Ovladače pro LED diody: typy, charakteristiky a kritéria výběru pro zařízení

Zárukou jasu, účinnosti a životnosti LED zdrojů je správné napájení, které mohou zajistit speciální elektronická zařízení - ovladače pro LED. Převádějí střídavé napětí v síti 220 V na stejnosměrné napětí dané hodnoty. Abychom pochopili, jakou funkci převaděče provádějí a co je třeba při jejich výběru hledat, pomůže vám analýza hlavních typů a charakteristik zařízení.

Účel ovladačů LED pro LED

Hlavní funkcí ovladače LED je poskytovat stabilizovaný proud prostřednictvím zařízení LED. Hodnota proudu protékajícího polovodičovým krystalem musí odpovídat pasovým parametrům LED. Tím se zajistí stabilita luminiscence krystalu a pomůže se zabránit jeho předčasné degradaci. Navíc při daném proudu bude pokles napětí odpovídat hodnotě požadované pro p-n spojení. Odpovídající napájecí napětí LED můžete zjistit pomocí charakteristiky proudového napětí.

Při osvětlení obytných a kancelářských prostor pomocí LED žárovek a svítidel se používají ovladače napájené ze sítě 220V AC. Automobilové osvětlení (světlomety, světla pro denní svícení atd.), Světlomety na kole, přenosné žárovky využívají zdroje stejnosměrného proudu v rozsahu od 9 do 36V. Některé diody LED s nízkým výkonem lze připojit bez ovladače, ale do spínacího obvodu LED v síti 220 V musí být přidán rezistor.

Napětí budiče na výstupu je indikováno v intervalu dvou koncových hodnot, mezi kterými je zajištěn stabilní provoz. Existují adaptéry s intervalem od 3 V do několika desítek. Pro napájení obvodu 3 sériově zapojených bílých LED diod, z nichž každá má výkon 1 W, budete potřebovat ovladač s výstupními hodnotami U - 9-12 V, I - 350 mA. Pokles napětí pro každý krystal bude asi 3,3 V, celkem 9,9 V, což bude v dosahu řidiče.

Hlavní charakteristiky převodníků

Před zakoupením ovladače pro LED diody byste se měli seznámit se základními charakteristikami zařízení.Mezi ně patří výstupní napětí, jmenovitý proud a výkon. Výstupní napětí převodníku závisí na úbytku napětí na zdroji LED, stejně jako na způsobu připojení a počtu LED v obvodu. Proud závisí na výkonu a jasu emitujících diod. Řidič musí poskytnout LED diodami proud, který potřebují k udržení požadovaného jasu.

Jednou z důležitých charakteristik řidiče je výkon, který zařízení dodává jako zátěž. Volba výkonu ovladače je ovlivněna výkonem každého zařízení LED, celkovým počtem a barvou LED. Algoritmus pro výpočet výkonu spočívá v tom, že maximální výkon zařízení by neměl být nižší než spotřeba všech LED:

P = P (led) × n,

kde P (led) je výkon jediného zdroje LED a n je počet LED.

Kromě toho musí být splněn předpoklad, pod kterým by byla zajištěna výkonová rezerva 25-30%. Maximální hodnota výkonu tedy nesmí být menší než hodnota (1,3 x P).

Rovněž je třeba vzít v úvahu barevné vlastnosti LED diod. Konec konců, polovodičové krystaly různých barev mají různé množství poklesu napětí, když jimi prochází proud stejné síly. Takže pokles napětí červené LED při proudu 350 mA je 1,9-2,4 V, pak bude průměrná hodnota jejího výkonu 0,75 W. U zeleného analogu je pokles napětí v rozmezí od 3,3 do 3,9 V a při stejném proudu bude výkon již 1,25 wattu. To znamená, že k ovladači lze připojit 16 červených LED diod nebo 9 zelených pro 12V LED.

Užitečná rada! Při výběru ovladače pro LED diody odborníci doporučují nezanedbávat maximální hodnotu výkonu zařízení.

Jaké jsou ovladače pro LED podle typu zařízení

Ovladače pro LED jsou klasifikovány podle typu zařízení na lineární a impulzní. Struktura a typický obvod ovladače LED lineárního typu je generátor tranzistorového proudu s p-kanálem. Taková zařízení poskytují hladkou stabilizaci proudu za podmínek nestabilního napětí na vstupním kanálu. Jsou to jednoduchá a levná zařízení, ale mají nízkou účinnost, během provozu generují velké množství tepla a nelze je použít jako ovladače pro vysoce výkonné LED diody.

Pulzní zařízení vytvářejí na výstupním kanálu řadu vysokofrekvenčních pulzů. Jejich práce je založena na principu PWM (pulsně šířková modulace), kdy je průměrná hodnota výstupního proudu určena pracovním cyklem, tj. poměr trvání pulzu k počtu jeho opakování. Ke změně hodnoty průměrného výstupního proudu dochází v důsledku skutečnosti, že pulzní frekvence zůstává nezměněna a pracovní cyklus se pohybuje od 10 do 80%.

Díky své vysoké účinnosti převodu (až 95%) a kompaktnosti zařízení jsou široce používány pro přenosné LED struktury. Účinnost zařízení má navíc pozitivní vliv na dobu fungování autonomních napájecích zařízení. Pulzní převaděče jsou kompaktní a vyznačují se širokým rozsahem vstupního napětí. Nevýhodou těchto zařízení je vysoká úroveň elektromagnetického rušení.

Užitečná rada! Ovladač LED by měl být zakoupen ve fázi výběru zdrojů LED, dříve se rozhodl pro obvod LED od 220 voltů.

Před výběrem ovladače pro LED diody musíte znát podmínky jeho fungování a umístění zařízení LED. Budiče pulzní šířky, které jsou založeny na jediném mikroobvodu, mají miniaturní rozměry a jsou navrženy pro napájení z autonomních zdrojů nízkého napětí.Hlavními aplikacemi těchto zařízení jsou ladění automobilů a LED osvětlení. Kvůli použití zjednodušeného elektronického obvodu je však kvalita těchto převodníků o něco nižší.

Stmívatelné LED ovladače

Moderní ovladače LED jsou kompatibilní s polovodičovými stmívacími zařízeními. Použití stmívatelných ovladačů umožňuje ovládat úroveň osvětlení v místnostech: snížit intenzitu záře ve dne, zdůraznit nebo skrýt jednotlivé prvky v interiéru, zónovat prostor. To zase umožňuje nejen racionálně využívat elektřinu, ale také šetřit zdroje světelného zdroje LED.

Stmívatelné ovladače jsou dvou typů. Některé jsou připojeny mezi napájecí zdroj a zdroje LED. Tato zařízení řídí energii z napájecího zdroje do LED diod. Taková zařízení jsou založena na PWM řízení, při kterém je energie dodávána do zátěže ve formě pulzů. Doba trvání pulzů určuje množství energie od minimální po maximální hodnotu. Budiče tohoto typu se používají hlavně pro LED moduly s pevným napětím, jako jsou LED pásky, plazivé linky atd.

Stmívatelné převodníky druhého typu řídí přímo napájecí zdroj. Princip jejich činnosti spočívá jak v regulaci PWM, tak v řízení množství proudu protékajícího diodami LED. Stmívatelné ovladače tohoto typu se používají pro svítidla LED s konstantním proudem. Je třeba poznamenat, že při ovládání LED pomocí PWM jsou pozorovány účinky negativně ovlivňující vidění.

Při srovnání těchto dvou řídicích metod stojí za zmínku, že při regulaci množství proudu prostřednictvím zdrojů LED není pozorována pouze změna jasu záře, ale také změna barvy záře. Bílé LED tedy vyzařují nažloutlé světlo při nižším proudu a po zvětšení svítí modře. Když jsou LED diody řízeny PWM, jsou pozorovány negativní účinky na vidění a vysoká úroveň elektromagnetického rušení. V tomto ohledu je řízení PWM zřídka používáno na rozdíl od řízení aktuálního.

Budicí obvody pro LED

Mnoho výrobců vyrábí mikroobvody ovladače pro LED diody, které umožňují napájení z podpětí. Všechny existující ovladače jsou rozděleny na jednoduché, vyrobené na bázi 1-3 tranzistorů a složitější pomocí speciálních mikroobvodů s pulzní šířkovou modulací.

ON Semiconductor nabízí širokou škálu integrovaných obvodů jako základnu ovladačů. Vyznačují se rozumnými náklady, vynikající účinností převodu, hospodárností a nízkou úrovní elektromagnetických impulsů. Výrobce představil pulzní budič UC3845 s výstupním proudem až 1A. Na takovém mikroobvodu můžete implementovat budicí obvod pro 10W LED.

Elektronické součástky HV9910 (Supertex) jsou oblíbené integrované obvody ovladačů díky jejich jednoduchému rozlišení obvodu a nízké ceně. Má vestavěný regulátor napětí a vodiče pro ovládání stmívání, stejně jako výstup pro programování spínací frekvence. Hodnota výstupního proudu je až 0,01 A. Na tomto mikroobvodu je možné implementovat jednoduchý ovladač pro LED.

Na základě mikroobvodu UCC28810 (vyráběného společností Texas Instruments) můžete vytvořit budicí obvod pro vysoce výkonné LED diody. V takovém obvodu budiče LED lze vytvořit výstupní napětí 70-85 V pro LED moduly skládající se z 28 LED zdrojů s proudem 3 A.

Užitečná rada! Pokud plánujete koupit 10W super jasné LED diody, můžete pro jejich návrhy použít pulzní budič na čipu UCC28810.

Clare nabízí jednoduchý pulzní ovladač založený na čipu CPC 9909. Zahrnuje řadič převodníku umístěný v kompaktním balení. Díky vestavěnému stabilizátoru napětí může být převodník napájen z napětí 8-550V. Mikroobvod CPC 9909 umožňuje řidiči pracovat v širokém rozsahu teplot od -50 do 80 ° C.

Jak si vybrat ovladač pro LED diody

Na trhu existuje široká škála ovladačů LED od různých výrobců. Mnoho z nich, zejména ty vyrobené v Číně, mají nízkou cenu. Nákup takových zařízení však není vždy výnosný, protože většina z nich nesplňuje deklarované vlastnosti. Kromě toho k těmto řidičům není poskytována záruka a pokud je zjištěna závada, nelze je vrátit nebo vyměnit za kvalitní.

Existuje tedy možnost zakoupení ovladače, jehož deklarovaný výkon je 50 W. Ve skutečnosti se však ukazuje, že tato charakteristika má proměnný charakter a tato síla je pouze krátkodobá. Ve skutečnosti bude takové zařízení fungovat jako 30W LED ovladač nebo maximálně 40W. Může se také ukázat, že v náplni chybí některé součásti odpovědné za stabilní provoz řidiče. Kromě toho lze použít komponenty nízké kvality a s krátkou životností, což je v zásadě závada.

Při nákupu byste měli věnovat pozornost označení značky produktu. Kvalitní produkt určitě určí výrobce, který poskytne záruku a bude připraven odpovědět na své produkty. Je třeba poznamenat, že životnost ovladačů od důvěryhodných výrobců bude mnohem delší. Níže je uvedena přibližná doba běhu ovladačů v závislosti na výrobci:

• řidič od pochybných výrobců - ne více než 20 tisíc hodin;
• zařízení střední kvality - asi 50 tisíc hodin;
• převodník od důvěryhodného výrobce využívající kvalitní komponenty - přes 70 tisíc hodin.

Užitečná rada! Kvalita LED ovladače je na vás. Je však třeba poznamenat, že je obzvláště důležité zakoupit proprietární převodník, pokud jde o jeho použití pro LED světlomety a vysoce výkonné žárovky.

Výpočet ovladačů pro LED

Chcete-li určit napětí na výstupu ovladače LED, musíte vypočítat poměr výkonu (W) k proudu (A). Řidič má například následující charakteristiky: výkon 3 W a proud 0,3 A. Vypočítaný poměr je 10 V. Bude to tedy maximální hodnota výstupního napětí tohoto převodníku.

Související článek:

Pokud potřebujete připojit 3 zdroje LED, z nichž každý je 0,3 mA při napájecím napětí 3V. Po připojení jednoho ze zařízení k ovladači LED bude výstupní napětí 3 V a proud 0,3 A. Po shromáždění dvou zdrojů LED v sérii bude výstupní napětí 6 V a proud 0,3 A. Přidáním třetí LED do sériového řetězce získáme 9 V a 0,3 A. Při paralelním připojení bude 0,3 A rovnoměrně rozloženo mezi LED diody při 0,1 A. Připojením LED k zařízení 0,3 A s hodnotou proudu 0,7 získá pouze 0,3 A.

Toto je algoritmus pro fungování ovladačů LED. Dodávají množství proudu, pro které jsou určeny. Způsob připojení zařízení LED v tomto případě nezáleží.Existují modely ovladačů, které předpokládají libovolný počet LED připojených k nim. Ale pak existuje omezení výkonu LED zdrojů: nemělo by to překročit výkon samotného ovladače. Pro určitý počet připojených LED jsou k dispozici ovladače. Může se k nim připojit méně LED. Ale takové ovladače mají nízkou účinnost, na rozdíl od zařízení určených pro konkrétní počet zařízení LED.

Je třeba poznamenat, že ovladače určené pro stálý počet emitujících diod jsou chráněny před nouzovými situacemi. Takové převaděče nepracují správně, pokud je k nim připojeno méně LED: budou blikat nebo vůbec nesvítí. Pokud tedy připojíte napětí k ovladači bez odpovídající zátěže, bude nestabilní.

Kde koupit ovladače LED

Ovladač LED si můžete koupit ve specializovaných prodejnách rádiových komponent. Kromě toho je mnohem pohodlnější seznámit se s produkty a objednat si požadovaný produkt pomocí katalogů příslušných webů. Kromě toho si online obchody mohou zakoupit nejen převaděče, ale také LED osvětlovací zařízení a související produkty: Zásoby energie, ovládací zařízení, spojovací nástroje, elektronické součástky pro opravu a montáž ovladače pro LED vlastními rukama.

Prodejní společnosti představily obrovský sortiment ovladačů LED, jejichž technické vlastnosti a ceny jsou uvedeny v cenících. Ceny produktů jsou zpravidla orientační a jsou uvedeny při objednávce od projektového manažera. Řada zahrnuje převodníky různých výkonů a stupňů ochrany, které se používají pro venkovní a vnitřní osvětlení, jakož i pro osvětlení a ladění automobilů.

Při výběru ovladače byste měli vzít v úvahu podmínky jeho použití a spotřebu energie struktury LED. Před zakoupením LED je proto nutné zakoupit ovladač. Než si tedy koupíte ovladač pro 12voltové LED diody, musíte si uvědomit, že by měl mít rezervu chodu asi 25-30%. To je nezbytné, aby se snížilo riziko poškození nebo úplné poruchy zařízení v případě zkratu nebo poklesu napětí v síti. Cena převaděče závisí na počtu zakoupených zařízení, způsobu platby a dodací lhůtě.

Tabulka ukazuje hlavní parametry a rozměry stabilizátorů napětí 12 V pro LED s uvedením jejich přibližné ceny:

LD DC / AC 12 V modifikace	Rozměry, mm (v / š / h)	Výstupní proud, A	Výkon, W	cena, rub.
1x1W 3-4VDC 0,3A MR11	8/25/12	0,3	1x1	73
3x1W 9-12VDC 0,3A MR11	8/25/12	0,3	3x1	114
3x1W 9-12VDC 0,3A MR16	12/28/18	0,3	3x1	35
5-7x1W 15-24VDC 0,3A	12/14/14	0,3	5-7x1	80
10W 21-40V 0,3A AR111	21/30	0,3	10	338
12W 21-40V 0,3A AR11	18/30/22	0,3	12	321
3x2W 9-12VDC 0,4A MR16	12/28/18	0,4	3x2	18
3x2W 9-12VDC 0,45A	12/14/14	0,45	3x2	54

 

Výroba ovladačů pro LED vlastními rukama

Pomocí hotových mikroobvodů mohou radioamatéři samostatně sestavit ovladače pro LED různé síly. K tomu musíte být schopni číst elektrická schémata a mít dovednosti v práci s páječkou. Můžete například zvážit několik možností pro DIY ovladače LED pro LED.

Budicí obvod pro 3W LED lze implementovat na základě čínského čipu PowTech PT4115. Mikroobvod lze použít k napájení zařízení LED nad 1 W a obsahuje řídicí jednotky, které mají na výstupu dostatečně výkonný tranzistor. Ovladač založený na PT4115 je vysoce efektivní a má minimální počet páskovacích komponent.

Přehled PT4115 a technické parametry jeho komponent:

• funkce regulace jasu (stmívání);
• vstupní napětí - 6-30V;
• hodnota výstupního proudu - 1,2 A;
• aktuální odchylka stabilizace až 5%;
• ochrana proti přerušení nákladu;
• přítomnost závěrů pro stmívání;
• účinnost - až 97%.

Mikroobvod má následující závěry:

• pro výstupní spínač - SW;
• pro signální a napájecí část obvodu - GND;
• pro ovládání jasu - DIM;
• snímač vstupního proudu - CSN;
• napájecí napětí - VIN;

Diy LED obvod řidiče založený na PT4115

Budicí obvody pro napájení LED zařízení se ztrátovým výkonem 3 W lze provést ve dvou verzích. První předpokládá přítomnost zdroje energie s napětím 6 až 30V. V jiném schématu je energie poskytována ze zdroje střídavého proudu s napětím 12 až 18V. V tomto případě je do obvodu zaveden diodový můstek, na jehož výstupu je nainstalován kondenzátor. Pomáhá vyhladit kolísání napětí, jeho kapacita je 1000 μF.

U prvního a druhého obvodu je zvláště důležitý kondenzátor (CIN): tato součástka je navržena tak, aby snižovala zvlnění a kompenzovala energii akumulovanou induktorem, když je tranzistor MOP vypnutý. Při absenci kondenzátoru půjde veškerá indukční energie přes polovodičovou diodu DShB (D) na svorku napájecího napětí (VIN) a způsobí poruchu mikroobvodu vzhledem k napájení.

Užitečná rada! Je třeba vzít v úvahu, že připojení ovladače LED při absenci vstupního kondenzátoru není povoleno.

Vzhledem k počtu a množství spotřebované LED diodami se vypočítá indukčnost (L). V obvodu ovladače LED by měla být zvolena indukčnost, jejíž hodnota je 68-220 μH. Důkazem toho jsou údaje technické dokumentace. Je možné připustit mírné zvýšení hodnoty L, ale je třeba vzít v úvahu, že pak se účinnost obvodu jako celku sníží.

Jakmile je aplikováno napětí, hodnota proudu při průchodu odporem RS (funguje jako proudový senzor) a L bude nulová. CS komparátor dále analyzuje potenciální hladiny před a po rezistoru - ve výsledku se na výstupu objeví vysoká koncentrace. Proud vedoucí k zátěži se zvyšuje na určitou hodnotu řízenou RS. Proud se zvyšuje v závislosti na hodnotě indukčnosti a na hodnotě napětí.

Montáž součástí ovladače

Páskové součásti mikroobvodu RT 4115 jsou vybírány s ohledem na pokyny výrobce. U CIN by měl být použit kondenzátor s nízkou impedancí (kondenzátor s nízkým ESR), protože použití jiných analogů negativně ovlivní účinnost ovladače. Pokud je zařízení napájeno z bloku se stabilizovaným proudem, je na vstupu vyžadován jeden kondenzátor s kapacitou 4,7 μF nebo více. Doporučuje se umístit jej vedle mikroobvodu. Pokud se proud střídá, budete muset zavést tantalový kondenzátor v pevné fázi s kapacitou nejméně 100 μF.

Ve spínacím obvodu pro 3 W LED musí být nainstalován induktor 68 μH. Měl by být umístěn co nejblíže terminálu SW. Cívku si můžete vyrobit sami. To bude vyžadovat vyzvánění z vadného počítače a vinutí drátu (PEL-0,35). Dioda FR 103 může být použita jako dioda D. Jeho parametry: kapacita 15 pF, doba zotavení 150 ns, teplota od -65 do 150 ° C. Zvládne proudové impulsy až 30 A.

Minimální hodnota odporu RS v obvodu budiče LED je 0,082 ohmu, proud je 1,2 A. Pro výpočet odporu je nutné použít proud potřebný pro LED. Níže je vzorec pro výpočet:

RS = 0,1 / I,

kde I je jmenovitý proud zdroje LED.

Hodnota RS v obvodu budiče LED je 0,13 Ohm, aktuální hodnota je 780 mA. Pokud takový odpor nelze najít, lze použít několik komponent s nízkým odporem, přičemž ve výpočtu použijeme vzorec odporu pro paralelní a sériové zapojení.

DIY 10 Wattové rozložení LED ovladače

Ovladač pro vysoce výkonnou LED můžete sestavit sami pomocí elektronických desek z nefunkčních zářivek. V těchto lampách lampy nejčastěji shoří. Elektronická deska zůstává funkční, což umožňuje použití jejích komponent pro domácí zdroje napájení, ovladače a další zařízení. Pro práci budete možná potřebovat tranzistory, kondenzátory, diody, induktory (tlumivky).

Vadnou lampu je nutné opatrně demontovat pomocí šroubováku. Chcete-li vytvořit ovladač pro 10W LED, měli byste použít 20W zářivku. To je nezbytné, aby sytič vydržel zatížení s rezervou. U výkonnější lampy byste měli vybrat příslušnou desku nebo vyměnit samotnou tlumivku za analogovou s velkým jádrem. U LED zdrojů s nižším výkonem lze upravit počet závitů vinutí.

Dále je na vrcholu primárních závitů vinutí nutné provést 20 závitů drátu a pomocí páječky spojit toto vinutí s usměrňovacím diodovým můstkem. Poté byste měli přivést napětí ze sítě 220 V a změřit výstupní napětí na usměrňovači. Jeho hodnota byla 9,7V. Zdroj LED v ampérmetru spotřebovává 0,83 A. Jmenovitá hodnota této diody LED je však 900 mA, takže nižší spotřeba proudu zvýší její zdroj. Montáž diodového můstku se provádí pomocí povrchové montáže.

Nová deska a diodový můstek lze umístit do stojanu ze staré stolní lampy. Ovladač LED lze tedy sestavit nezávisle na dostupných rádiových komponentech z vadných zařízení.

Vzhledem k tomu, že LED diody jsou na napájení velmi náročné, je nutné pro ně zvolit správný ovladač. Pokud je převodník zvolen správně, můžete si být jisti, že se parametry zdrojů LED nezhorší a LED diody budou sloužit v zamýšleném období.