LED-lampun ohjaimen valinta: tyypit, käyttötarkoitus + liitäntäominaisuudet

LED-lamput ovat yleistyneet, minkä seurauksena toisiovirtalähteiden aktiivinen tuotanto on alkanut.LED-lampun ohjain pystyy ylläpitämään vakaasti määritetyt virta-arvot laitteen lähdössä, stabiloimalla diodiketjun läpi kulkevan jännitteen.

Kerromme sinulle kaiken diodilampun käyttämiseen tarkoitetun virranmuunnoslaitteen tyypeistä ja toimintaperiaatteista. Artikkelissamme on ohjeita kuljettajan valintaan ja hyödyllisiä suosituksia. Riippumattomat kodin sähköasentajat löytävät käytännössä todistetut kytkentäkaaviot.

Käyttötarkoitus ja käyttöalue

Diodikiteet koostuvat kahdesta puolijohteesta - anodista (plus) ja katodista (miinus), jotka vastaavat sähköisten signaalien muuntamisesta. Yhdellä alueella on P-tyyppinen johtavuus, toisella N. Kun virtalähde on kytketty, virta kulkee näiden elementtien läpi.

Tästä polariteetista johtuen elektronit ryntäävät P-tyypin vyöhykkeeltä N-tyypin vyöhykkeelle ja päinvastoin varaukset pisteestä N ryntäävät P:hen. Alueen jokaisella osalla on kuitenkin omat rajansa, joita kutsutaan P-N-liitoksiksi. Näissä kohdissa hiukkaset kohtaavat ja imeytyvät keskenään tai yhdistyvät uudelleen.

Diodi on puolijohdeelementti ja siinä on vain yksi p-n-liitos. Tästä syystä tärkein ominaisuus, joka määrittää niiden hehkun kirkkauden, ei ole jännite, vaan virta

P-N-siirtymien aikana jännite laskee tietyn määrän voltteja, aina sama jokaiselle piirin elementille. Kun nämä arvot otetaan huomioon, ohjain stabiloi sisääntulevan virran ja tuottaa vakioarvon lähtöön.

Mikä teho vaaditaan ja mitkä häviöt P-N-kulun aikana ilmoitetaan LED-laitteen passissa. Siksi milloin diodilampun valinta on tarpeen ottaa huomioon virtalähteen parametrit, joiden alueen on oltava riittävä kompensoimaan menetetty energia.

Jotta suuritehoiset LEDit toimisivat ominaisuuksissa määritellyn ajan, tarvitaan stabilointilaite - ohjain. Elektronisen mekanismin runko näyttää aina lähtöjännitteensä

Valaistuslaitteiden varustukseen käytetään virtalähteitä, joiden jännite on 10 - 36 V.

Varusteet voivat olla erilaisia:

• autojen, polkupyörien, moottoripyörien jne. ajovalot;
• pienet kannettavat tai katuvalaisimet;
• led-nauhat, nauhat, kattovalaisimet ja moduulit.

Kuitenkin varten pienitehoiset LEDit, ja myös vakiojännitettä käytettäessä on sallittua olla käyttämättä ohjaimia. Sen sijaan piiriin lisätään vastus, joka saa myös virran 220 V verkosta.

Virtalähteen toimintaperiaate

Selvitetään, mitkä erot ovat jännitelähteen ja virtalähteen välillä. Harkitse esimerkkinä alla olevaa kaaviota.

Kun 40 ohmin vastus kytketään 12 V virtalähteeseen, sen läpi kulkee 300 mA virta (kuva A). Kun toinen vastus kytketään rinnan piiriin, virran arvo on 600 mA (B). Jännite pysyy kuitenkin ennallaan.

Huolimatta kahden vastuksen kytkemisestä virtalähteeseen, toinen muodostaa vakiojännitteen lähtöön, koska ihanteellisissa olosuhteissa se ei ole kuormituksen alainen

Katsotaan nyt, kuinka arvot muuttuvat, jos vastukset kytketään virtalähteeseen piirissä. Samoin esittelemme 40 ohmin reostaatin 300 mA:n ohjaimella. Jälkimmäinen luo siihen 12 V jännitteen (piiri B).

Jos piiri koostuu kahdesta vastuksesta, virran arvo ei muutu ja jännite on 6 V (G).

Ohjain, toisin kuin jännitelähde, säilyttää määritetyt virtaparametrit lähdössä, mutta jänniteteho voi vaihdella

Johtopäätökset tehdessään voidaan sanoa, että laadukas muunnin syöttää kuormaan nimellisvirralla myös jännitteen laskeessa. Vastaavasti 2 V tai 3 V diodikiteet ja 300 mA:n virta palavat yhtä kirkkaasti pienemmällä jännitteellä.

Muuntimen erityisominaisuudet

Yksi tärkeimmistä indikaattoreista on lähetysteho kuormitettuna. Älä ylikuormita laitetta ja yritä saada parhaat mahdolliset tulokset.

Väärä käyttö edistää paitsi katselumekanismin myös LED-sirujen nopeaa vikaa.

Tärkeimpiä työhön vaikuttavia tekijöitä ovat mm.

• kokoonpanoprosessissa käytetyt rakenneosat;
• suojausaste (IP);
• minimi- ja maksimiarvot tulossa ja lähdössä;
• valmistaja.

Nykyaikaiset muuntajamallit valmistetaan mikropiirien pohjalta ja niissä käytetään pulssinleveysmuunnostekniikkaa (PWM).

Virtalähteen käytön aikana on otettu käyttöön pulssinleveysmodulaatiomenetelmä lähtöjännitteen säätelemiseksi, samalla kun lähdössä ylläpidetään samanlaista virtaa kuin sisääntulossa.

Tällaisille laitteille on ominaista korkea suojaus oikosulkuja, verkon ylikuormituksia vastaan, ja niillä on myös lisääntynyt tehokkuus.

Virtamuuntimen valintasäännöt

Jos haluat ostaa LED-lamppumuuntimen, sinun tulee tutkia avainta laitteen ominaisuudet. Lähtöjännitteeseen, nimellisvirtaan ja lähtötehoon kannattaa luottaa.

LED teho

Analysoidaan ensin lähtöjännite, joka riippuu useista tekijöistä:

• jännitehäviöiden arvo kiteiden P-N-liitoksissa;
• valodiodien lukumäärä ketjussa;
• kytkentäkaavio.

Nimellisvirran parametrit voidaan määrittää kuluttajan ominaispiirteiden, nimittäin LED-elementtien tehon ja niiden kirkkausasteen perusteella.

Tämä ilmaisin vaikuttaa kiteiden kuluttamaan virtaan, jonka alue vaihtelee vaaditun kirkkauden mukaan. Muuntimen tehtävänä on tarjota näille elementeille tarvittava määrä energiaa.

Lähtöjännitteen arvon on oltava suurempi tai identtinen sähköpiirin kuhunkin lohkoon kulutetun energian kokonaismäärän kanssa

Laitteen teho riippuu kunkin LED-elementin vahvuudesta, väristä ja määrästä.

Käytä seuraavaa kaavaa laskeaksesi kulutetun energian:

P_H = P_LED *N,

Missä

• P_LED – yhden diodin aiheuttama sähkökuorma,
• N on kiteiden lukumäärä ketjussa.

Saadut indikaattorit eivät saa olla pienempiä kuin kuljettajan teho. Nyt on tarpeen määrittää vaadittu nimellisarvo.

Laitteen suurin teho

On myös otettava huomioon, että muuntimen vakaan toiminnan varmistamiseksi sen nimellisarvojen on ylitettävä saatu P-arvo 20-30%._H.

Siten kaava saa muodon:

P_max ≥ (1,2..1,3) * P_H,

missä P_max — virtalähteen nimellisteho.

Kortin tehon ja kuluttajien lukumäärän lisäksi kuormituslujuuteen vaikuttavat myös kuluttajan väritekijät. Samalla virralla, sävyn mukaan, niillä on erilaiset jännitehäviöt.

LED-lampun ohjaimen on syötettävä virtaa mahdollisimman suuren kirkkauden varmistamiseksi. Laitetta valitessaan ostajan tulee muistaa, että tehon on oltava suurempi kuin mitä kaikki LEDit käyttävät

Otetaan esimerkiksi amerikkalaisen Creen ledit XP-E-linjasta punaisena.

Niiden ominaisuudet ovat seuraavat:

• jännitehäviö 1,9-2,4 V;
• virta 350 mA;
• keskimääräinen virrankulutus 750 mW.

Vihreällä analogilla samalla virralla on täysin erilaiset indikaattorit: häviöt P-N-liitoksissa ovat 3,3-3,9 V ja teho on 1,25 W.

Näin ollen voimme tehdä johtopäätökset: 10 W:n ohjaintehoa käytetään kahdentoista punaisen tai kahdeksan vihreän kiteen tehonlähteenä.

LED-liitäntäkaavio

Ohjaimen valinta tulee tehdä LED-kuluttajien kytkentäkaavion määrittämisen jälkeen. Jos ostat ensin valodiodeja ja valitset sitten niille muuntimen, tähän prosessiin liittyy paljon vaikeuksia.

Jotta löydät laitteen, joka varmistaa täsmälleen tämän määrän kuluttajia annetulla kytkentäkaaviolla, sinun on vietettävä paljon aikaa.

Otetaan esimerkki kuuden kuluttajan kanssa. Niiden jännitehäviö on 3 V, virrankulutus 300 mA. Niiden yhdistämiseksi voit käyttää yhtä menetelmistä, ja jokaisessa yksittäisessä tapauksessa virtalähteen vaadittavat parametrit vaihtelevat.

Vuorottelevien diodien haittana on suuremman jännitteen tehonsyötön tarve, jos piirissä on paljon kiteitä

Meidän tapauksessamme sarjaan kytkettynä tarvitaan 18 V yksikkö, jonka virta on 300 mA. Tämän menetelmän tärkein etu on, että sama teho kulkee koko linjan läpi, ja vastaavasti kaikki diodit palavat samalla kirkkaudella.

Kuluttajien rinnakkaisen sijoittamisen haittana on kunkin ketjun kirkkauden ero. Tämä negatiivinen ilmiö johtuu diodiparametrien hajoamisesta, joka johtuu kunkin linjan läpi kulkevan virran eroista.

Jos käytetään rinnakkaissijoitusta, riittää 9 V muuntaja, mutta kulutettu virta kaksinkertaistuu edelliseen tapaan verrattuna.

Kahden diodin peräkkäisen järjestelyn menetelmää ei voida käyttää, kun ryhmään kuuluvien kiteiden lukumäärä muuttuu - 3 tai enemmän. Tällaiset rajoitukset johtuvat siitä, että liian paljon virtaa voi kulkea yhden elementin läpi, ja tämä luo koko piirin epäonnistumisen todennäköisyyden

Jos käytetään peräkkäistä menetelmää kahden LED-parin muodostamiseksi, käytetään ajuria, jolla on samanlainen suorituskyky kuin edellisessä tapauksessa. Tässä tapauksessa valaistuksen kirkkaus on tasainen.

Tässäkin on kuitenkin joitain negatiivisia vivahteita: kun ryhmälle syötetään virtaa, ominaisuuksien vaihtelun vuoksi yksi LED-valoista voi avautua nopeammin kuin toinen, ja vastaavasti sen läpi virtaa kaksi kertaa nimellisarvoa suurempi virta.

Useita tyyppejä LEDit kodin valaistukseen on suunniteltu tällaisiin lyhytaikaisiin hyppyihin, mutta tämä menetelmä on vähemmän suosittu.

Ohjainten tyypit laitetyypin mukaan

Laitteet, jotka muuntavat 220 V:n tehon LEDien vaadituiksi indikaattoreiksi, jaetaan perinteisesti kolmeen luokkaan: elektroniset; perustuu kondensaattoreihin; himmennettävä.

Valaistustarvikemarkkinoita edustaa laaja valikoima ohjainmalleja, pääasiassa kiinalaisilta valmistajilta. Ja alhaisesta hintaluokasta huolimatta voit valita näistä laitteista erittäin kunnollisen vaihtoehdon. Takuukorttiin kannattaa kuitenkin kiinnittää huomiota, koska... Kaikki esitetyt tuotteet eivät ole hyväksyttävää laatua.

Elektroninen näkymä laitteesta

Ihannetapauksessa elektroniikkamuunnin tulisi varustaa transistorilla. Sen tehtävänä on purkaa ohjausmikropiiri. Aaltoilun poistamiseksi tai tasoittamiseksi niin paljon kuin mahdollista, ulostuloon on asennettu kondensaattori.

Tämän tyyppinen laite kuuluu kalliiseen luokkaan, mutta se pystyy stabiloimaan virran 750 mA asti, johon liitäntämekanismit eivät pysty.

Uusimmat ajurit asennetaan pääasiassa E27-kantaisiin hehkulamppuihin. Poikkeuksena sääntöön ovat Gauss GU5.3 -tuotteet. Ne on varustettu muuntajattomalla muuntimella. Niiden pulsaatioaste saavuttaa kuitenkin useita satoja hertsejä

Pulsaatio ei ole muuntimien ainoa haittapuoli. Toista voidaan kutsua sähkömagneettisiksi häiriöiksi suurtaajuusalueella (HF). Joten jos lamppuun kytkettyyn pistorasiaan on kytketty muita sähkölaitteita, esimerkiksi radio, voit odottaa häiriöitä vastaanotettaessa digitaalisia FM-taajuuksia, televisiota, reititintä jne.

Laatulaitteen valinnaisessa laitteessa tulee olla kaksi kondensaattoria: toinen on elektrolyyttinen aaltoilun tasoittamiseksi, toinen on keraaminen RF:n vähentämiseksi.Tällainen yhdistelmä löytyy kuitenkin harvoin, varsinkin kun puhutaan kiinalaisista tuotteista.

Ne, joilla on yleisiä käsitteitä tällaisista sähköpiireistä, voivat itsenäisesti valita elektronisen muuntimen lähtöparametrit muuttamalla vastusten arvoa

Korkean hyötysuhteensa (jopa 95%) ansiosta tällaiset mekanismit sopivat tehokkaille laitteille, joita käytetään eri aloilla, esimerkiksi auton viritykseen, katuvalaistukseen ja kotitalouksien LED-lähteisiin.

Kondensaattoripohjainen virtalähde

Siirrytään nyt vähemmän suosittuihin laitteisiin - kondensaattoreihin perustuviin laitteisiin. Melkein kaikilla tämäntyyppisiä ohjaimia käyttävillä edullisilla LED-lamppupiireillä on samanlaiset ominaisuudet.

Valmistajan tekemien muutosten vuoksi niihin tehdään kuitenkin muutoksia, esimerkiksi jokin piirielementti poistetaan. Erityisen usein tämä osa on yksi kondensaattoreista - tasoitus.

Koska markkinat täyttyvät hallitsemattomasti halvoilla ja huonolaatuisilla tavaroilla, käyttäjät voivat "tuntea" sataprosenttisen sykkeen lampuissa. Jopa niiden suunnitteluun perehtymättä voidaan sanoa, että tasoituselementti on poistettu piiristä

Tällaisilla mekanismeilla on vain kaksi etua: ne ovat käytettävissä itsekokoonpanoa varten, ja niiden hyötysuhde on sata prosenttia, koska häviöitä esiintyy vain p-n-liitoksissa ja vastuksissa.

Kielteisiä puolia on sama määrä: alhainen sähköturvallisuus ja korkea pulsaatioaste. Toinen haittapuoli on noin 100 Hz ja muodostuu vaihtojännitteen tasasuuntauksesta. GOST määrittelee sallitun pulsaation 10-20%, riippuen sen huoneen tarkoituksesta, johon valaistuslaite on asennettu.

Ainoa tapa lieventää tätä haittaa on valita kondensaattori, jolla on oikea arvo. Sinun ei kuitenkaan pidä luottaa ongelman poistamiseen kokonaan - tällainen ratkaisu voi vain tasoittaa purskeiden voimakkuutta.

Himmennettävät virtamuuntimet

Dimmer-ohjaimet himmennettävät LED-lamput voit muuttaa tulevan ja lähtevän virran ilmaisimia samalla kun vähennät tai lisäät diodien lähettämän valon kirkkautta.

Yhteystapaa on kaksi:

• ensimmäinen sisältää pehmeän käynnistyksen;
• toinen on impulssi.

Harkitse CPC9909-siruun perustuvien himmennettävien ohjaimien toimintaperiaatetta, jota käytetään LED-piirien, mukaan lukien korkean kirkkauden, säätölaitteena.

Kaavio CPC9909:n vakioliitännästä 220 V:n virtalähteellä Kaavioohjeiden mukaan on mahdollista ohjata yhtä tai useampaa tehokasta kuluttajaa

Pehmeän käynnistyksen aikana mikropiiri ajurin kanssa varmistaa diodien asteittaisen päällekytkemisen kirkkauden lisääntyessä. Tämä prosessi sisältää kaksi vastusta, jotka on kytketty LD-nastan, jotka on suunniteltu suorittamaan tasainen himmennys. Näin saavutetaan tärkeä tehtävä – LED-elementtien käyttöiän pidentäminen.

Sama lähtö tarjoaa myös analogisen säädön - 2,2 kOhm vastus korvataan tehokkaammalla säädettävällä analogisella - 5,1 kOhm. Tällä tavalla saavutetaan tasainen muutos lähtöpotentiaalissa.

Toisen menetelmän käyttö sisältää suorakaiteen muotoisten pulssien syöttämisen PWMD:n matalataajuiseen lähtöön. Tässä tapauksessa käytetään joko mikro-ohjainta tai pulssigeneraattoria, jotka on välttämättä erotettu optoerottimella.

Asunnon kanssa vai ilman?

Ajurit ovat saatavilla kotelolla tai ilman.Ensimmäinen vaihtoehto on yleisin ja kalliimpi. Tällaiset laitteet on suojattu kosteudelta ja pölyhiukkasilta.

Toisen tyypin laitteita käytetään piilotettuun asennukseen, ja ne ovat näin ollen edullisia.

Kaikki esitellyt laitteet voivat saada virtaa 12 V tai 220 V verkosta. Huolimatta siitä, että avoimen kehyksen mallit ovat hintahyötyjä, ne ovat huomattavasti jäljessä mekanismin turvallisuudessa ja luotettavuudessa.

Jokainen niistä eroaa sallitusta lämpötilasta käytön aikana - tämä on myös otettava huomioon valittaessa.

Klassinen kuljettajapiiri

LED-virtalähteen itsenäisen kokoamiseksi käsittelemme yksinkertaisinta pulssityyppistä laitetta, jossa ei ole galvaanista eristystä. Tämän tyyppisen piirin tärkein etu on yksinkertainen liitäntä ja luotettava toiminta.

220 V muuntajapiiri on esitetty hakkuriteholähteenä. Asennuksen aikana on noudatettava kaikkia sähköturvallisuussääntöjä, koska virtalähteelle ei ole rajoituksia

Tällaisen mekanismin järjestelmä koostuu kolmesta pääkaskadialueesta:

1. Kapasitiivinen jännitteenerotin.
2. Tasasuuntaaja.
3. Ylijännitesuojat.

Ensimmäinen osa on vaihtovirtavastus kondensaattorissa C1, jossa on vastus. Jälkimmäistä tarvitaan yksinomaan inertin elementin itselataukseen. Se ei vaikuta piirin toimintaan.

Vastuksen nimellisarvo voi olla alueella 100 kOhm-1 Mohm, teholla 0,5-1 W. Kondensaattorin tulee olla elektrolyyttinen ja sen tehollinen amplitudijännite on 400-500 V

Kun syntynyt puoliaaltojännite kulkee kondensaattorin läpi, virta kulkee, kunnes levyt ovat täysin latautuneet. Mitä pienempi mekanismin kapasiteetti, sitä vähemmän aikaa sen lataamiseen kuluu.

Esimerkiksi laitetta, jonka tilavuus on 0,3-0,4 μF, ladataan 1/10 puoliaaltojaksosta, eli vain kymmenesosa kulkevasta jännitteestä kulkee tämän osan läpi.

Oikaisuprosessi tässä osassa suoritetaan Graetzin kaavion mukaisesti. Diodisilta valitaan nimellisvirran ja käänteisen jännitteen perusteella. Tässä tapauksessa viimeisen arvon ei tulisi olla pienempi kuin 600 V

Toinen vaihe on sähkölaite, joka muuntaa (tasasuuntaa) vaihtovirran sykkiväksi virraksi. Tätä prosessia kutsutaan täysiaaltoiseksi. Koska yksi puoliaallon osa on tasoitettu kondensaattorilla, tämän osan lähdössä on tasavirta 20-25 V.

Koska LED-virtalähde ei saa ylittää 12 V, piirissä on käytettävä stabilointielementtiä. Tätä tarkoitusta varten otetaan käyttöön kapasitiivinen suodatin. Voit esimerkiksi käyttää mallia L7812

Kolmas vaihe toimii tasoittavan stabiloivan suodattimen - elektrolyyttikondensaattorin - perusteella. Sen kapasitiivisten parametrien valinta riippuu kuormituksen lujuudesta.

Koska koottu piiri toistaa toimintansa välittömästi, et voi koskea paljaisiin johtoihin, koska johdettu virta saavuttaa kymmeniä ampeeria - johdot eristetään ensin.

Päätelmät ja hyödyllinen video aiheesta

Videossa kuvataan yksityiskohtaisesti kaikki vaikeudet, joita radioamatööri voi kohdata valitessaan muuntimen tehokkaille LED-lampuille:

Tärkeimmät ominaisuudet muuntajalaitteen kytkemiseksi itsenäisesti sähköpiiriin:

Vaiheittaiset ohjeet, jotka kuvaavat LED-ohjaimen kokoamista omin käsin improvisoiduilla keinoilla:

Huolimatta valmistajan ilmoittamista LED-lamppujen kymmenistä tuhansista tunteista keskeytymättömästä toiminnasta, monet tekijät vähentävät näitä indikaattoreita merkittävästi.

Ajurit on suunniteltu tasoittamaan kaikki sähköjärjestelmän virran hyppyt. Niiden valintaan tai itsekokoonpanoon on suhtauduttava vastuullisesti sen jälkeen, kun kaikki tarvittavat parametrit on laskettu.

Kerro meille, kuinka valitsit ohjaimen LED-lampulle. Jaa argumenttisi ja tapojasi stabiloida diodivalaistuslaitteen jännitesyöttöä. Jätä kommentit alla olevaan lohkoon, kysy kysymyksiä, lähetä valokuvia artikkelin aiheesta.