Широкото използване на светодиодите доведе до масово производство на захранващи устройства за тях. Такива блокове се наричат драйвери. Основната им характеристика е, че те могат да поддържат определен ток на изхода. С други думи, драйверът за светодиодите (LED) е източник на ток за тяхното захранване.
среща
Тъй като светодиодът е полупроводников елемент, основната характеристика, която определя яркостта на тяхната луминесценция, не е напрежението, а токът. За да се гарантира, че са изработили обявения брой часове, се изисква водачът - той ще стабилизира тока, преминаващ през веригата от светодиоди. Възможно е да се използват светодиоди с ниска мощност без драйвер, като в този случай ролята му се изпълнява от резистор.
прилагане
Водачите се използват както при излъчване на светодиод от мрежа 220V, така и от източници с постоянно напрежение 9-36 V. Първите се използват при осветление на помещенията с LED лампи и ленти, като последните се срещат по-често в автомобили, фарове на велосипеди, преносими фенери и др.
Принцип на работа
Както вече бе споменато, водачът е източник на ток. Неговите разлики от източника на напрежение са илюстрирани по-долу.
Източникът на напрежение създава известно напрежение на своя изход, в идеалния случай не зависи от товара.
Например, ако свържете напрежение от 12V към източник с 40 ома резистор, през него ще тече ток от 300 mA.
Ако се свържете паралелно с два резистора, общият ток ще бъде вече 600 mA при същото напрежение.
Водачът е един и същПоддържа текущия изход на изхода. Напрежението може да варира с това.
Също така ще свържем резистора 40 ома към водача от 300 mA.
Водачът ще създаде спад на напрежението от 12 V. върху резистора
.Ако свържете два резистора паралелно, токът все още ще бъде 300 mA, а напрежението ще падне до 6 V:
По този начин идеалният водач може да осигури номинален токов товар независимо от спада на напрежението. Това означава, че светодиод с падане на напрежение 2 V и ток от 300 mA ще изгорят толкова ярко, колкото LED с напрежение 3 V и ток 300 mA.
Основни характеристики
Когато избирате, трябва да вземете под внимание три основни параметъра: изходно напрежение, ток и консумация на мощност.
Напрежението на изхода на водача зависи от няколко фактора:
- спад на напрежението на светодиода;
- брой светодиоди;
- начин на свързване.
Изходният ток на водача се определя от характеристиките на светодиодите и зависи от следните параметри:
- светодиоди за захранване;
- яркост.
Мощността на светодиодите влияе на тяхната консумация на ток, която може да варира в зависимост от желаната яркост. Водачът трябва да им осигури този ток.
Товароподемността зависи от:
- мощност на всеки светодиод; 38) техния брой;
- цвята.
Като цяло, консумацията на енергия може да се изчисли като
където Pled е силата на светодиода,
N - брой свързани светодиоди.
Максималната мощност на водача не трябва да бъде по-малка.
Следва да се има предвид, че за стабилна работа на водача и за предотвратяване на неговата неизправност следва да се предвиди резерв от поне 20-30%. Това означава, че трябва да бъде изпълнено следното съотношение:
където Pmax е максималната мощност на водача.
В допълнение към мощността и броя на светодиодите, мощността на товара зависи от техния цвят. Светодиодите с различни цветове имат различно напрежение при същия ток. Например, червеният LED CREE XP-E има спад на напрежението от 1.9-2.4 V при ток от 350 mA. Средната мощност, която използват по този начин, е около 750 mW.
В XP-E, зеленият цвят пада с 3,3-3,9 V при същия ток, а средната му мощност ще бъде около 1,25 вата. Това означава, че водачът, проектиран за 10 вата, може да бъде изяден или с 12-13 червени светодиода, или с 7-8 зелени.
Как да изберете драйвер за светодиоди. Начини за свързване на светодиода
Да предположим, че има 6 светодиода с напрежение от 2 V и ток от 300 mA. Можете да ги свържете по различни начини и във всеки случай имате нужда от драйвер с определени параметри:
- Последователно. С този метод на свързване се изисква водач с напрежение 12 V и ток от 300 mA. Предимството на този метод е, че през цялата верига има същия ток, а светодиодите изгарят със същата яркост. Недостатъкът е, че за свързването на голям брой светодиоди се нуждаете от драйвер с много високо напрежение.
- Успоредно с това. Вече ще има достатъчно шофьори на 6V, но сегашното потребление ще е около2 пъти повече, отколкото при серийна връзка. Недостатък: Токът на тока във всяка верига варира леко поради разпространението на LED параметрите, така че една верига ще блести малко по-ярко от другата.
- Последователно за двама. Тук имате нужда от същия драйвер, както във втория случай. Яркостта на светенето ще бъде още по-равномерна, но има един значителен недостатък: при включване на захранването във всяка двойка светодиоди поради разпространението на характеристиките може да се отвори пред другата, а през нея ще отиде ток, 2 пъти по-висока от номиналната. Повечето светодиоди са предназначени за такива краткосрочни изхвърляния на ток, но въпреки това този метод е най-малко привлекателен.
Неприемливо е да се комбинират успоредно 3 или повече светодиода по този начин, тъй като това може да доведе до протичане на твърде много ток през тях, което да доведе до загуба на мощност.
Имайте предвид, че във всички случаи мощността на водача е 3,6 W и не зависи от начина на свързване на товара.
Поради това е препоръчително да се избере водач за светодиодите на етапа на закупуване на последния, след като предварително е определена схемата на свързване. Ако първо купите светодиодите сами, а след това вземете драйвер за тях, това може да бъде трудна задача, защото вероятността, че ще намерите точно източника на захранване, който може да осигури работата на броя на светодиодите, включени в конкретната схема, е малък.
видове
Като цяло драйвери за светодиоди могат да бъдат разделени в две категории: линейни и. \ Tпулс.
В линеен изход се използва токовия генератор. Осигурява стабилизиране на изходния ток с нестабилно входно напрежение; и настройката е гладка, без да се създават високочестотни електромагнитни смущения. Те са прости и евтини, но ниската ефективност (по-малко от 80%) ограничава обхвата на използването им с нискомощни светодиоди и ленти.
Импулсите са устройства, които създават серия от високочестотни импулси на ток на изхода.
Обикновено те работят на принципа на широчинно-импулсна модулация (PWM), т.е. средният изходен ток се определя от съотношението на ширината на импулса към периода на тяхното проследяване (тази стойност се нарича коефициент на запълване).
Горната диаграма показва принципа на работа на PWM драйвера: честотата на импулсите остава постоянна, но коефициентът на запълване варира от 10% до 80%. Това води до промяна в средния Icp ток на изхода.
Тези шофьори станаха широко разпространени благодарение на компактността и високата ефективност (около 95%). Основният недостатък е по-голям в сравнение с линейното ниво на електромагнитни смущения.
Драйвер за 220 V LED
За включване в мрежа 220 V се издават както линейни, така и импулсни. Има драйвери с галванична изолация от мрежата и без нея. Основните предимства на първите са високата ефективност, надеждността и безопасността.
Без галванична изолация обикновено е по-евтино, но по-малко надеждно и изисква предпазливост, когато има връзка, защото има вероятност от поражение.шок.
Китайски шофьори
Търсенето на водачи на светодиоди допринася за тяхното масово производство в Китай. Тези устройства са импулсни токови източници, обикновено 350-700 mA, често нямат случай.
Китайски драйвер за LED 3w
Основните им предимства са ниската цена и наличието на галванична връзка. Недостатъците са следните:
- ниска надеждност поради използването на евтини решения за вериги;
- липса на защита срещу прегряване и колебания в мрежата;
- високо ниво на радиосмущения;
- високо ниво на пулсации на изхода;
- краткотрайни.
Живот
Обикновено животът на водача е по-малък от този на оптичната част - производителите дават гаранция за 30 000 часа работа. Това се дължи на фактори като:
- нестабилност на мрежовото напрежение;
- температурни колебания;
- ниво на влажност;
- натоварване на водача.
Най-слабото звено в LED драйвера е изглаждането на кондензатори, които са склонни да изпаряват електролита, особено в условия на висока влажност и нестабилно захранващо напрежение. В резултат нивото на пулсации при изхода на водача се увеличава, което се отразява негативно на работата на светодиодите.
Също така, животът на услугата се влияе от непълното натоварване на водача. Тоест, ако е проектирано за 150 вата и работи при товар от 70 W, половината от мощността му се връща в мрежата, което води до претоварване. Това предизвиква чести катастрофи. Препоръчваме ви да прочетете за терминаПоддръжка на LED лампи.
Схема на драйвери (чипове) за светодиоди
Много производители произвеждат специализирани драйвери за чипсети. Нека разгледаме някои от тях.
ON Semiconductor UC3845 - импулсен драйвер с изходен ток до 1А. Схемата на драйвера за 10W LED на този чип е показана по-долу.
Supertex HV9910 е много често срещан импулсен чип. Изходният ток не превишава 10 mA, няма галванична изолация.
По-долу е представен прост текущ драйвер на този чип.
Texas Instruments UCC28810. Мрежовият импулсен драйвер има възможност да подреди галванично решение. Изходен ток до 750 mA.
Друг микрочип на тази фирма - драйверът за захранване на мощни светодиоди LM3404HV - е описан в това видео:
Устройството работи въз основа на принципа на резонансния преобразувател като Buck Converter, т.е. функцията за поддържане на необходимия ток е частично положена върху резонансната верига под формата на намотка L1 и диод Schottky D1 (типичната схема е показана по-долу). Възможно е също така да се настрои превключващата честота чрез избор на резистор RON.
Maxim MAX16800 - линеен чип, работи при ниско напрежение, така че може да изгради водача с 12 волта. Изходен ток до 350 mA, така че може да се използва като захранващ драйвер за мощен светодиод, фенерче и др. Има възможност за затъмняване. Типична схема и структура са представени по-долу.
заключение
Светодиодите са много по-взискателни за източник на енергия, отколкото другиизточници на светлина. Например, излишък на ток от 20% за флуоресцентна лампа няма да причини сериозно влошаване на характеристиките, а за светодиодите, продължителността на живота ще бъде намалена няколко пъти. Следователно, драйверът за светодиодите трябва да бъде внимателно подбран.
