LED lampy se rozšířily a v důsledku toho začala aktivní výroba sekundárních zdrojů energie. Ovladač LED lampy je schopen stabilně udržovat nastavené hodnoty proudu na výstupu zařízení a stabilizovat napětí procházející řetězcem diod.
Řekneme vše o typech a principech provozu zařízení pro konverzi proudu pro provoz diodové žárovky. Navrhovaný článek poskytuje pokyny pro výběr řidiče a poskytuje užitečná doporučení. Nezávislí elektrikáři v domácnosti najdeme v praxi ověřené schémata zapojení.
Účel a oblast působnosti 1. \ T
Diodové krystaly se skládají ze dvou polovodičů - anody (plus) a katody (mínus), které jsou zodpovědné za transformaci elektrických signálů. Jedna oblast má vodivost typu P, druhá - N. Když je proud připojen, proudí těmito prvky proud.
Kvůli této polarity, elektrony od P-zóna zóna spěchají do N-typová zóna, a naopak, poplatky od bodu N spěchají k P. Nicméně, každá sekce oblasti má jeho vlastní hranice, volal PN přechody. V těchto oblastech se částice setkávají a vzájemně absorbují nebo rekombinují.
Dioda patří k polovodičovým prvkům a má pouze jednu pn křižovatku. Z tohoto důvodu hlavní charakteristikou, která určuje stupeň jasu jejich záře, není napětí, ale proud
Během přechodů PN se napětí snižuje o určitý počet voltů, vždy stejný pro každý prvek obvodu. Vzhledem k těmto hodnotám řidič stabilizuje vstupní proud a na výstupu vytváří konstantní hodnotu.
Jaký výkon je potřebný a jaké hodnoty ztrát při průchodu PN jsou uvedeny v pasu zařízení LED. Při volbě diodové žárovky je proto nutné vzít v úvahu parametry napájecího zdroje, jejichž rozsah by měl být dostatečný pro kompenzaci ztráty energie.
Aby vysoce výkonné LED diody pracovaly na čase specifikovaném v charakteristikách, vyžaduje se stabilizační zařízení - řidič. Případ elektronického mechanismu vždy zobrazuje jeho výstupní napětí.
Napájecí zdroje s napětím od 10 do 36 V se používají k vybavení osvětlovacích zařízení.
Technika může být různých typů:
- světlomety automobilů, jízdních kol, motocyklů atd.;
- malá přenosná nebo pouliční světla;
- LED pravítka, pásky, stropní světla a moduly.
Ovšem pro nízkonapěťové LED, stejně jako v případě použití konstantního napětí, není dovoleno používat ovladače. Namísto nich je do obvodu zaveden odpor, který je také napájen 220 V.
Princip fungování napájení
Podívejme se, jaké jsou rozdíly mezi zdrojem napětí a napájecím zdrojem. Jako příklad zvažte schéma uvedené níže.
Připojením k 12 V napájecímu zdroji protéká 40 Ohm odpor, proud 300 mA bude protékat (obr. A). Při paralelním připojení k obvodu druhého rezistoru bude hodnota proudu - 600 mA (B). Napětí se však nezmění.
I přes připojení dvou rezistorů k napájení, bude druhý výstup produkovat konstantní napětí, protože za ideálních podmínek se nesleduje zatížení
Nyní se podíváme na to, jak se mění hodnoty, pokud jsou rezistory připojeny k napájení v obvodu. Podobně jsme zavedli odpor 40 ohmů s ovladačem 300 mA. Ten na něm vytváří napětí 12 V (schéma B).
Pokud se obvod skládá ze dvou odporů, pak se aktuální hodnota nezmění a napětí bude 6 V (H).
Ovladač, na rozdíl od zdroje napětí, udržuje aktuální parametry na výstupu, ale napětí se může měnit
Závěry lze říci, že kvalitní převodník dodává zatížení jmenovitým proudem i při poklesu napětí. Podle toho, diodové krystaly 2 V nebo 3 V a proud 300 mA budou spalovat stejně jasně se sníženým napětím.
Charakteristické vlastnosti měniče
Jedním z nejdůležitějších ukazatelů je přenášený výkon při zatížení. Přístroj nemůže být přetížen a snaží se získat maximální možné výsledky.
Nesprávné použití přispívá k rychlému selhání nejen zobrazovacího mechanismu, ale také čipů LED.
Mezi hlavní faktory ovlivňující práci patří:
- prvky použité při montážním procesu;
- stupeň ochrany (IP);
- minimální a maximální hodnoty vstupu a výstupu;
- výrobce
Moderní modely měničů jsou vyráběny na bázi mikroobvodů a využívají technologii konverzí šířky pulsu (PWM).
Během provozu napájecího zdroje je implementována metoda modulace šířky pulzu, která reguluje výstupní napětí, zatímco výstup udržuje podobný druh proudu, jaký má na vstupu.
Taková zařízení mají vysoký stupeň ochrany proti zkratu, přetížení sítě a také mají vyšší účinnost.
Aktuální pravidla výběru měniče
K zakoupení konvertoru LED lampy byste měli prostudovat klíčové vlastnosti zařízení. Je nutné se spoléhat na výstupní napětí, jmenovitý proud a výstupní výkon.
Výkon světelných diod
Nejprve analyzujme výstupní napětí, které podléhá několika faktorům:
- hodnota ztráty napětí v přechodech PN krystalů;
- počet světelných diod v řetězci;
- schéma zapojení.
Parametry jmenovitého proudu mohou být určeny charakteristickými vlastnostmi spotřebiče, jmenovitě výkonem prvků LED a stupněm jejich jasu.
Tento indikátor ovlivní proud spotřebovaný krystaly, jehož rozsah se mění v závislosti na požadovaném jasu. Úkolem měniče je zajistit tyto prvky dodávkou požadovaného množství energie.
Výstupní napětí musí být větší nebo stejné jako celkové množství energie vynaložené v každé jednotce elektrického obvodu.
Výkon zařízení závisí na síle každého prvku LED, jeho barvy a množství.
Pro výpočet spotřeby energie podle následujícího vzorce: \ t
P H = P LED * N,
Kde
- P LED - elektrické zatížení vytvořené jednou diodou,
- N je počet krystalů v řetězci.
Tyto hodnoty by neměly být menší než výkon řidiče. Nyní je nutné určit požadovanou jmenovitou hodnotu.
Maximální výkon zařízení
Je třeba vzít v úvahu skutečnost, že pro zajištění stálého chodu měniče by jeho jmenovité hodnoty měly překročit hodnotu příjmu P H o 20-30%.
Vzorec má tedy formu:
P max ≥ (1, 2., 1, 3) * PH,
kde P max je jmenovitý výkon zdroje.
Kromě výkonu a počtu spotřebitelů na desce je zatížení zatíženo také barevnými faktory spotřebitele. Při stejném proudu, v závislosti na odstínu, mají různé indikátory poklesu napětí.
Ovladač LED lampy by měl produkovat proud, který je nezbytný pro zajištění maximálního jasu. Při výběru zařízení musí kupující mít na paměti, že výkon musí být větší než všechny LED diody
Vezměte si například LED diody americké společnosti Cree z řady XP-E v červené barvě.
Jejich vlastnosti jsou následující:
- pokles napětí 1, 9-2, 4 V;
- proud 350 mA;
- průměrná spotřeba energie 750 mW.
Analog zelené barvy se stejným proudem bude mít zcela odlišné indikátory: ztráta na křižovatkách PN je 3, 3–3, 9 V a výkon je 1, 25 W.
Můžeme tedy vyvodit závěry: řidič určený pro 10 W se používá k napájení dvanácti červených krystalů nebo osmi zelených krystalů.
Schéma zapojení LED
Výběr ovladače by měl být proveden po určení schématu zapojení spotřebiče LED. Pokud si koupíte světelné diody a pak pro ně vyzvednete převodník, bude tento proces doprovázen spoustou potíží.
Chcete-li najít zařízení, které poskytuje práci takového počtu spotřebitelů s daným schématem připojení, budete muset strávit spoustu času.
Dejme příklad se šesti spotřebiteli. Ztráty napětí jsou 3 V, spotřebovaný proud 300 mA. Pro jejich připojení můžete použít jednu z metod a v každém případě budou požadované parametry napájecího zdroje odlišné.
Nevýhodou alternativního uspořádání diod je potřeba napájecího zdroje s vysokým napětím, pokud je v okruhu mnoho krystalů.
V našem případě se sériovým připojením je nutný 18 V blok s proudem 300 mA. Hlavní výhodou této metody je, že stejná síla prochází celou linkou, resp. Všechny diody svítí se stejným jasem.
Nevýhodou paralelního umístění spotřebičů je rozdíl v jasu záře každého řetězce. K takovému negativnímu jevu dochází v důsledku změny parametrů diod v důsledku rozdílů mezi proudem procházejícím každou linií.
Pokud je použito paralelní umístění, stačí použít konvertor 9 V, nicméně aktuální hodnoty spotřeby budou oproti předchozí metodě zdvojnásobeny.
Metoda sekvenčního uspořádání dvou diod nemůže být použita s nahrazením počtu krystalů ve skupině - 3 nebo více. Taková omezení jsou dána tím, že přes jeden prvek může procházet příliš mnoho proudu, což vytváří pravděpodobnost selhání celého obvodu.
Je-li použita sekvenční metoda s tvorbou párů dvou LED, použije se ovladač se stejnými indikátory jako v předchozím případě. V tomto případě bude jas osvětlení již jednotný.
Nicméně ani zde nebyly žádné negativní nuance: když je na skupinu aplikována moc, kvůli variaci charakteristik, jedna z LED diod se může otevřít rychleji než druhá, resp.
Pro takovéto krátkodobé skoky je navrženo mnoho typů LED diod pro domácí osvětlení, ale tato metoda je méně populární.
Typy ovladačů podle typu zařízení
Zařízení, která konvertují výkon 220 V na požadované indikátory pro LED diody, jsou konvenčně rozdělena do tří kategorií: elektronická; na bázi kondenzátorů; stmívatelné.
Trh s osvětlovacími doplňky představuje široká paleta modelů řidičů, především čínského výrobce. A navzdory nízkému cenovému rozpětí, z těchto zařízení si můžete vybrat docela slušnou možnost. Je však třeba věnovat pozornost záručnímu listu, t. ne všechny produkty jsou přijatelné kvality.
Elektronické zobrazení zařízení
V ideálním případě by měl být elektronický převodník vybaven tranzistorem. Jeho úlohou je provádět vykládání seřizovacího čipu. K vyloučení nebo maximalizaci vyhlazování zvlnění je na výstupu namontován kondenzátor.
Tento typ zařízení patří do drahé kategorie, ale je schopen stabilizovat proud až do 750 mA, který není schopen předřadníku.
Nejnovější ovladače jsou instalovány především na žárovkách s paticí E27. Výjimkou z tohoto pravidla jsou produkty Gauss GU5.3. Jsou vybaveny transformátorem bez transformátoru. Stupeň pulsace v nich však dosahuje několika set Hz.
Pulzování není jedinou chybou v konvertorech. Druhý může být nazýván elektromagnetickým rušením vysokofrekvenčního (HF) rozsahu. Pokud jsou k zásuvce připojené k lampě připojena jiná elektrická zařízení, například rádio, můžete očekávat rušení při příjmu digitálních frekvencí FM, televize, směrovače atd.
Ve volitelném zařízení vysoce kvalitního přístroje by měly být dva kondenzátory: jeden je elektrolytický pro vyhlazení pulzací, druhý je keramický, pro snížení HF. Tato kombinace však může být zřídka splněna, zejména pokud hovoříme o čínských produktech.
Ti, kteří mají v takových schématech zapojení společné koncepty, mohou nezávisle volit výstupní parametry elektronického převodníku a měnit hodnotu odporů
Vzhledem k vysoké účinnosti (až 95%) jsou tyto mechanismy vhodné pro vysoce výkonná zařízení používaná v různých oblastech, například pro ladění automobilů, v pouličním osvětlovacím zařízení, jakož i ve spotřebních zdrojích LED.
Napájecí zdroj na bázi kondenzátoru
Nyní se obraťte na ne tak populární zařízení - založená na kondenzátorech. Téměř všechny systémy levných LED lamp, kde se používají tyto typy ovladačů, mají podobné vlastnosti.
V důsledku úprav provedených výrobcem však dochází ke změnám, například k odstranění jakéhokoliv prvku řetězu. Zvláště často je tento detail jedním z kondenzátorů - vyhlazování.
Díky nekontrolovanému naplnění trhu levným a nekvalitním zbožím mohou uživatelé „cítit“ 100% pulsaci v lampách. I bez toho, že by šel do jejich zařízení, lze tvrdit, že vyhlazovací prvek je odstraněn z obvodu.
Existují pouze dvě výhody těchto mechanismů: jsou k dispozici pro vlastní montáž a jejich účinnost se rovná sto procentům, protože ztráty budou pouze na spojích pn a odporech.
Stejný počet negativních stran: nízká elektrická bezpečnost a vysoký stupeň pulzace. Druhou nevýhodou je asi 100 Hz a vzniká v důsledku rektifikace střídavého napětí. GOST registruje přípustnou rychlost zvlnění 10-20% v závislosti na účelu místnosti, kde je osvětlovací zařízení instalováno.
Jediný způsob, jak tuto nevýhodu vyhladit, je vybrat kondenzátor se správným hodnocením. Člověk by však neměl počítat s úplným odstraněním problému - takové řešení může pouze vyhladit intenzitu výbuchů.
Stmívací proudové vysílače
Ovladače stmívačů pro stmívatelné LED žárovky umožňují měnit vstupní a výstupní proudové indikátory a zároveň snižovat nebo zvyšovat jas světla vyzařovaného diodami.
Existují dvě metody připojení:
- první zahrnuje hladký start;
- druhá je pulzní.
Zvažte princip fungování stmívatelných ovladačů založených na čipu CPC9909, který se používá jako regulační zařízení pro LED obvody, včetně těch s vysokým jasem.
Standardní spínací obvod CPC9909 s 220 V. Podle schématických pokynů je možné ovládat jeden nebo několik výkonných spotřebičů.
Mikroobvod s ovladačem s jemným startem zajišťuje postupné začleňování diod se zvyšujícím se jasem. Pro tento proces se používají dva odpory, připojené k terminálu LD, určené k provádění úlohy hladkého stmívání. Tím je realizován důležitý úkol - prodloužení životnosti prvků LED.
Stejný výstup poskytuje analogovou regulaci - odpor 2, 2 kΩ se mění na výkonnější střídavý analog - 5, 1 kΩ. Tím je dosaženo postupné změny výstupního potenciálu.
Použití druhé metody předpokládá použití obdélníkových pulzů na nízkofrekvenční výstup PWMD. V tomto případě se používá buď mikrokontrolér nebo generátor impulsů, které jsou nutně odděleny optočlenem.
S nebo bez trupu?
Řidiči jsou vydáváni v daném případě nebo bez něj. První varianta je nejběžnější a dražší. Taková zařízení jsou chráněna před vlhkostí a prachovými částicemi.
Úpravy druhého typu se používají při provádění skryté instalace a liší se v lacinosti.
Napájení všech prezentovaných zařízení může být ze sítě 12 V nebo 220 V. Navzdory tomu, že nebalené modely těží z ceny, jsou výrazně pozadu z hlediska bezpečnosti a spolehlivosti mechanismu
Každá z nich se liší přípustnou teplotou během provozu - je také nutné věnovat pozornost výběru.
Klasické schéma řidiče
Pro samočinnou montáž napájecího zdroje LED se zabýváme nejjednodušším zařízením pulzního typu, které nemá galvanické oddělení. Hlavní výhodou tohoto typu obvodu je jednoduché připojení a spolehlivý provoz.
Obvod měniče 220 V je prezentován jako spínací zdroj. Při montáži je nutné dodržovat všechna elektrická bezpečnostní pravidla, protože neexistují limity pro obnovení proudu.
Systém takového mechanismu se skládá ze tří hlavních kaskádových oblastí:
- Oddělovač napětí na kapacitě.
- Usměrňovač.
- Stabilizátory napětí.
První sekce - opozice vyvíjená střídavým proudem na kondenzátoru C1 s odporem. Ten je nutný pouze pro samonabíjení inertního prvku. Nemá to vliv na provoz obvodu.
Jmenovitá hodnota odporu může být v rozsahu 100 kΩ-1 MΩ, s výkonem 0, 5-1 W. Kondenzátor musí být elektrolytický a jeho efektivní hodnota špičkového napětí je 400-500 V
Když výsledné půlvlnné napětí prochází kondenzátorem, proud teče, dokud nejsou desky plně nabity. Čím menší je kapacita mechanismu, tím méně času bude vynaloženo na jeho plné nabití.
Např. Zařízení s objemem 0, 3 až 0, 4 mikrofarad se nabíjí během půlvlny periody 1/10, tj. Pouze desetiny napětí procházejícího touto sekcí.
Proces narovnávání v této oblasti se provádí podle Gretzova schématu. Diodový můstek je zvolen od jmenovitého proudu a zpětného napětí. Poslední hodnota by neměla být menší než 600 V
Druhý stupeň je elektrické zařízení, které převádí (usměrňující) střídavý proud na pulzující. Tento proces se nazývá full-wave. Protože jedna část půlvlny byla vyhlazena kondenzátorem, na výstupu tohoto úseku bude stejnosměrný proud roven 20-25 V.
Vzhledem k tomu, že napájení LED nesmí překročit 12 V, pro obvod je nutné použít stabilizační prvek. K tomu je zaveden kapacitní filtr. Můžete například použít model L7812
Třetí stupeň je založen na vyhlazovacím stabilizačním filtru - elektrolytickém kondenzátoru. Volba kapacitních parametrů závisí na zatěžovací síle.
Protože sestavený obvod reprodukuje svou práci najednou, není možné se dotknout holých vodičů, protože proudový proud dosahuje desítek ampérů - vedení jsou předizolovaná.
Závěry a užitečné video na toto téma
Všechny potíže, s nimiž se rádiový amatér může setkat, vyzvednutí konvertoru pro vysoce výkonné LED lampy, jsou podrobně popsány ve videu:
Klíčové vlastnosti samočinného připojení měniče v elektrickém obvodu:
Krok za krokem instruktáž popisující proces montáže LED ovladače s improvizovanými nástroji ručně:
Navzdory desítkám tisíc hodin nepřetržitého provozu LED svítilen, které výrobce prohlásil, existuje mnoho faktorů, které tyto hodnoty významně snižují.
Ovladače jsou určeny k vyhlazení všech proudových odrazů v elektrickém systému. Po nesprávném výpočtu všech potřebných parametrů je třeba zodpovědně přistupovat k jejich volbě nebo vlastní montáži.
Řekněte nám, jak vyzvednout ovladač žárovky LED. Podělte se o své argumenty a způsoby, jak stabilizovat napájecí napětí na diodové osvětlovací zařízení. Nechte komentáře v níže uvedeném bloku, položte otázky, pošlete obrázky na téma článku.