LED svjetla postala su široko rasprostranjena, zbog čega je započela aktivna proizvodnja sekundarnih izvora energije. Vozač LED žarulje može stabilno održavati zadane vrijednosti struje na izlazu uređaja, stabilizirajući napon koji prolazi kroz lanac dioda.
Mi ćemo vam reći sve o vrstama i principima rada uređaja za pretvaranje struje za rad diodne svjetiljke. U našem članku dajemo smjernice za odabir vozača i dajemo korisne preporuke. Pronaći ćemo neovisne kućne električare s provjerenim shemama priključenja.
Namjena i opseg upotrebe
Diodni kristali sastoje se od dva poluvodiča - anode (plus) i katode (minus), koji su odgovorni za transformaciju električnih signala. Jedno područje ima vodljivost tipa P, drugo - N. Kada je priključen izvor napajanja, struja će teći kroz ove elemente.
Zbog ove polarnosti, elektroni iz zone P tipa hrle u zonu tipa N, i obrnuto, naboji iz točke N kreću se u P. Međutim, svaki dio regije ima svoje granice, nazvane P-N spojnice. Na tim područjima nalaze se čestice i međusobno se apsorbiraju ili rekombiniraju.
Dioda se odnosi na poluvodičke elemente i ima samo jedan p-n spoj. Iz tog razloga, glavna karakteristika koja određuje stupanj svjetline njihovog sjaja nije napon, već struja
Tijekom P-N spojeva, napon se smanjuje za određeni broj volti, uvijek isti za svaki element kruga. S obzirom na ove vrijednosti, pokretač stabilizira dolaznu struju i formira konstantnu vrijednost na izlazu.
Kolika je potrebna snaga i koje su vrijednosti gubitaka tijekom P-N prolaza, navedene su u putovnici LED uređaja. Stoga je pri odabiru diodne žarulje potrebno uzeti u obzir parametre napajanja, čiji raspon treba biti dovoljan da nadoknadi izgubljenu energiju.
Da bi moćne LED diode mogle raditi vrijeme naznačeno u karakteristikama, potreban je stabilizirajući uređaj - vozač. Na tijelu elektroničkog mehanizma uvijek je prikazan njegov izlazni napon.
Napajanje s naponom od 10 do 36 V koristi se za opremanje rasvjetnih uređaja.
Tehnika može biti raznih vrsta:
- prednja svjetla automobila, bicikala, motocikala itd .;
- mala prijenosna ili ulična svjetla;
- LED ravnala, vrpce, stropna svjetla i moduli.
No, za LED diode male snage, kao i u slučaju korištenja konstantnog napona, vozači ne smiju koristiti. Umjesto toga, u krug se uvodi i otpornik, koji također napaja 220 V.
Princip rada napajanja
Let's shvatiti koje su razlike između izvora napona i napajanja. Kao primjer, uzmite u obzir krug prikazan u nastavku.
Spajanjem otpornika od 40 ohma na 12 V napajanje provest će struja snage 300 mA (slika A). Uz paralelno spajanje drugog otpornika u krugu, trenutna vrijednost bit će - 600 mA (B). Međutim, napon će biti nepromijenjen.
Unatoč priključenju dva otpornika na izvor napajanja, drugi će na izlazu stvoriti konstantan napon jer u idealnim uvjetima ne podnosi opterećenje
Sada ćemo razmotriti kako će se vrijednosti promijeniti ako su otpornici spojeni na napajanje u krugu. Na isti način uvodimo reostat od 40 Ohma s pokretačem 300 mA. Potonji stvara na njemu napon od 12 V (krug B).
Ako se krug sastoji od dva otpornika, tada je trenutna vrijednost nepromijenjena, a napon je 6 V (G).
Upravljački sklop, za razliku od izvora napona, na izlazu održava navedene trenutne parametre, ali snaga napona može varirati
Izvodeći zaključke, možemo reći da visokokvalitetni pretvarač dovodi nazivnu struju do opterećenja čak i kad napon padne. U skladu s tim, kristali dioda od 2 V ili 3 V i struje od 300 mA gorjet će jednako svijetlo sa smanjenim naponom.
Izrazite karakteristike pretvarača
Jedan od najvažnijih pokazatelja je prenesena snaga pod opterećenjem. Uređaj se ne smije preopteretiti i pokušavati postići maksimalne moguće rezultate.
Nepravilna upotreba doprinosi brzom kvaru ne samo mehanizma za pregled, već i LED čipova.
Glavni čimbenici koji utječu na rad uključuju:
- sastavni elementi koji se koriste u postupku montaže;
- stupanj zaštite (IP);
- minimalne i maksimalne vrijednosti na ulazu i izlazu;
- proizvođač.
Suvremeni modeli pretvarača dostupni su na temelju mikrokontrole i primjenjuju tehnologiju transformacije širine impulsa (PWM).
Tijekom rada na napajanju uvedena je metoda modulacije širine impulsa za kontrolu izlaznog napona, dok izlaz zadržava isti tip struje kao i ulazni
Takve uređaje karakterizira visoki stupanj zaštite od kratkih spojeva, zagušenja mreže, a imaju i povećanu učinkovitost.
Pravila za odabir pretvarača struje
Da biste kupili pretvarač LED svjetiljki, trebali biste proučiti ključne karakteristike uređaja. Temelji se na izlaznom naponu, nazivnoj struji i izlaznoj snazi.
Snaga svjetlosne diode
U početku ćemo analizirati izlazni napon koji je podložan nekoliko čimbenika:
- vrijednost gubitaka napona na P-N spoju kristala;
- broj svjetlosnih dioda u lancu;
- dijagram ožičenja.
Parametri nazivne struje mogu se odrediti karakterističnim značajkama potrošača, odnosno snagom LED elemenata i stupnjem njihove svjetline.
Ovaj indikator će utjecati na struju koju troše kristali, čiji se raspon mijenja ovisno o potrebnoj svjetlini. Zadaća pretvarača je osigurati tim elementima opskrbu odgovarajućom količinom energije.
Vrijednost izlaznog napona mora biti veća ili jednaka ukupnoj količini energije potrošene na svaki blok električnog kruga
Snaga uređaja ovisi o snazi svakog LED elementa, njihovoj boji i količini.
Za proračun potrošnje energije koristite sljedeću formulu:
PH = PLED * N,
Gdje
- PLED - električno opterećenje koje stvara jedna dioda,
- N je broj kristala u lancu.
Dobiveni pokazatelji ne bi trebali biti manji od snage vozača. Sada morate odrediti potrebnu nominalnu vrijednost.
Maksimalna snaga uređaja
Treba imati na umu da, kako bi se osigurao stabilan rad pretvarača, njegove nominalne vrijednosti moraju prelaziti dobivenu P vrijednost za 20-30%H.
Dakle, formula ima oblik:
Pmaksimum ≥ (1,2..1,3) * PH,
gdje strmaksimum - nazivna snaga napajanja.
Osim snage i broja potrošača na ploči, snaga opterećenja također je podređena faktorima boje potrošača. Na istoj struji, ovisno o hladu, imaju različite pokazatelje pada napona.
Vozač LED svjetiljke trebao bi proizvesti onoliko struje koliko je potrebno da se osigura maksimalna svjetlina. Prilikom odabira uređaja, kupac treba imati na umu da snaga mora biti veća od svih LED dioda koje koriste
Uzmimo za primjer LED-ove američke tvrtke Cree iz linije XP-E crvenom bojom.
Njihove karakteristike su sljedeće:
- pad napona 1,9-2,4 V;
- struja 350 mA;
- prosječna potrošnja energije 750 mW.
Analog zelene boje pri istoj struji imat će potpuno različite pokazatelje: gubici na P-N spojnicama su 3,3-3,9 V, a snaga 1,25 W.
Sukladno tome, može se zaključiti: pokretač snage 10 W koristi se za napajanje dvanaest crvenih kristala ili osam zelenih.
LED priključni dijagram
Izbor vozača trebao bi se provesti nakon utvrđivanja sheme povezivanja LED-potrošača. Ako prvo kupite svjetlosne diode, a zatim odaberete pretvarač za njih, ovaj će postupak biti popraćen s puno poteškoća.
Trebat će puno vremena da potražite uređaj koji pruža određenu shemu povezivanja za rad upravo takvog broja potrošača.
Navedimo primjer sa šest potrošača. Imaju gubitak napona od 3 V, potrošnju struje od 300 mA. Da biste ih povezali, možete koristiti jednu od metoda, dok će se u svakom slučaju potrebni parametri napajanja razlikovati.
Nedostatak alternativnog rasporeda dioda je potreba za napajanjem s visokim naponom, ako u krugu ima puno kristala.
U našem slučaju serijska veza zahtijeva jedinicu od 18 V sa strujom od 300 mA. Glavna prednost ove metode je da ista sila prolazi kroz cijelu liniju, odnosno sve diode izgaraju s identičnom svjetlinom.
Nedostatak paralelnog postavljanja potrošača je razlika u svjetlini sjaja svakog lanca. Takav negativan fenomen javlja se zbog promjene u parametrima dioda zbog razlika između struje koja prolazi kroz svaku liniju
Ako se koristi paralelni položaj, dovoljno je upotrijebiti 9 V pretvarač, ali trenutna potrošnja će se udvostručiti u usporedbi s prethodnom metodom.
Metoda uzastopnog rasporeda dviju dioda ne može se primijeniti zamjenom broja kristala u skupini - 3 ili više. Takva ograničenja nastaju zbog činjenice da previše struje može proći kroz jedan element, a to stvara vjerojatnost kvara cijelog kruga
Ako koristite sekvencijalnu metodu s tvorbom parova dva LED-a, koristi se pogonitelj s istim pokazateljima, kao u prethodnom slučaju. Svjetlina rasvjete u ovom će slučaju biti ujednačena.
Međutim, ovdje je bilo nekih negativnih nijansi: kad se napajanje napaja grupom, zbog širenja karakteristika, jedan od LED-ova može se otvoriti brže od drugog, pa će u skladu s tim proći i struja koja udvostručuje nazivnu vrijednost.
Mnoge su vrste LED za osvjetljenje kuće dizajnirane za takve kratkoročne skokove, ali ova je metoda manje popularna.
Vrste upravljačkih programa prema vrsti uređaja
Uređaji koji pretvaraju 220 V napajanje u potrebne pokazatelje za LED diode uobičajeno su podijeljeni u tri kategorije: elektronički; na temelju kondenzatora; prigušiti.
Tržište rasvjetne opreme zastupljeno je velikim brojem modela vozača, uglavnom kineskog proizvođača. I usprkos niskom rasponu cijena, s ovih uređaja možete odabrati vrlo pristojnu opciju. Međutim, trebali biste obratiti pažnju na jamstveni list, jer Nisu svi predstavljeni proizvodi prihvatljive kvalitete.
Elektronički prikaz uređaja
U idealnom slučaju, elektronski pretvarač treba biti opremljen tranzistorom. Njegova uloga je iskrcati upravljački čip. Da biste uklonili ili maksimizirali izglađivanje valjka, na izlazu se postavlja kondenzator.
Ova vrsta uređaja spada u skupu kategoriju, ali može stabilizirati struju do 750 mA, na što balastni mehanizmi nisu sposobni.
Najnoviji upravljački programi ugrađeni su uglavnom na žarulje sa bazom E27. Izuzetak od pravila su proizvodi Gauss GU5.3. Opremljeni su pretvaračem bez transformatora. Međutim, stupanj valovitosti u njima doseže nekoliko stotina Hz
Pulsacija nije jedini nedostatak pretvarača. Drugi se mogu nazvati elektromagnetske smetnje raspona visoke frekvencije (HF). Ako su drugi električni uređaji, primjerice radio, povezani na utičnicu spojenu na svjetiljku, možete očekivati smetnje prilikom primanja digitalnih FM frekvencija, televizije, usmjerivača itd.
Izborni uređaj visokokvalitetnog uređaja trebao bi imati dva kondenzatora: jedan je elektrolitički za izglađivanje pukotina, drugi je keramički za spuštanje RF. Međutim, takvu kombinaciju možemo naći rijetko, pogotovo ako govorimo o kineskim proizvodima.
Oni koji imaju zajedničke koncepte u takvim električnim krugovima mogu samostalno odabrati izlazne parametre elektroničkog pretvarača promjenom vrijednosti otpornika
Zbog velike učinkovitosti (do 95%), takvi mehanizmi su prikladni za uređaje velike snage koji se koriste u raznim područjima, na primjer, za ugađanje automobila, u rasvjetna tijela, kao i za kućne LED izvore.
Napajanje na bazi kondenzatora
Sada se okrećemo ne tako popularnim uređajima - temeljenim na kondenzatorima. Gotovo sve sheme LED svjetiljki jeftinog tipa, gdje se koriste vozači ovog tipa, imaju slične karakteristike.
Međutim, zbog modifikacija od strane proizvođača, oni su podvrgnuti promjenama, na primjer, uklanjanju bilo kojeg elementa lanca. Osobito je ovaj dio jedan od kondenzatora - zaglađivanje.
Zbog nekontroliranog punjenja tržišta jeftinom i nekvalitetnom robom, korisnici mogu „osjetiti“ sto pulsiranje u svjetiljkama. Ne udubljujući se ni u njihov uređaj, može se tvrditi da je element za izravnavanje uklonjen iz kruga
Takvi mehanizmi imaju samo dvije prednosti: dostupni su za samonastavljanje, a njihova učinkovitost jednaka je sto posto, to jest gubici će se pojaviti samo na p-n spojnicama i otporima.
Isti broj negativnih aspekata: niska električna sigurnost i visok stupanj valovitosti. Drugi nedostatak je oko 100 Hz i nastaje kao rezultat ispravljanja naizmjeničnog napona. Specifikacija državnog standarda propisuje normu dopuštenog valovanja od 10-20%, ovisno o namjeni prostorije u kojoj je ugrađen rasvjetni uređaj.
Jedini način da se ovaj nedostatak izgladi je odabir kondenzatora s ispravnom ocjenom. Unatoč tome, ne biste trebali računati na potpuno uklanjanje problema - takvo rješenje može samo izgladiti intenzitet praska.
Prigušivački pretvarači struje
Zatamnjeni upravljački programi za LED žarulje s zatamnjenjem omogućavaju vam promjenu ulaznih i odlaznih indikatora struje, dok se svjetlina koju emitiraju diode smanjuje ili povećava.
Postoje dvije metode povezivanja:
- prvi uključuje meki početak;
- drugi je pulsan.
Razmotrimo načelo rada zatamnjivih upravljačkih programa na temelju čipa CPC9909 koji se koristi kao regulacijski uređaj za LED krugove, uključujući one s visokom svjetlošću.
Standardni prekidački krug CPC9909 s napajanjem od 220 V. Prema shematskim uputama moguće je kontrolirati jednog ili više snažnih potrošača
Uz lagani start, vozački čip omogućava postupno uključivanje dioda s povećanjem svjetline. Za ovaj postupak koriste se dva otpornika povezana na LD terminal, dizajnirana za izvršavanje zadatka glatkog zatamnjenja. Ovim se implementira važan zadatak - produljenje vijeka trajanja LED elemenata.
Isti zaključak daje analogna regulacija - otpornik od 2,2 kΩ mijenja se u snažniji varijabilni analog - 5,1 kOhm. Time se postiže glatka promjena izlaznog potencijala.
Primjena druge metode uključuje dovod pravokutnih impulsa niskofrekventnom izlazu PWMD. To uključuje ili mikrokontroler ili generator impulsa, koji su nužno odvojeni optopalerom.
Sa ili bez kućišta?
Vozači su dostupni u ili bez kućišta. Prva opcija je najčešća i skuplja. Takvi uređaji zaštićeni su od čestica vlage i prašine.
Uređaji drugog tipa koriste se za ugradnju u prah i, u skladu s tim, jeftini su.
Snaga svih predstavljenih uređaja može biti iz mreže od 12 V ili 220 V. Unatoč činjenici da modeli otvorenih okvira pobjeđuju u cijeni, oni značajno zaostaju u pogledu sigurnosti i pouzdanosti mehanizma
Svaki od njih odlikuje se dozvoljenom temperaturom tijekom rada - na to također treba obratiti pozornost prilikom odabira.
Klasični vozački krug
Za samostalno sklapanje LED napajanja pozabavit ćemo se najjednostavnijim uređajem pulsnog tipa, koji nema galvansku izolaciju. Glavna prednost ove vrste kruga je njegova jednostavna veza i pouzdan rad.
Krug pretvarača 220 V predstavljen je kao prekidačko napajanje. Prilikom sastavljanja potrebno je pridržavati se svih električnih sigurnosnih pravila, tj. Nema ograničenja za trenutni izlaz
Shema takvog mehanizma sastoji se od tri glavna kaskadna područja:
- Odvajač napona kondenzatora.
- Ispravljač.
- Štitnici od prenapona
Prvi odsjek je protuteža koja se vrši izmjeničnom strujom na kondenzatoru C1 s otpornikom. Potonji je potreban isključivo za neovisno punjenje inertnog elementa. Ne utječe na rad kruga.
Nominalna vrijednost otpornika može biti u rasponu od 100 kOhm-1 Mom, snage 0,5-1 vata. Kondenzator mora biti elektrolitički, a njegova efektivna vrijednost napona amplitude je 400-500 V
Kad formirani pola vala napona prođe kroz kondenzator, struja teče dok se ploče ne napune u potpunosti. Manji je kapacitet mehanizma, manje će se vremena potrošiti na njegovo potpuno punjenje.
Na primjer, uređaj s volumenom 0,3-0,4 µF napunjen je za 1/10 razdoblja polu-vala, tj. Samo desetina prenesenog napona prolazi kroz ovaj odjeljak.
Postupak ravnanja u ovom odjeljku izvodi se prema Gretzovoj shemi. Diodni most odabire se počevši od nazivne struje i obrnutog napona. U ovom slučaju, posljednja vrijednost ne smije biti manja od 600 V
Druga kaskada je električni uređaj koji pretvara (ispravlja) izmjeničnu struju u pulsirajuću. Taj se postupak naziva polu-val. Budući da je jedan dio pola vala izglađen kondenzatorom, na izlazu ovog odjeljka istosmjerna struja bit će 20-25 V.
Budući da napajanje LED dioda ne smije biti veće od 12 V, za krug se mora koristiti stabilizirajući element. Za to se uvodi kapacitivni filtar. Na primjer, možete koristiti model L7812
Treća faza djeluje na temelju glatko stabilizirajući filtar - elektrolitički kondenzator. Izbor njegovih kapacitivnih parametara ovisi o opterećenju.
Budući da sklopljeni krug odmah reproducira svoj rad, nemoguće je dodirnuti gole žice, odnosno provedena struja doseže desetke ampera - vodovi su preliminarno izolirani.
Sve poteškoće s kojima se može javiti radioamater pri odabiru pretvarača za LED žarulje velike snage opisane su detaljno u videu:
Ključne značajke neovisnog priključenja pretvarača na električni krug:
Postepeno upoznavanje s improviziranim načinom opisuje postupak izrade „uradi sam“ LED upravljačkog programa:
Unatoč proizvođačima nekoliko desetaka tisuća sati neprekidnog rada LED svjetiljki, postoje mnogi čimbenici koji značajno smanjuju ove pokazatelje.
Vozači dizajnirani su za glačanje svih strujnih udara u električnom sustavu. Njihovom izboru ili samo-montaži mora se pristupiti odgovorno nakon izračuna svih potrebnih parametara.
Recite nam kako ste odabrali vozač za LED žarulju. Podijelite svoje argumente i načine stabiliziranja napajanja naponom na diodnom rasvjetnom uređaju. Ostavite komentare u donjem bloku, postavite pitanja, objavite fotografije na temu članka.