.5 на лампы подавалось напряжение 230, 220, 210, 207, 200, 190 и 180 вольт. Прибор Lamptest-1 измерял снижение светового потока, спектрометр Uprtek MK350D измерял коэффициент пульсации света. Некруглое значение 207 вольт было взято неспроста — по ГОСТ 29322-92 в сети должно быть напряжение 230 вольт ±10%, то есть от 207 до 253 вольт, поэтому 207 вольт — это минимальное напряжение по ГОСТу, при котором все электроприборы должны работать.

Читайте так же:
Выключатель света с регулятором диммер

В первой таблице результаты измерения процента яркости ламп при разных напряжениях. За 100% принято значение светового потока (яркости) при напряжении 230 В, являющимся номинальным для всех ламп.

Яркость лампы GP с IC-драйвером не меняется при изменении напряжения питания во всём диапазоне 180-230В. Яркость остальных ламп значительно снижается, при этом при напряжении 220 В падение яркости составляет незначительные 3-4%, при допустимом по ГОСТ напряжении 207 В яркость составляет 77-89% от номинальной (падение яркости 11-23%).
При напряжении 180 В (в сельских районах такое напряжение в сети не редкость) яркость падает на 57-99%.

А вот, что происходит с пульсацией.

При напряжении 230 В у всех ламп пульсации света практически нет (коэффициент пульсации составляет менее 0.7%).

При 220 В (ещё во множестве розеток нашей страны по-прежнему 220, а не 230 вольт) коэффициент пульсации у ламп с линейным драйвером составляет 0.2 — 7.9%. Такая пульсация совершенно не заметна визуально, но может быть видна через камеру смартфона. Уже не раз я получал письма от пользователей сайта Lamptest, которые писали, что купили лампы, у которых на сайте указана пульсация около ноля, а они видят пульсацию через камеру. Причина в том, что у них в розетках не 230, а 220 вольт или ниже.

При 207 В, допустимых по ГОСТ, коэффициент пульсации у ламп с линейным драйвером составляет 19 — 42%. Пульсация более 30% уже заметна визуально.

Самая большая пульсация у ламп с линейным драйвером зафиксирована при напряжении 190-200 вольт. У отдельных ламп она достигает 60%, при том что у этих ламп совсем не было пульсации при 230 В.

Сейчас при тестировании ламп для Lamptest я измеряю пульсацию всех ламп при напряжении 230 вольт. Возможно нужно измерять её при 220 В (тогда сразу будет видна пульсация у ламп с линейным драйвером) или добавить дополнительный параметр — пульсация при 207 В. Как вы считаете, как лучше сделать?

Я подробно рассказывал о разных типах драйверов светодиодных ламп и их отличии в статье «Очень важный параметр светодиодных ламп, о котором мало кто знает» (https://habr.com/ru/company/lamptest/blog/447686/).

На Lamptest.ru тип драйвера отображается в карточках ламп (там могут быть значения «линейный», «IC1», «IC2», «IC3». Три варианта IC-драйвера отличаются поведением при низком напряжении 1 — яркость снижается, 2 — лампа гаснет, 3 — лампа начинает мигать). В таблице можно включить параметр «Вмин», отображающий напряжение, при котором яркость снижается на 5%. Если это напряжение выше 200 В, драйвер линейный.

Сейчас тип драйвера не влияет на итоговую оценку. Возможно стоит снижать оценку лампам с линейным драйвером.

К сожалению почти все филаментные лампы оснащаются линейными драйверами (прежде всего из-за того, что полноценный IC-драйвер занимает больше места).

Если у вас хорошая стабильная сеть и в розетках никогда не бывает ниже 220 вольт ничего страшного в линейном драйвере нет — изменения яркости будут небольшими, а пульсация безвредна. Но если сеть нестабильна, да ещё и соседи пользуются сварочными аппаратами, лампы с линейным драйвером вам не подходят.

Как сделать драйвер для светодиода своими руками?

Светодиоды практичны, долговечны, эффективны и экономны. Для стабильной работы этих полупроводниковых приборов необходима подача на их выводы электротока со строго выверенными параметрами. Для этого нужен специальный светодиодный драйвер, своими руками создать который несложно.

Светодиодный драйвер

Назначение драйверов для светодиодов

Яркость светодиодной лампы зависит от 2 параметров: тока, проходящего через нее, и идентичности характеристик полупроводников, т. к. любое несоответствие выведет детали из строя. Но современное производство не в состоянии обеспечить полностью одинаковые параметры кристаллов.

Нестабильность тока в сети 220 вольт и отличие в характеристиках приводит к деградации материала и сгоранию светодиода. Чтобы избежать этого, ставят драйвер.

Он преобразует электроток:

  • задает ему амплитуду;
  • выпрямляет – делает его постоянным;
  • подает на все элементы одинаковый ток (немного меньше максимального уровня) и не допускает их пробоя.

Ключевые особенности

Главное отличие драйвера в том, что при входном напряжении, на которое он рассчитан (например, 140-240 V), он устанавливает на светодиодах заданный уровень тока. При этом потенциал на выходе устройства может быть любым.

Читайте так же:
Типы электрических кабелей проводов шнуров

Основных характеристик у него 3:

  1. Номинальный ток. Он не должен превышать паспортное значение светодиода, иначе диоды сгорят или будут гореть тускло.
  2. Напряжение на выходе. Зависит от типа подключения полупроводников и их числа. Оно равно произведению падения потенциала 1 элемента на их количество и может меняться в широких пределах.
  3. Мощность. От правильного расчета этой характеристики зависит вся работа устройства. Для этого суммируют мощности всех элементов и добавляют 20-25% (запас на перегрузку).

У светодиодной лампы из 10 элементов по 0,5 Вт этот параметр будет равен 5W. С учетом перегрузки следует выбрать драйвер на 6-7 W.

Но 2 последних параметра (мощность потребления и выходное напряжение) напрямую зависят от спектра излучения светодиода. Например, элементы ХР-Е (красные) при 1,9-2,5 V потребляют 0,75 W, а зеленые – 1,25 W при питании в 3,3-3,9 V. Получается, что драйвер в 10 W способен запитать 7 диодов одного цвета или 12 другого.

Теория питания светодиодных ламп от 220 в

Лед-лампа, лента под потолком или подсветка в современном телевизоре являются совокупностью нескольких мощных небольших светодиодов, размещенных в пространстве нужным образом.

Для замены 60 W лампочки (по яркости свечения) понадобится около дюжины недорогих полупроводниковых приборов.

Если каждый из них способен пропускать ток в 1 А при напряжении 3,3 V, то в осветительную сеть их включить нельзя – сразу сгорят. Можно воспользоваться делителем из резисторов, но на них будет рассеиваться большая мощность. Поэтому КПД светильника будет небольшим.

Для снижения напряжения и преобразования тока в постоянный применяют драйверы. Внутри этих устройств могут быть различные стабилизаторы тока, емкостно-резистивные делители и т. д.

В схему могут входить транзисторы, микросхемы, конденсаторы и т. д. Такие преобразователи меняют напряжение и обеспечивают подачу нужного количества тока каждому элементу.

Разновидности светодиодных драйверов

Есть несколько типов преобразователей для полупроводниковых источников света. Основные типы – линейный и импульсный. Каждый из них создается для своих целей и имеет свои нюансы.

Линейный

Этот тип применяют часто. Его сборка, при наличии всех деталей, может длиться 5-10 минут. Наладка ему почти не нужна – он начинает работать сразу.

В схеме присутствует линейный стабилизатор тока, который можно представить как переменный резистор, управляемый электронной схемой.

При подаче входного напряжения оно идет на регулирующий элемент и затем на схему (КТ) контроля тока. После этого оно появляется на выходе, к которому подсоединена нагрузка. Узел КТ проверяет ток и в зависимости от этого меняет сопротивление регулирующего элемента.

Недостаток подобного устройства – низкий КПД.

Схема линейного управления

Импульсный

В основе этого типа драйвера лежит другой принцип. Регулирующим элементом здесь выступают ключи с трансформатором. При подаче напряжения на обмотках начинает запасаться энергия (в магнитном поле). Ток постепенно возрастает.

Как только он достигнет нужной величины, произойдет переключение ключей. Запасенная энергия пойдет в цепь, и ток начнет уменьшаться. По достижении минимального значения вновь сработают ключи и процесс повторится.

Импульсный драйвер

Принцип работы устройства

Основная работа драйвера – создание на выходе заданного значения тока и его поддержание. Любая схема подобного типа состоит из нескольких частей:

  • сетевого фильтра, защищающего сеть от помех;
  • конденсаторно-резисторного (RC) или трансформаторного узла для снижения напряжения;
  • диодного моста для выпрямления;
  • стабилизатора тока.

Устройство с RC фильтром действует так:

  1. Конденсатор в сети переменного тока выполняет функции емкостного сопротивления. Вместе с мостом он образует делитель напряжения и уменьшает его до нужного предела. Резистор в его цепи служит для самозарядки.
  2. Сниженное напряжение поступает на стабилизатор тока, а с него – на светодиоды.

Трансформаторный узел представляет собой устройство ключевого или другого типа, управляемое генератором. Он может быть выполнен на специализированных микросхемах, высоковольтных ключевых транзисторах, простых элементах или на ШИМ контроллере.

Такой драйвер работает следующим образом:

  • при подаче питания мост выпрямляет его, и оно идет на ключи, на которых с помощью обмоток создаются противофазные напряжения;
  • одновременно с ними включается генератор, который вырабатывает импульсы и запускает драйвер;
  • ключи, включаясь попеременно, обеспечивают бесперебойную работу устройства через цепь обратной связи;
  • на выходной обмотке возникает переменное напряжение, выпрямляемое мостом или 1-2 диодами вместе с электролитическими конденсаторами;
  • далее в цепи стоит стабилизатор тока, к которому подключают светодиоды.

Принцип работы драйвера

Характеристики и отличия от блоков питания led ленты

Нельзя применить вместо преобразователя простой БП, рассчитанный на те же напряжение и ток. Хотя оба устройства (драйвер и блок led ленты) выполняют почти одну и ту же функцию – существенные различия есть.

Читайте так же:
Светодиоды для переменного тока 12в

Простой БП преобразует напряжение и выдает постоянный ток. Элементы ленты, подключаемые к нему, состоят из светодиода и резисторов. Таких узлов в ленте может быть много.

Управлять свечением полупроводника трудно, т. к. оно зависит от изменения величины тока, а он в данном узле постоянный. Для увеличения или изменения яркости в светодиодной ленте придется одновременно регулировать все резисторы, а это нереально.

Драйвер является стабилизатором тока. Светодиоды подключены к нему последовательно. Поскольку в любой стабилизатор можно вставить регулирующий элемент, то яркость полупроводников получится свободно менять. Для этого следует лишь поднять или опустить общую величину силы тока.

Блок питания для светодиодной ленты

Изготовление драйвера для светодиодов своими руками

Если в наличии пользователя есть несколько полупроводниковых кристаллов или линейка подсветки из старого телевизора, он может самостоятельно сделать источник тока для них.

Для этого следует приобрести приборы и детали или выпаять радиоэлементы из старой аппаратуры. Часто КПД устройств, сделанных своими руками, намного выше, чем у промышленных образцов.

Материалы и инструменты для работы

Для самодельного простого драйвера потребуются:

  • конденсаторы: простой 0,27 мкф на 400 V и 2 электролитических 500×16 V и 100×16 V;
  • резистор 500 кОм на 0,5 W;
  • 4 диода или готовый мост на 220 V;
  • микросхема LM317;
  • паяльник мощностью 20-40 Вт;
  • флюс и припой (желательно типа ПОС);
  • пассатижи, кусачки, плоскогубцы;.
  • многожильные изолированные проводники из меди сечением 0,35-1 мм²;
  • трубка термоусадочная;
  • мультиметр или тестер;
  • изолента;
  • плата для распайки элементов.

Макетная плата из текстолита

Схемы простого драйвера для светодиода 1 Вт и мощного

Классический преобразователь представляет собой сочетание электронного делителя напряжения и микросхемы-стабилизатора. Первый узел состоит из 2 элементов (конденсатора 0,27 мкф и резистора 500 кОм), соединенных параллельно, к которым последовательно подключен мост из диодов, выдерживающих входное напряжение.

Для сглаживания пульсаций устанавливают 2 «электролита». Первый из них 500×16 V паяют сразу после моста. Затем монтируют стабилизатор тока. За ним второй конденсатор 100×16 V.

В качестве стабилизатора часто применяют микросхему L7812, но это не совсем правильное решение. Она является линейным устройством, регулирующим напряжение, и при изменении тока может сгореть.

Схемы простого драйвера

Схема подключения

Лучше воспользоваться микросхемами LM317, LM338 или LM350, у которых есть защита от КЗ и перегрева. Питать их можно любым напряжением 5-35 V. К драйверу можно подсоединить 5-10 светодиодов.

Схема подключения проста:

  • плюс делителя идет на вход микросхемы (1 вывод);
  • общий провод через анод светодиода идет на минус радиодетали (среднюю ножку);
  • туда же через резистор, ограничивающий ток, подключен выход LM317 (3 контакт).

Установив вместо последнего элемента регулируемое сопротивление, можно изменять силу тока, т. е. яркость светодиодов в некоторых пределах.

Если нужно соорудить мощный прожектор, то драйвер придется модифицировать:

  • необходимо поднять питающее напряжение до 24 V;
  • установить стабилизатор с наибольшим током, а из предложенных микросхем только LM338 может выдавать 5А.

Ввиду большой силы тока следует установить ее на радиатор.

Схема подключения

Как собрать и настроить драйвер?

В простом преобразователе для светодиодов мало элементов. Драйвер можно собрать на специальной плате, куске фанеры или провести навесной монтаж.

Устройство не требует наладки, если взять все указанные детали. Главное – правильно рассчитать резистор, ограничивающий ток.

Сборка

Нюансы драйвера без стабилизатора тока

Многие пользователи совсем не ставят микросхему или другой подобный узел. Но отсутствие трансформатора приводит к пульсации напряжения и тока.

Яркость светодиодов при этом тоже меняется. Частично проблему решает конденсатор, установленный после моста. Если стабилизатор не установлен, то минимальная величина пульсации составит 2-5 V.

Вариант c микросхемой позволит избавиться от проблемы. Поэтому драйвер, смонтированный своими руками, по степени пульсации не уступит зарубежным аналогам.

Драйвер без стабилизатора тока

Правила расчета технических параметров

Работоспособность любого устройства зависит от правильно подобранных компонентов. Поэтому необходимо знать, как рассчитывать каждый элемент драйвера.

Емкость гасящего конденсатора определяют по формуле:

С(мкФ) = 3200*I нагрузки/√(Uвход²-Uвыход²)

Например, для светодиодов с током 300 mA :

С(мкФ) = 3200* 300 /√(220²-24²) = 4,367 мкф.

Величина ограничивающего сопротивления прямо пропорциональна количеству потребляемого тока:

  • 500 mA – 2,5 Ом;
  • 250 mA – 5 Ом;
  • 125 mA – 10 Ом.

Зная эти величины, можно рассчитать резистор для любого количества светодиодов.

Срок службы устройства

Длительность работы драйвера зависит от разных параметров. Это напряжение и ток нагрузки, качество использованных деталей, правильный расчет и многое другое. Общий срок службы устройства может составить от 1 года до нескольких десятков лет.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector