DIY LED-drivers. Algoritme voor het oplossen van problemen met een LED-lampdriver of Hercule Poirot in rust
De laatste tijd zijn consumenten steeds meer geïnteresseerd in LED-verlichting. De populariteit van LED-lampen is volkomen gerechtvaardigd: de nieuwe verlichtingstechnologie zendt geen ultraviolette straling uit, is zuinig en de levensduur van dergelijke lampen is meer dan 10 jaar. Bovendien is het met behulp van LED-elementen in huis- en kantoorinterieurs gemakkelijk om buiten originele lichttexturen te creëren.
Als u besluit dergelijke apparaten voor uw huis of kantoor aan te schaffen, moet u weten dat ze zeer veeleisend zijn voor de parameters van elektrische netwerken. Voor optimale verlichtingsprestaties heeft u een LED-driver nodig. Omdat de bouwmarkt overstroomt met apparaten van verschillende kwaliteit en prijs, is het een goed idee om, voordat u LED-apparaten en een voeding daarvoor aanschaft, vertrouwd te raken met het basisadvies van experts op dit gebied.
Laten we eerst eens kijken waarom zo'n apparaat als stuurprogramma nodig is.
Wat is het doel van de chauffeurs?
Een driver (voeding) is een apparaat dat de functie vervult van het stabiliseren van de stroom die door het LED-circuit vloeit en ervoor zorgt dat het apparaat dat u hebt aangeschaft gedurende het door de fabrikant gegarandeerde aantal uren werkt. Wanneer u een voeding selecteert, moet u eerst de uitgangskarakteristieken ervan grondig bestuderen, inclusief stroom, spanning, vermogen, efficiëntie, evenals de mate van bescherming en blootstelling aan externe factoren.
De helderheid van de LED hangt bijvoorbeeld af van de stroomkarakteristieken van de stroom. Het digitale spanningssymbool geeft het bereik weer waarin de driver werkt tijdens mogelijke spanningspieken. En natuurlijk, hoe hoger de efficiëntie, hoe efficiënter het apparaat zal werken en hoe langer de levensduur zal zijn.
Waar worden LED-drivers gebruikt?
Een elektronisch apparaat – een driver – wordt meestal gevoed via een elektrisch netwerk van 220 V, maar is ontworpen om te werken met zeer lage spanningen van 10, 12 en 24 V. Het bereik van de bedrijfsuitgangsspanning bedraagt in de meeste gevallen 3V tot enkele tientallen volts. U moet bijvoorbeeld zeven 3V-LED's aansluiten. In dit geval heeft u een driver nodig met een uitgangsspanning van 9 tot 24 V, die een vermogen heeft van 780 mA. Houd er rekening mee dat een dergelijke driver, ondanks zijn veelzijdigheid, een laag rendement zal hebben als je hem een minimale belasting geeft.
Als u verlichting in een auto moet installeren, een lamp in de koplamp van een fiets of motorfiets, in een of twee kleine straatlantaarns of in een handlamp moet plaatsen, dan is een voeding van 9 tot 36V voldoende voor u.
Er moet krachtiger LED-drivers worden geselecteerd als u van plan bent een LED-systeem dat uit drie of meer apparaten bestaat buitenshuis aan te sluiten, dit hebt gekozen om uw interieur te decoreren, of als u kantoortafellampen heeft die minimaal 8 uur per dag branden.
Hoe gaat de chauffeur te werk?
Zoals we al hebben gezegd, fungeert de LED-driver als stroombron. De spanningsbron produceert aan zijn uitgang een bepaalde spanning, idealiter onafhankelijk van de belasting.
Laten we bijvoorbeeld een weerstand van 40 Ohm aansluiten op een 12 V-bron. Er stroomt een stroom van 300mA doorheen.
Laten we nu twee weerstanden tegelijk inschakelen. De totale stroom zal al 600mA zijn.
De voeding handhaaft de gespecificeerde stroom aan de uitgang. In dit geval kan de spanning veranderen. Laten we ook een weerstand van 40 Ohm aansluiten op de 300 mA-driver.
De voeding zorgt voor een spanningsval van 12V over de weerstand.
Als je twee weerstanden parallel aansluit, zal de stroom ook 300 mA zijn en zal de spanning met de helft dalen.
Wat zijn de belangrijkste kenmerken LED-drivers?
Let bij het selecteren van een driver op parameters zoals uitgangsspanning en stroomverbruik door de belasting (stroom).
— De uitgangsspanning is afhankelijk van de spanningsval over de LED; aantal LED's; afhankelijk van de verbindingsmethode.
— De stroom aan de uitgang van de voeding wordt bepaald door de kenmerken van de LED's en is afhankelijk van hun vermogen en helderheid, aantal en kleurenschema.
Laten we stilstaan bij de kleureigenschappen van LED-lampen. Overigens hangt het laadvermogen hiervan af. Het gemiddelde energieverbruik van een rode LED varieert bijvoorbeeld binnen 740 mW. Voor groen zal het gemiddelde vermogen ongeveer 1,20 W zijn. Op basis van deze gegevens kunt u vooraf berekenen hoeveel aandrijfvermogen u nodig heeft.
P=Toegezegd x N
waarbij Pled het LED-vermogen is, N het aantal aangesloten diodes.
Nog een belangrijke regel. D Voor een stabiele werking van de voeding moet de gangreserve minimaal 25% zijn. Dat wil zeggen dat aan de volgende relatie moet worden voldaan:
Pmax ≥ (1,2…1,3)xP
waarbij Pmax het maximale vermogen van de voeding is.
Hoe LED's correct aansluiten?
Er zijn verschillende manieren om LED's aan te sluiten.
De eerste methode is sequentiële toediening. Hier heb je een driver nodig met een spanning van 12V en een stroomsterkte van 300mA. Bij deze methode branden de LED's in de lamp of op de strip even fel, maar als je besluit om meer LED's aan te sluiten, heb je een driver nodig met een zeer hoge spanning.
De tweede methode is een parallelle verbinding. Een 6V-voeding is voor ons geschikt en de stroom zal ongeveer twee keer zoveel worden verbruikt als bij een seriële verbinding. Er is ook een nadeel: het ene circuit kan helderder schijnen dan het andere.
Serie-parallelle aansluiting - te vinden in schijnwerpers en andere krachtige lampen die zowel op gelijkspanning als op wisselspanning werken.
De vierde methode is om de driver in serie aan te sluiten, met twee tegelijk. Het heeft de minste voorkeur.
Er is ook een hybride optie. Het combineert de voordelen van seriële en parallelle aansluiting van LED's.
Deskundigen adviseren om een driver te kiezen voordat u LED's koopt, en het is ook raadzaam om eerst hun aansluitschema te bepalen. Zo werkt de voeding efficiënter voor u.
Lineaire en pulsdrivers. Wat zijn hun werkingsprincipes?
Tegenwoordig worden lineaire en pulsdrivers geproduceerd voor LED-lampen en strips.
De lineaire uitgang is een stroomgenerator, die zorgt voor spanningsstabilisatie zonder elektromagnetische interferentie te veroorzaken. Dergelijke stuurprogramma's zijn gemakkelijk te gebruiken en niet duur, maar hun lage efficiëntie beperkt hun toepassingsgebied.
Schakelende drivers hebben daarentegen een hoog rendement (ongeveer 96%) en zijn ook compact. Een driver met dergelijke kenmerken verdient de voorkeur om te gebruiken voor draagbare verlichtingsapparaten, waardoor u de bedrijfstijd van de stroombron kunt verlengen. Maar er is ook een minpuntje: vanwege het hoge niveau van elektromagnetische interferentie is het minder aantrekkelijk.
Heeft u een 220V LED-driver nodig?
Lineaire en pulsdrivers worden geproduceerd voor opname in een 220V-netwerk. Als voedingen bovendien galvanische isolatie hebben (overdracht van energie of signaal tussen elektrische circuits zonder elektrisch contact daartussen), vertonen ze een hoge efficiëntie, betrouwbaarheid en veiligheid tijdens het gebruik.
Zonder galvanische isolatie zal de stroomvoorziening u minder kosten, maar zal deze niet zo betrouwbaar zijn en zal voorzichtigheid bij het aansluiten vereist zijn vanwege het gevaar van een elektrische schok.
Bij het selecteren van vermogensparameters raden experts aan LED-drivers te kiezen met een vermogen dat het vereiste minimum met 25% overschrijdt. Een dergelijke gangreserve voorkomt dat het elektronische apparaat en de voeding snel uitvallen.
Is het de moeite waard om Chinese chauffeurs te kopen?
Gemaakt in China – tegenwoordig kun je op de markt honderden drivers met verschillende kenmerken vinden, gemaakt in China. Wat zijn ze? Dit zijn voornamelijk apparaten met een gepulseerde stroombron van 350-700mA. Door de lage prijs en de aanwezigheid van galvanische isolatie zijn dergelijke stuurprogramma's in trek bij kopers. Maar er kleven ook nadelen aan een apparaat van Chinese makelij. Ze hebben vaak geen behuizing, het gebruik van goedkope elementen vermindert de betrouwbaarheid van de driver en er is ook geen bescherming tegen oververhitting en schommelingen in de stroomvoorziening.
Chinese chauffeurs zijn, net als veel andere producten die in het Middenrijk worden geproduceerd, van korte duur. Als u daarom een hoogwaardig verlichtingssysteem wilt installeren waar u jarenlang plezier van zult hebben, kunt u het beste een LED-converter van een vertrouwde fabrikant kopen.
Wat is de levensduur van een LED-driver?
Bestuurders hebben, net als elke elektronica, hun eigen levensduur. De gegarandeerde levensduur van de LED-driver bedraagt 30.000 uur. Maar vergeet niet dat de bedrijfstijd van het apparaat ook afhangt van de instabiliteit van de netspanning, het niveau van vochtigheid en temperatuurveranderingen en de invloed van externe factoren daarop.
Een onvolledige driverbelasting verkort ook de levensduur van het apparaat. Als een LED-driver bijvoorbeeld is ontworpen voor 200 W, maar werkt op een belasting van 90 W, wordt de helft van het vermogen teruggevoerd naar het elektriciteitsnet, waardoor deze overbelast raakt. Dit veroorzaakt frequente stroomstoringen en het apparaat kan doorbranden nadat het slechts een jaar in gebruik is geweest.
Volg onze tips en dan hoef je niet vaak van LED-toestel te wisselen.
Ik heb verschillende recensies over LED's gepubliceerd, het is tijd om te schrijven wat je ze kunt voeden.
Er zijn drie onderdelen betrokken bij de recensie (links en prijzen zijn aanwezig), maar ze zijn allemaal nodig voor één doel, namelijk het maken van een driver voor een LED.
Mijn excuses voor de titelfoto, deze probeert koppig op zijn eigen manier te schalen, ik kon hem niet repareren, een correctere foto staat op de pagina van de verkoper.
Iedereen weet dat LED's stroom krijgen, bij voorkeur gestabiliseerd, zodat de helderheid niet verandert als de spanning verandert. Een driver, in wezen een stroomstabilisator, dient dit doel.
Je kunt de stroom beperken met eenvoudige microschakelingen zoals LM317 en stroomstabilisatoren die speciaal hiervoor zijn ontworpen (er is een recensie van zo'n onderdeel op Muska), maar ze geven meestal behoorlijk veel warmte af, omdat ze een laag rendement hebben. Maar het voordeel van LED's is juist hun hoge rendement.
Interessanter zijn pulsstroomstabilisatoren; deze zijn ingewikkelder, maar hebben een veel hoger rendement, vooral als de voedingsspanning heel anders is dan de spanning op de LED.
Ja, velen zullen zeggen dat het gemakkelijker is om zo'n chauffeur in China te kopen en er geen moeite mee te doen, daar ben ik het mee eens.
Maar het is altijd leuker om iets met je eigen handen te doen. Dat heb ik eigenlijk besloten toen ik componenten voor de driver bestelde.
Misschien ben ik het wiel opnieuw aan het uitvinden. Maar de recensie bevat componenten die nuttig zijn voor veel andere taken, en misschien zullen velen nuttige informatie vinden over wat ze verkopen en wat we daadwerkelijk krijgen.
Ik zal beginnen met de microschakeling zelf. Dit is de PT4115, die vrij bekend is bij LED-liefhebbers. beschrijving -
De chip heeft een pin voor helderheidsregeling. De ingang kan, voor zover ik het begrijp, worden geregeld door PWM of door de spanning te veranderen. De ingang heeft een vrij hoge impedantie, want toen deze pin werd aangeraakt, begon de LED te flikkeren met een frequentie van 100 Hz.
De kosten van een lot van 10 stuks bedragen $ 2.
Nadat ik de microschakeling had besteld, schreef de verkoper dat het pakket zonder track zou zijn en vroeg of dit mij zou passen. Ik besloot dat 2 dollar niet het geld was om me al te veel zorgen over te maken en gaf groen licht.
Na een tijdje vond ik een envelop in de brievenbus.
Er zat een tas in met de microcircuits die ik nodig had.
Ik controleerde één microschakeling, verbond deze met een scharnierende montage, schreef aan de verkoper dat alles in orde was, bevestigde de ontvangst en begon te wachten op de rest van de onderdelen.
Daarna kwamen de smoorspoelen.
De kosten van een lot van 20 stuks bedragen $ 7,36.
Ze zijn al bij mij thuis afgeleverd (evenals de volgende bestelling).
Ze waren verpakt in een kartonnen doos, hoewel een dergelijke maatregel mij onnodig lijkt.
Trouwens, in ons land zijn dergelijke smoorspoelen veel duurder, en ik heb ze niet alleen hiervoor gekocht.
De eigenlijke smoorspoelen, inductantie 68 µH, stroom 1,6 of 1,8 ampère (niet gespecificeerd door de verkoper, dus bij benadering), afmetingen 12x12x7mm.
De inductantiemeting liet een afwijking binnen de fout zien.
Net als in het eerste geval bevestigde ik de bestelling en liet ik een goede recensie achter.
Welnu, aan het einde kwamen Schottky-diodes. Omdat dit een noodzakelijk artikel is voor huishoudelijk gebruik, heb ik er honderd besteld.
Ik wilde meer, maar nam het risico niet.
De prijs van een lot van 100 stuks is $ 5,26. Hier zijn ze ook duurder.
De diodes zijn gemarkeerd als SS34, feitelijk zijn ze kleiner, qua afmetingen en eigenschappen komen ze volledig overeen met SS24-diodes.
Ik heb de spanningsval over de diode gemeten bij een stroomsterkte van 1 Ampere en ik was er tevreden mee.
Dit is waar een aantal aankopen op AliExpress eindigden.
In principe had de recensie hier kunnen eindigen, maar het zou verkeerd zijn om onderdelen te kopen en ze niet uit te proberen. Daarom werd uiteraard besloten de zaak tot een logische conclusie te brengen.
Toen ik op onze markt was, kocht ik tegelijkertijd 1206 smd-weerstanden met een weerstand van 1 ohm voor een stroomsensor.
In eerste instantie dacht ik er meteen over om weerstanden met lage weerstand te kopen, zoals in het gegevensblad voor de microschakeling, maar ze zijn veel duurder en als je ze voor verschillende stromen wilt configureren, moet je verschillende waarden kopen, over het algemeen is het lastig, en ik gebruik toch soms weerstanden van 1 Ohm.
uiteindelijk bleek dat 1 zo'n weerstand ongeveer overeenkomt met een stroomsterkte van 0,1 Ampère, twee parallel 0,2 Ampere, enz. SMD-weerstanden en condensatoren zijn handig aan elkaar gesoldeerd, zodat u eenvoudig de gewenste stroomsterkte kunt selecteren.
Ik had condensatoren voor het ingangsvermogenfilter en afsnijdsels van de printplaat, maar verder is er niets nodig.
Over het algemeen begon ik mijn fietsbestuurder opnieuw uit te vinden. Ik gooide snel een sjaal om in Sprint, het diagram kwam uit de datasheet, dus ik hoefde niets te verzinnen.
Ik heb een stuk printplaat gepakt om in één keer 5 borden te maken (ik ben van plan 5 halogeenlampen om te zetten in LED's).
Enkele foto's van het proces en een diagram
Overgebracht naar textoliet.
Ik heb het geëtst, gaten geboord, in losse sjaals gesneden, de paden vertind en ontdaan van vloeimiddelresten.
Alle benodigde componenten gemonteerd
Het resultaat was een bord als dit, het is groter van formaat dan die verkocht door de Chinezen, maar het heeft een krachtigere smoorspoel en twee parallelle diodes, dienovereenkomstig lagere verliezen en grotere betrouwbaarheid, en de afmetingen waren voor mij volkomen onkritisch.
Hierna wilde ik het natuurlijk eens bekijken (waar zou ik zonder moeten).
Ik heb het gecontroleerd met deze LED's -
Gaandeweg bleek dat de microschakeling de stroom normaal stabiliseert, maar toch, met een anderhalfvoudige toename van de ingangsspanning, verandert de uitgangsstroom, althans enigszins.
Maar ik ben een beetje schuldig dat er mogelijk een grote fout is vanwege de pulserende stroom (de uitgangsstroom werd in serie met de LED gemeten).
Het was uiteraard mogelijk om de stroom te meten met behulp van een weerstand en een oscilloscoop, maar ik vond dit niet nodig, omdat de overgang van lineaire modus naar stroombegrenzing, en de daaropvolgende overgang naar stabilisatiemodus in de modus met PWM-stabilisatie, duidelijk was zichtbaar.
De shuntwaarde was 1/6 = 0,166 Ohm.
Met dergelijke parameters aan de ingang bedroeg de uitgangsstroom 0,7 Ampère.
Bij zo'n uitgangsstroom bedroeg deze 0,65 Ampère
Vóór de drempelspanning voor het overschakelen naar de PWM-stabilisatiemodus ontving ik de maximale stroom -
Met een geleidelijke toename van de voedingsspanning nam de ingangsstroom eerst geleidelijk toe, na het overschakelen naar de stabilisatiemodus en verder toenam begon deze geleidelijk te dalen, wat de werking van PWM-stabilisatie aangeeft.
Overigens is bij een zeer vloeiende verhoging van de voedingsspanning een overgang merkbaar; de helderheid van de LED neemt eerst geleidelijk toe, na de overgang neemt deze abrupt af met 10 procent, waarna (bij een verdere verhoging van de ingangsspanning) het verandert niet meer.
Blijkbaar is dit hoe de microschakeling de opname van PWM-stabilisatie verwerkt.
Verwarming met een stroomsterkte van 600 mA is praktisch niet voelbaar, er is niets te meten zonder contact, en contactmeting zal een grote fout introduceren.
Ik heb geprobeerd het vermogen 1 Ampere te geven, de verwarming nam zeker toe, maar niet veel. en alleen de microschakeling werd verwarmd. Over het algemeen was ik tevreden.
Vraag waarom je niet iets kant-en-klaar op Ali hebt gekocht?
-De details zullen nuttig zijn bij andere ambachten.
-Ik wilde mijn handen een beetje strekken.
-De kosten voor alle componenten bleken ongeveer $ 1 per bord te bedragen.
-Ik besloot niet het voltooide apparaat te testen, maar de onderdelen, omdat ze niet alleen in stuurprogramma's worden gebruikt.
-Als gevolg hiervan ontving ik een apparaat dat betrouwbaarder is dan wat in Chinese winkels wordt aangeboden.
Ik hoop echt dat deze recensie nuttig zal zijn.
Ik ben van plan +124 te kopen Toevoegen aan favorieten Ik vond de recensie leuk +129 +282LED's blijven nieuwe grenzen verleggen in de wereld van kunstverlichting en bevestigen hun superioriteit met een aantal voordelen. Een groot deel van de eer voor de succesvolle ontwikkeling van LED-technologie gaat naar voedingen. Door samen te werken, openen de driver en de LED nieuwe horizonten, waardoor de consument een stabiele helderheid en de aangegeven levensduur wordt gegarandeerd.
Wat is een LED-driver en welke functionele belasting wordt eraan toegewezen? Waar moet je op letten bij het kiezen en is er een alternatief? Laten we proberen het uit te zoeken.
Wat is een LED-driver en waar dient deze voor?
Wetenschappelijk gezien is een LED-driver een elektronisch apparaat waarvan de belangrijkste uitgangsparameter een gestabiliseerde stroom is. Het is stroom, geen spanning. Een apparaat met spanningsstabilisatie wordt meestal een “voeding” genoemd met een indicatie van de nominale uitgangsspanning. Het wordt gebruikt voor het voeden van LED-strips, modules en LED-lijnen. Maar dit gaat niet over hem.
De belangrijkste elektrische parameter van een LED-driver is de uitgangsstroom, die deze lange tijd kan leveren wanneer een geschikte belasting is aangesloten. De belasting wordt gespeeld door individuele LED's of daarop gebaseerde assemblages. Voor een stabiele gloed is het noodzakelijk dat de in de paspoortgegevens gespecificeerde stroom door het LED-kristal stroomt. Op zijn beurt zal de spanning erover precies zoveel dalen als de pn-overgang nodig heeft bij een gegeven stroomwaarde. De exacte waarden van de vloeistroom en de voorwaartse spanningsval kunnen worden bepaald aan de hand van de stroom-spanningskarakteristiek (CV) van het halfgeleiderapparaat. De bestuurder krijgt in de regel stroom van een constant 12 V-netwerk of een wisselnetwerk van 220 V. De uitgangsspanning wordt aangegeven in de vorm van twee extreme waarden, waartussen een stabiele werking is gegarandeerd. Typisch kan het werkbereik variëren van drie volt tot enkele tientallen volt. Een driver met U out = 9-12 V, I out = 350 mA is bijvoorbeeld in de regel ontworpen voor de sequentiële aansluiting van drie witte LED's met een vermogen van 1 W. Elk element daalt ongeveer 3,3 V, voor een totaal van 9,9 V, wat betekent dat het binnen het opgegeven bereik valt.
Er kunnen drie tot zes LED's van elk 3 W worden aangesloten op een stabilisator met een uitgangsspanningsbereik van 9-21 V en een stroomsterkte van 780 mA. Een dergelijke driver wordt als universeler beschouwd, maar heeft een lager rendement wanneer hij wordt ingeschakeld met minimale belasting.
Een belangrijke parameter van een LED-driver is het vermogen dat hij aan de belasting kan leveren. Probeer er niet het maximale uit te halen. Dit geldt vooral voor radioamateurs die serie-parallelle ketens van LED's met egalisatieweerstanden maken en vervolgens de uitgangstransistor van de stabilisator overbelasten met deze zelfgemaakte matrix.
Het elektronische deel van de driver voor de LED is van veel factoren afhankelijk:
- invoer- en uitvoerparameters;
- beschermingsklasse;
- toegepaste elementbasis;
- fabrikant.
Moderne drivers voor LED's worden vervaardigd volgens het PWM-conversieprincipe en met behulp van gespecialiseerde microschakelingen. Pulsbreedteconverters bestaan uit een pulstransformator en een stroomstabilisatiecircuit. Ze worden aangedreven door 220 V, hebben een hoog rendement en zijn beveiligd tegen kortsluiting en overbelasting.
Drivers op basis van een enkele chip zijn compacter, omdat ze zijn ontworpen om te worden gevoed vanuit een laagspanningsgelijkstroombron. Ze hebben ook een hoog rendement, maar hun betrouwbaarheid is lager vanwege het vereenvoudigde elektronische circuit. Er is veel vraag naar dergelijke apparaten voor LED-autotuning. Als voorbeeld kunnen we de PT4115 IC noemen; over een kant-en-klare circuitoplossing op basis van deze microschakeling leest u in.
Keuzecriteria
Ik wil meteen opmerken dat een weerstand geen alternatief is voor een driver voor een LED. Het biedt nooit bescherming tegen impulsruis en spanningspieken in het stroomvoorzieningsnetwerk. Elke verandering in de ingangsspanning zal door de weerstand gaan en leiden tot een abrupte verandering in de stroom als gevolg van de niet-lineariteit van de LED I-V-karakteristiek. Ook een driver samengesteld op basis van een lineaire stabilisator is niet de beste optie. Een lage efficiëntie beperkt de mogelijkheden ervan aanzienlijk.
U hoeft pas een LED-driver te selecteren nadat u precies het aantal en het vermogen van de aan te sluiten LED's kent.
Herinneren! Chips van hetzelfde standaardformaat kunnen een verschillend stroomverbruik hebben vanwege het grote aantal vervalsingen. Probeer daarom LED's alleen bij vertrouwde winkels te kopen.
Wat de technische parameters betreft, moet het volgende op de LED-driverbehuizing worden aangegeven:
- stroom;
- bedrijfsingangsspanningsbereik;
- werkbereik van de uitgangsspanning;
- nominale gestabiliseerde stroom;
- mate van bescherming tegen vocht en stof.
Zeer aantrekkelijk zijn packless-drivers aangedreven door 12 V en 220 V. Onder hen zijn er verschillende aanpassingen waarin u een of meerdere krachtige LED's kunt aansluiten. Dergelijke apparaten zijn handig voor laboratoriumonderzoek en experimenten. Voor thuisgebruik zul je het product alsnog in de case moeten plaatsen. Als gevolg hiervan worden financiële besparingen op een open-type driverboard bereikt, wat ten koste gaat van de betrouwbaarheid en esthetiek.
Naast het selecteren van een driver voor een LED op basis van elektrische parameters, moet een potentiële koper de omstandigheden van zijn toekomstige werking (locatie, temperatuur, vochtigheid) duidelijk begrijpen. De betrouwbaarheid van het hele systeem hangt immers af van waar en hoe de driver is geïnstalleerd.
Lees ook
De driver voor een LED-lamp is het belangrijkste element van het circuit en zorgt voor een goede helderheid, efficiëntie en langdurige werking van lichtbronnen. Met zijn hulp wordt de wisselstroom van een industrieel netwerk met een spanning van 220 V omgezet in gelijkstroom van de gewenste waarde (12/24/48 V). We zullen alle functies van een elektrisch element begrijpen en belangrijke criteria aangeven voor het selecteren van apparaten.
Het concept van een netwerkdriver en het doel ervan
Een driver is een elektronische component die wisselspanning ontvangt, stabiliseert en gelijkspanning afgeeft. Het is belangrijk om hier te begrijpen dat we het hebben over het ontvangen van stroom. Om de spanning om te zetten, worden conventionele voedingen gebruikt (de waarde van de uitgangsspanning staat aangegeven op de behuizing). Voedingen worden gebruikt in diodestrips.
Het belangrijkste kenmerk van de converter voor LED-verlichtingsapparaten is de uitgangsstroom. Voor de belasting worden hulp-LED-diodes of andere halfgeleiders gebruikt. Bijna altijd wordt de driver gevoed via een industrieel netwerk van 220 V en het bereik van de uitgangsspanning begint van 2 - 3 en eindigt in tientallen volt. Om drie LED's van 3 W aan te sluiten, heb je een elektronische driver nodig met een uitgangsspanning van 9 - 21 V en een stroomsterkte van 780 mA. Bij lichte belasting wordt het universele apparaat gekenmerkt door een lage prestatiecoëfficiënt (COP).
Om de koplampen van voertuigen van stroom te voorzien, wordt een bron gebruikt met een constante spanning van 10 tot 35 V. Als het vermogen laag is, is een driver niet nodig, maar is wel een geschikte weerstand vereist. Dit onderdeel is een onmisbaar onderdeel van een huishoudelijke schakelaar, maar bij het omschakelen van een LED-diode naar een 220 V AC-netwerk kunt u niet rekenen op een betrouwbare en duurzame werking.
Werkingsprincipe
De converter fungeert als stroombron. Laten we eens kijken naar de verschillen tussen het product en de voeding: de spanningsbron.
Aan de uitgang van elke spanningsomvormer hebben we een bepaalde spanning die niet gerelateerd is aan de belasting. Als je bijvoorbeeld een weerstand van 40 Ohm aansluit op een voeding van 12 V, stroomt er een stroom van 300 mA doorheen. Als u twee weerstanden parallel installeert, bedraagt de totale stroom 600 mA, hoewel de spanning identiek blijft.
Wat de driver betreft, deze geeft dezelfde stroom, ondanks dat de spanning omhoog of omlaag verandert. Neem een weerstand van 30 ohm en sluit deze aan op een driver van 225 mA. De spanning daalt naar 12 V. Als je twee parallel geschakelde weerstanden van elk 30 ohm schakelt, blijft de stroom nog steeds gelijk aan 225 mA, maar wordt de spanning gehalveerd - tot 6 V.
Vandaar de conclusie: een hoogwaardige driver garandeert de belasting een bepaalde uitgangsstroom, ongeacht de veranderende spanning. Hierdoor zal de LED-diode, bij voeding van een spanning van 5 V, even helder schijnen als een stroombron van 10 V, mits de stroom gelijk blijft.
Specificaties
De noodzaak om een driver aan te schaffen ontstaat als er een interessante lamp zonder stroomomvormer wordt gevonden. Een andere optie is om de lichtbron helemaal opnieuw op te bouwen door elk element afzonderlijk aan te schaffen.
Voordat u een stroomomvormer aanschaft, moet u rekening houden met drie hoofdkenmerken:
- uitgangsstroomsterkte;
- bedrijfsvermogen;
- uitgangsspanning.
De uitgangsspanning wordt berekend op basis van het stroomaansluitschema en het aantal LED's. De huidige waarde beïnvloedt het vermogen en het gloeiniveau. De uitgangsstroom van de driver voor LED-diodes moet voldoende zijn voor een constante en heldere gloed.
Het vermogen van het product moet hoger zijn dan de totale waarde van alle LED's. De voor de berekening gebruikte formule is P = P (led) × X, waarbij
- P (led) - diodevermogen;
- X is het aantal dioden.
Om de werking van de bestuurder op de lange termijn te garanderen, moet u zich concentreren op de gangreserve - koop omvormers met een nominaal vermogen dat 20 - 30% hoger is dan de vereiste waarde. Vergeet de kleurfactor niet, die rechtstreeks verband houdt met spanningsval. Deze laatste waarde varieert afhankelijk van verschillende kleuren.
Tenminste houdbaar tot
De levensduur van de driver is iets korter vergeleken met de optische component van de LED-lamp: ongeveer 30.000 uur. Dit heeft een aantal redenen: spanningspieken, temperatuurschommelingen, vochtigheid en belasting van de omvormer.
Een van de kwetsbare punten is de afvlakcondensator, waarin het elektrolyt na verloop van tijd verdampt. In de meeste gevallen gebeurt dit bij installatie in ruimtes met een hoge luchtvochtigheid of bij aansluiting op een netwerk met spanningspieken. Deze aanpak zal leiden tot een grotere rimpel aan de uitgang van het apparaat, wat een negatief effect heeft op de LED-diodes.
Vaak wordt de levensduur van de bestuurder verkort als gevolg van gedeeltelijke belasting. Als een apparaat van 200 W wordt gebruikt met de helft van de belasting (100 W), wordt de helft van de nominale waarde teruggevoerd naar het elektriciteitsnet, wat overbelasting en vaker voorkomende stroomstoringen veroorzaakt.
Soorten chauffeurs
Er zijn twee hoofdcategorieën stroomomvormers voor LED's: lineaire en gepulseerde typen. Bij lineaire apparatuur is de uitgang een stroomgenerator, die stabilisatie garandeert tijdens eventuele veranderingen in de netspanning. Het onderdeel voert een soepele aanpassing uit zonder hoogfrequente elektromagnetische golven te genereren. Eenvoudige en goedkope producten met een rendement onder de 80%, waardoor de toepassingsmogelijkheden beperkt blijven tot leds en energiezuinige strips.
Het werkingsprincipe van pulsdrivers is ingewikkelder: aan de uitgang wordt een reeks hoogfrequente stroompulsen gevormd.
De frequentie van optreden van stroompulsen is altijd constant, maar de werkcyclus kan variëren in het bereik van 10 - 80%, wat leidt tot een verandering in de waarde van de uitgangsstroom. Compacte afmetingen en hoge efficiëntie (90 – 95%) hebben geleid tot het wijdverbreide gebruik van pulsdrivers. Hun belangrijkste nadeel is het grotere aantal elektromagnetische interferenties (vergeleken met lineaire interferenties).
De kosten van de bestuurder worden beïnvloed door de aan- of afwezigheid van galvanische isolatie. In het laatste geval zijn de apparaten doorgaans goedkoper, maar is de betrouwbaarheid veel lager vanwege de kans op een elektrische schok.
Dimbare driver
Dimmer is een apparaat waarmee u de helderheid van lichtbronnen kunt aanpassen. De meeste stuurprogramma's ondersteunen deze functie. Met hun hulp wordt de intensiteit van de verlichting overdag verminderd, worden accenten gelegd op bepaalde interieurartikelen en wordt de ruimte gezoneerd. Dit alles biedt de mogelijkheid om de energiekosten te verlagen en de levensduur van afzonderlijke componenten te verlengen.
Chinese chauffeurs
Goedkope en lage kwaliteit Chinese chauffeurs worden gekenmerkt door het ontbreken van huisvesting. De uitgangsstroom bedraagt doorgaans niet meer dan 700 mA. Tegen de achtergrond van minimale kosten en (mogelijk) de aanwezigheid van galvanische isolatie zien de nadelen er veel ernstiger uit:
- korte levensduur;
- onbetrouwbaarheid - goedkope elementen voor circuits;
- grote radiofrequentie-interferentie;
- talrijke pulsaties;
- slechte bescherming tegen hoge temperaturen en stijging/daling van de netspanning.
Hoe een bestuurder te kiezen
Als u een apparaat van hoge kwaliteit wilt hebben dat meerdere jaren meegaat en de vereiste functies vervult, raden we u aan geen goedkope Chinese producten te kopen. De fysieke parameters hiervan vallen niet altijd samen met de aangegeven waarden. Koop geen apparaten zonder garantiekaarten.
De eenvoudigste optie, gemiddeld in kwaliteit en prijs, is een stroomomvormer zonder behuizing, aangesloten op een industrieel netwerk met een spanning van 220 V. Door een of andere aanpassing van het apparaat te kiezen, kunt u deze voor een of meer LED's gebruiken. Dit zijn uitstekende elementen die worden gebruikt in laboratoriumonderzoek en experimenten. Voor appartementen en huizen is het raadzaam om chauffeurs met een behuizing te kopen, omdat de afwezigheid ervan de betrouwbaarheid en veiligheid van de bediening vermindert.
Kant-en-klare stroomomzettermicroschakelingen voor LED-lampen
Op de markt vindt u kant-en-klare microschakelingen voor stroomconversie. Hieronder beschouwen we de meest populaire van allemaal:
- Supertex HV9910 is een pulsomvormer met een stroomsterkte tot 10 mA die geen ontkoppeling ondersteunt.
- ON Semiconductor UC3845 is een pulsapparaat met een uitgangsstroom van 1 A.
- Texas Instruments UCC28810 is een pulsdriver met ontkoppelingsondersteuning en een uitgangsstroom van niet meer dan 750 mA.
- De LM3404HV is een uitstekende optie voor het voeden van krachtige LED's. Het werk is gebaseerd op het principe van een resonantie-omzetter. Om de nominale stroom te behouden, wordt een resonantiecircuit gebruikt dat bestaat uit een condensator en een halfgeleider Schottky-diode. Bij het selecteren van RON-weerstand is het mogelijk om de gewenste schakelfrequentie in te stellen.
- Maxim MAX16800 - lineaire driver voor laagspanning (12 V). De uitgangsstroom bedraagt maximaal 350 mA. Dit drivercircuit voor een LED-lamp is een uitstekende optie voor een krachtige LED-diode of zaklamp. Dimmen ondersteund.
Zelfmontage van een omvormer voor 220 V LED's
Het beschouwde circuit lijkt op een schakelende voeding. Laten we bijvoorbeeld een eenvoudige, schakelende voeding nemen die geen galvanische isolatie heeft. De belangrijkste voordelen van een dergelijk schema zijn eenvoud en betrouwbaarheid.
Ga voorzichtig te werk bij het kiezen van een methode, aangezien er geen beperkingen zijn op de uitgangsstroom. De LED's worden gevoed door de 1,5 - 2 A die ze toegewezen hebben gekregen, maar als u achteloos de blootliggende draden met uw handen aanraakt, zal de stroomwaarde oplopen tot tientallen ampères en zal er een sterke schok optreden.
Het eenvoudigste 220 V-stroomomvormercircuit bestaat uit drie fasen:
- spanningsdeler met capacitieve weerstand;
- meerdere diodes (brug);
- Spanningsregelaar.
In de eerste fase wordt een capacitieve weerstand gebruikt om de condensator onafhankelijk op te laden en deze heeft geen betrekking op de werking van het circuit zelf. Het vermogen doet er niet toe en ligt meestal tussen 100 kOhm en 1 MOhm met een vermogen van niet meer dan 1 W. Voor deze doeleinden kunt u geen elektrolytische condensator kiezen.
Er vloeit stroom door de condensator totdat deze volledig is opgeladen. Hoe lager de capaciteit van de condensator, hoe sneller het proces zal voltooien. Een condensator van 0,3 µF zal een kleiner deel van de totale netwerkspanning door zichzelf doorgeven.
Een diodebrug wordt gebruikt om wisselspanning om te zetten in gelijkspanning. Nadat de condensator bijna de gehele spanning heeft "afgesneden", zal de diodebrug een gelijkstroom produceren met een spanning van 20 - 22 V.
In de derde fase wordt een afvlakkingsfilter geïnstalleerd om de spanning te stabiliseren. De condensator en de diodebrug verlagen de spanning. Elke verandering in de spanning in het netwerk heeft invloed op de uitgangsamplitude van de diodebrug. Om de rimpel te verminderen, is een elektrolytische condensator parallel aan het circuit aangesloten.
Zelfmontage van een 10 Watt omvormer
Als je met je eigen handen een netwerkstuurprogramma wilt bouwen om een krachtige LED van stroom te voorzien, gebruik dan elektronische borden van beschadigde huishoudsters. Vaak stoppen dergelijke lampen met werken vanwege doorgebrande lampen, hoewel het elektronische bord blijft functioneren. Alle componenten kunnen worden gebruikt om een voeding, driver en andere elektrische apparaten te creëren. Het proces vereist condensatoren, diodes, transistors en smoorspoelen.
Demonteer een defecte 20 W kwiklamp (geschikt voor een 10 W driver). In dit geval is gegarandeerd dat de gasklep bestand is tegen de uitgeoefende belasting. Naarmate de stroomvereisten voor de netwerkdriver toenemen, zul je een krachtigere economische eenheid moeten kiezen of een analoog met een enorme kern moeten gebruiken in plaats van een smoorspoel.
Maak 20 windingen op de wikkeling en gebruik een soldeerbout om deze op de gelijkrichter (diodebrug) aan te sluiten. Pas spanning toe van een industrieel netwerk van 220 V en gebruik een multimeter om de resulterende waarde aan de uitgang van de diodebrug te meten. Als u de instructies volgt, krijgt u een waarde in de buurt van 9 - 10 V. De LED-bron verbruikt 0,8 A bij een nominale stroom van 900 mA. Omdat u een lagere stroom levert, kunt u de levensduur van de LED-diode verlengen.
Conclusie
Ondanks hun schijnbare eenvoud en betrouwbaarheid zijn LED's complexer en veeleisender dan andere lichtbronnen. Neem dezelfde stroombronnen. Als u bijvoorbeeld de voedingsstroom van een fluorescentielamp met 15 - 25% overschrijdt, zullen de prestaties niet verslechteren. In het geval van LED's zal hun levensduur meerdere malen afnemen. De aanwezigheid van een netwerkdriver zorgt ervoor dat dezelfde uitgangsstroom wordt geleverd, ongeacht netwerkspanningspieken. Om deze reden moet u niet besparen op de aanschaf van deze apparaten.
Om LED-lampen te ontwerpen zijn voortdurend stroombronnen (drivers) nodig. Met een groot volume is het heel goed mogelijk om de stuurprogramma's zelf te assembleren, maar de kosten van dergelijke stuurprogramma's zijn niet zo laag, en het vervaardigen en solderen van dubbelzijdige printplaten met SMD-componenten is thuis een nogal arbeidsintensief proces.
Ik besloot het te doen met een kant-en-klare driver. Wat nodig was, was een goedkope driver zonder behuizing, het liefst met de mogelijkheid om de stroom aan te passen en te dimmen.
Ik heb het diagram opnieuw getekend en een beetje aangepast
Kenmerken zonder condensatoren ~0,9V en 8,7% (lichtstroomrimpel)
Verwacht wordt dat de uitgangscondensator de rimpel met de helft van ~0,4 V en 4% zal verminderen
Maar een condensator van 10 uF aan de ingang vermindert de rimpel met 9 keer ~0,1 V en 1%, hoewel het toevoegen van deze condensator de PF (power factor) aanzienlijk vermindert
Beide condensatoren brengen de uitgangsrimpelkarakteristieken dichter bij de specificaties ~ 0,05V en 0,6%
De rimpel werd dus verslagen met behulp van twee condensatoren uit de oude voeding.
Verbetering nr. 2. Instellen van de uitgangsstroom van de driver
Het belangrijkste doel van de drivers is het handhaven van een stabiele stroom naar de LED's. Deze driver produceert consistent 600mA.
Soms wilt u de driverstroom wijzigen. Dit wordt meestal gedaan door een weerstand of condensator in het feedbackcircuit te selecteren. Hoe gaat het met deze chauffeurs? En waarom zijn hier drie parallelle weerstanden met lage weerstand R4, R5, R6 geïnstalleerd?
Alles is correct. Ze kunnen de uitgangsstroom instellen. Blijkbaar hebben alle drivers hetzelfde vermogen, maar voor verschillende stromen en verschillen ze precies in deze weerstanden en de uitgangstransformator, die verschillende spanningen geeft.
Als we voorzichtig de weerstand van 1,9 Ohm verwijderen, krijgen we door het verwijderen van beide weerstanden van 300 mA een uitgangsstroom van 430 mA.
Je kunt het tegenovergestelde doen door nog een weerstand parallel te solderen, maar deze driver produceert een spanning tot 35V en bij een hogere stroom krijgen we een overschot aan stroom, wat kan leiden tot een driverstoring. Maar 700 mA is heel goed mogelijk om eruit te persen.
Door de weerstanden R4, R5 en R6 te selecteren, kunt u dus de uitgangsstroom van de driver verlagen (of heel licht verhogen) zonder het aantal LED's in de keten te veranderen.
Revisie 3. Dimmen
Er zijn drie pinnen op het driverbord met het label DIMM, wat suggereert dat deze driver de kracht van de LED's kan regelen. Het datablad voor de microschakeling spreekt over hetzelfde, hoewel het geen typische dimcircuits bevat. Uit de datasheet kunt u informatie halen dat u, door een spanning van -0,3 - 6V op poot 7 van de microschakeling aan te leggen, een soepele vermogensregeling kunt verkrijgen.
Het aansluiten van een variabele weerstand op de DIMM-pinnen leidt nergens toe, bovendien is poot 7 van de driverchip helemaal nergens op aangesloten. Dus wederom verbeteringen.
Soldeer een weerstand van 100K aan poot 7 van de microschakeling
Door nu een spanning van 0-5V tussen aarde en weerstand aan te leggen, krijgen we een stroom van 60-600mA
Om de minimale dimstroom te verminderen, moet u ook de weerstand verkleinen. Helaas staat hierover niets in de datasheet, dus je zult alle componenten experimenteel moeten selecteren. Persoonlijk was ik tevreden met het dimmen van 60 naar 600mA.
Als u het dimmen zonder externe voeding wilt organiseren, kunt u de voedingsspanning van de driver ~15V (poot 2 van de microschakeling of weerstand R7) nemen en deze toepassen volgens het volgende circuit.
Nou, ten slotte voer ik PWM van D3 van de Arduino naar de dimingang.
Ik schrijf een eenvoudige schets die het PWM-niveau verandert van 0 naar maximaal en terug:
#erbij betrekken
ongeldige setup() (
pinModus(3, UITVOER);
Serieel.begin(9600);
analoogSchrijven(3,0);
}lege lus() (
for(int i=0; ik< 255; i+=10){
analoogSchrijven(3,i);
vertraging(500);
}
for(int i=255; i>=0; i-=10)(
analoogSchrijven(3,i);
vertraging(500);
}
}
Ik dim het via PWM.
PWM-dimmen verhoogt de uitgangsrimpel met ongeveer 10-20% vergeleken met DC-regeling. De maximale rimpel neemt ongeveer tweemaal toe als de driverstroom op de helft van het maximum wordt ingesteld.
Controle van de driver op kortsluiting
De huidige driver moet correct reageren op een kortsluiting. Maar het is beter om de Chinezen te controleren. Ik hou niet van zulke dingen. Zet iets onder spanning. Maar kunst vereist opoffering. We kortsluiten de driveruitgang tijdens bedrijf:
De bestuurder tolereert normaal kortsluiting en herstelt de werking ervan. Er is kortsluitbeveiliging.
Laten we het samenvatten
Pluspunten van de chauffeur
- Kleine afmetingen
- Goedkoop
- Mogelijkheid tot huidige aanpassing
- Dimbaar
Minpunten
- Hoge uitgangsrimpel (elimineert door condensatoren toe te voegen)
- De dimingang dient gesoldeerd te worden
- Weinig normale documentatie. Onvolledig gegevensblad
- Tijdens het gebruik werd een ander nadeel ontdekt: interferentie op de radio in het FM-bereik. Het kan worden behandeld door de driver in een aluminium behuizing te installeren of in een behuizing bedekt met folie of aluminiumtape.
De drivers zijn zeer geschikt voor degenen die vertrouwd zijn met een soldeerbout of voor degenen die dat niet zijn, maar bereid zijn outputrimpels van 3-4% te tolereren.
handige links
Uit de serie - katten zijn vloeibaar. Timofey - 5-6 liter)))