Схема драйвера світлодіодів 220

Для того щоб світлодіодні лампи працювали максимально яскраво і ефективно, використовуються спеціальні модулі – драйвери. Зібрати самостійно схему драйвера для світлодіодів зможе кожен, якщо, звичайно, є пізнання в електротехніці. Зміст роботи приладу – перетворити змінну напругу, що протікає в мережі, в постійне (знижений). Але перш ніж приступати до збірки, потрібно визначитися з тим, які вимоги пред'являються до пристрою – проаналізуйте характеристики та види приладів.

Для чого потрібні драйвери?

Основне призначення драйверів – це стабілізація струму, який проходить через світлодіод. Причому треба врахувати, що сила струму, який проходить по кристалу напівпровідника, має бути точно такою ж, як і у світлодіода за паспортом. Завдяки цьому забезпечується сталий освітлення. Кристал у світлодіоді набагато довше прослужить. Щоб дізнатися напруга, необхідне для живлення світлодіодів, потрібно скористатися вольт-амперною характеристикою. Це графік, що показує залежність між напругою живлення і струмом. Якщо планується проводити освітлення світлодіодними лампами житлового або офісного приміщення, то драйвер повинен живитися від побутової мережі змінного струму з напругою 220 В. Якщо ж світлодіоди використовуються в автомобільній або мототехніки, потрібно використовувати драйвери, що харчуються від постійної напруги, значення 9-36 Ст. В деяких випадках (якщо світлодіодна лампа невеликої потужності і живиться від мережі 220 В) допускається прибрати схему драйвер світлодіода. Від мережі якщо запитано пристрій, досить включити в схему постійний резистор.

Параметри драйверів

Перш ніж придбати пристрій самостійно, або його виготовити, потрібно ознайомитися з тим, які у нього є основні характеристики: Номінальний струм споживання. Потужність. Вихідна напруга. Напруга на виході перетворювача безпосередньо залежить від того, який вибраний спосіб підключення джерела світла, числа світлодіодів. Струм має пряму залежність від яскравості і потужності елементів. Перетворювач повинен забезпечувати струм, при якому світлодіоди будуть працювати з однаковою яскравістю. На PT4115 схема драйвера світлодіодів реалізується досить просто – це найпоширеніший перетворювач напруги для використання з LED-елементами. Виготовити прилад на його основі можна буквально «на коліні».

Потужність драйвера

Потужність приладу – це найважливіша характеристика. Чим могутніше драйвер, тим більше число світлодіодів можна підключити до нього (звісно, доведеться проводити прості розрахунки). Обов'язкова умова – потужність драйвера повинна бути більше, ніж у всіх світлодіодів в сумі. Виражається це такою формулою: Р = Р(св) х N, де Р, Вт – потужність драйвера; Р(св), Вт – потужність одного світлодіода; N – кількість світлодіодів. Наприклад, при складанні схеми драйвера для світлодіода 10W ви можете сміливо підключати в якості навантаження LED-елементи потужністю до 10 Вт. Обов'язково потрібно мати невеликий запас по потужності – приблизно 25%. Тому, якщо планується підключення світлодіода 10 Вт, драйвер повинен забезпечувати потужність не менше 125-13 Вт.

Кольори світлодіодів

Обов'язково потрібно враховувати те, який колір випускає світлодіод. Від цього залежить те, яке падіння напруги буде у них при однаковій силі струму. Наприклад, при струмі живлення 035 А, падіння напруги у червоних LED-елементів приблизно 19-24 Ст. Потужність в середньому 075 Вт. Аналогічна модель з зеленим кольором буде вже мати падіння в інтервалі 33-39 В, а потужність 125 Вт. Тому, якщо ви застосовуєте схему драйвер світлодіода 220В з перетворенням в 12 В, до нього можна підключити максимум 9 елементів з зеленим кольором або 16 з червоним.

Типи драйверів

Всього можна виділити два типи драйверів для світлодіодів: Імпульсні. З допомогою таких пристроїв створюються у вихідний частини пристрою високочастотні імпульси. Функціонування ґрунтується на принципах ШІМ-модуляції. Середнє значення струму залежить від коефіцієнта заповнення (відношення тривалості одного імпульсу до частоті його повторення). Струм на виході змінюється за рахунок того, що коефіцієнт заповнення коливається в інтервалі 10-80%, а частота лишається сталою. Лінійні – типова схема та структура виконані у вигляді генератора струму на транзисторах з р-каналом. З їх допомогою можна забезпечити максимально плавну стабілізацію напруги струму у випадку, якщо напруга на вході хитливо. Відрізняються дешевизною, але у них мала ефективність. При роботі виділяється велика кількість тепла, тому можна використовувати тільки для малопотужних світлодіодів. Імпульсні набули більшого поширення, так як у них ККД набагато вище (може досягати 95%). Пристрої компактні, діапазон вхідної напруги досить широкий. Але є один великий недолік – високий вплив різного роду електромагнітних перешкод.

На що звернути увагу при покупці?

Купівлю драйвера обов'язково потрібно здійснювати при виборі світлодіодів. На PT4115 схема драйвера світлодіодів дозволяє забезпечити нормальне функціонування системи освітлення. Пристрої, що використовують ШІМ-модулятори, побудовані за схемами з одного мікросхемою, що застосовуються здебільшого у автомобільній техніці. Зокрема, для підключення підсвічування і ламп головного освітлення. Але якість у таких найпростіших приладів досить низька – для використання в побутових системах вони не годяться.

Диммируемый драйвер

Практично всі конструкції перетворювачів дозволяють регулювати яскравість світіння LED-елементів. З допомогою таких пристроїв можна виконувати наступні дії: Зменшувати інтенсивність освітленості днем. Приховувати або ж підкреслювати певні елементи інтер'єру. Зонувати приміщення. Завдяки цим якостям можна істотно заощадити на електроенергії, збільшити ресурс елементів.

Різновиди диммируемых драйверів

Типи диммируемых драйверів: Підключаються між БП і джерелом світла. Вони дозволяють управляти енергією, яка надходить на LED-елементи. В основі конструкції знаходяться ШІМ-модулятори з мікроконтролерних управлінням. Вся енергія йде до світлодіодів імпульсами. Від довжини імпульсів безпосередньо залежить енергія, яка надійде на світлодіоди. Такі конструкції драйверів застосовуються в основному для роботи модулів зі стабілізованим харчуванням. Наприклад, для стрічок або біжучих рядків. Другий тип пристроїв дозволяє проводити управління блоком живлення. Управління здійснюється за допомогою ШІМ-модулятора. Також змінюється величина струму, який протікає через світлодіоди. Як правило, такі конструкції застосовуються для харчування тих пристроїв, яким необхідний стабілізований струм. Потрібно обов'язково врахувати той факт, що ШІМ-регулювання погано впливає на зір. Краще всього використовувати схеми драйверів для живлення світлодіодів, яких регулюється величина струму. Але от один нюанс – в залежності від величини струму світіння буде різним. При низькому значенні елементи будуть випромінювати світло з жовтим відтінком, при збільшенні – з синюватим.

Яку вибрати мікросхему?

Якщо немає бажання шукати готове пристрій, можна зробити його самостійно. Причому зробити розрахунок під конкретні світлодіоди. Мікросхем для виготовлення драйверів досить багато. Вам буде потрібно тільки вміння читати електричні схеми і працювати з паяльником. Для найпростіших пристроїв (потужністю до 3 Вт) можна використати мікросхему PT4115. Вона дешева, і дістати дуже просто. Характеристики елемента такі: Регулювання яскравості. Напруга живлення – 6-30 Ст. Вихідний струм – 12 А. Допустима похибка при стабілізації струму – не більше 5%. Захист від відключення навантаження. Висновки для керування яскравістю. ККД – 97%. Позначення виводів мікросхеми: SW – підключення вихідного комутатора. GND – негативний висновок джерел живлення і сигналу. DIM – регулятор яскравості. CSN – датчик вхідного струму. VIN – позитивний висновок, що сполучається з джерелом живлення.

Варіанти схем драйверів

Варіанти виконання пристроїв: Якщо є джерело живлення з постійною напругою 6-30 Ст. Живлення від змінного напруги 12-18 Ст. В схему вводиться діодний міст і електролітичний конденсатор. По суті, «класична» схема мостового випрямляча з відсіканням змінної складової. Потрібно відзначити той факт, що електролітичний конденсатор не згладжує пульсації напруги, а дозволяє позбутися від змінної складової в ньому. У схемах заміщення (по теоремі Кірхгофа) електролітичний конденсатор в колі змінного струму є провідником. А ось в ланцюзі постійного струму він замінюється розривом (немає жодного елемента). Зібрати схему драйвера світлодіодів 220 своїми руками можна тільки в тому випадку, якщо використовувати додатковий блок живлення. В ньому обов'язково задіяний трансформатор, яким знижується напруга до необхідного значення 12-18 Ст. Врахуйте, що не можна підключати драйвери до світлодіодів без електролітичного конденсатора в блоці живлення. При необхідності установки індуктивності необхідно провести її розрахунок. Зазвичай величина становить 70-220 мкГн.

Процес складання

Всі елементи, які використовуються в схемі, потрібно підбирати, спираючись на даташит (технічну документацію). Зазвичай у ньому наводяться навіть практичні схеми використання пристроїв. Обов'язково використовувати в схемі випрямляча низкоимпедансные конденсатори (значення ESR має бути низьким). Застосування інших аналогів знижує ефективність регулятора. Ємність повинна бути не менше 47 мкФ (у разі використання схеми з постійним струмом) і від 100 мкФ (для роботи в ланцюзі змінного струму). Зібрати за схемою драйвер для світлодіодів своїми руками можна буквально за кілька хвилин, потрібно лише наявність елементів. Але потрібно знати і особливості проведення монтажу. Котушку індуктивності бажано розташовувати біля виведення мікросхеми SW. Виготовити її можна самостійно, для цього необхідно всього кілька елементів: Феритове кільце – можна використовувати зі старих блоків живлення комп'ютерів. Провід типу ПЕЛ-035 у лаковій ізоляції. Намагайтеся всі елементи розташовувати максимально близько до мікросхемі, це дозволить виключити появу перешкод. Ніколи не проводьте з'єднання елементів за допомогою довгих дротів. Вони не тільки створюють безліч перешкод, але і здатні приймати їх. В результаті мікросхема, нестійка до цих перешкод, буде працювати неправильно, порушиться регулювання струму.

Варіант компонування

Розмістити всі елементи можна в корпусі від старої лампи денного світла. В ній вже все є – корпус, патрон, плата (яку можна повторно використовувати). Всередині розташувати всі елементи блоку живлення і мікросхему можна без особливої праці. А з зовнішньої сторони встановити світлодіод, який плануєте живити від пристрою. Схеми драйверів для світлодіодів 220 В можна використовувати практично будь-які, головне – знизити напругу. Зробити це легко найпростішим трансформатором. Монтажну плату бажано використовувати нову. А краще взагалі обійтися без неї. Конструкція дуже проста, допустимо застосувати навісний монтаж. Обов'язково переконайтеся в тому, що на виході випрямляча напруга в допустимих межах, в іншому випадку мікросхема згорить. Після складання і підключення зробіть завмер споживаного струму. Врахуйте, що в разі зниження струму живлення збільшиться ресурс світлодіодного елемента. Ретельно вибирайте схему драйвера для живлення світлодіодів, розраховуйте кожен компонент конструкції – від цього залежить термін служби і надійність. При правильному підборі драйверів характеристики світлодіодів залишаться максимально високими, а ресурс не постраждає. Схеми драйверів для потужних світлодіодів відрізняються тим, що в них більше число елементів. Найчастіше застосовується ШІМ-модуляція, але в домашніх умовах, що називається, «на коліні», такі пристрої вже складно зібрати.