Саморобний драйвер для світлодіодів від 220В. Схеми лід драйверів

Драйвер для світлодіодів своїми руками: прості схеми з описом

Для застосування світлодіодів як джерела освітлення зазвичай потрібен спеціалізований драйвер. Але буває так, що потрібного драйвера під рукою немає, а потрібно організувати підсвічування, наприклад, в автомобілі, або протестувати світлодіод на яскравість свічення. У цьому випадку можна зробити драйвер для світлодіодів своїми руками.

Як зробити драйвер для світлодіодів

У наведених нижче схемах використовуються найпоширеніші елементи, які можна придбати у будь-якому радіомагазині. При складанні не потрібне спеціальне обладнання - всі необхідні інструменти знаходяться у широкому доступі. Незважаючи на це, при акуратному підході пристрої працюють досить довго і не дуже поступаються комерційним зразкам.

Необхідні матеріали та інструменти

Для того, щоб зібрати саморобний драйвер, знадобляться:

• Паяльник потужністю 25-40 Вт. Можна використовувати і більшу потужність, але при цьому зростає небезпека перегріву елементів і виходу їх з ладу. Найкраще використовувати паяльник з керамічним нагрівачем і необгореним жалом, т.к. звичайне мідне жало досить швидко окислюється і його доводиться чистити.
• Флюс для паяння (каніфоль, гліцерин, ФКЕТ і т.д.). Бажано використовувати саме нейтральний флюс, - на відміну від активних флюсів (ортофосфорна та соляна кислоти, хлористий цинк та ін), він згодом не окислює контакти і менш токсичний. Незалежно від використовуваного флюсу після збирання пристрою його краще відмити спиртом. Для активних флюсів ця процедура є обов'язковою, для нейтральних – меншою мірою.
• Припій. Найбільш поширеним є легкоплавкий олов'яно-свинцевий припій ПОС-61. Безсвинцеві припої менш шкідливі при вдиханні парів під час паяння, але мають більш високу температуру плавлення при меншій текучості та схильності до деградації шва з часом.
• Невеликі плоскогубці для згинання висновків.
• Шматочки або бокорізи для обкушування довгих кінців висновків та проводів.
• Монтажні дроти в ізоляції. Найкраще підійдуть багатожильні мідні дроти перетином від 0.35 до 1 мм2.
• Мультиметр контролю напруги в вузлових точках.
• Ізолента або термозбіжна трубка.
• Невелика макетна плата зі склотекстоліту. Достатньо буде плати розмірами 60х40 мм.

Макетна плата із текстоліту для швидкого монтажу

Схема драйвера для світлодіода 1 Вт

Одна з найпростіших схем живлення потужного світлодіода представлена ​​на малюнку нижче:

Як видно, крім світлодіода до неї входять всього 4 елементи: 2 транзистори та 2 резистори.

У ролі регулятора струму, що проходить через led, тут виступає сильний польовий n-канальний транзистор VT2. Резистор R2 визначає максимальний струм, що проходить через світлодіод, а також працює як датчик струму для транзистора VT1 в ланцюгу зворотного зв'язку.

Чим більший струм проходить через VT2, тим більша напруга падає на R2 відповідно VT1 відкривається і знижує напругу на затворі VT2, тим самим зменшуючи струм світлодіода. Таким чином досягається стабілізація вихідного струму.

Живлення схеми здійснюється від джерела постійної напруги 9 - 12, струм не менше 500 мА. Вхідна напруга повинна бути мінімум на 1-2 В більше падіння напруги на світлодіоді.

Резистор R2 повинен розсіювати потужність 1-2 Вт, залежно від необхідного струму та напруги живлення. Транзистор VT2 – n-канальний, розрахований струм не менше 500 мА: IRF530, IRFZ48, IRFZ44N. VT1 - будь-який малопотужний біполярний npn: 2N3904, 2N5088, 2N2222, BC547 і т.д. R1 – потужністю 0.125 – 0.25 Вт опором 100 кОм.

Зважаючи на малу кількість елементів, складання можна проводити навісним монтажем:

Ще одна проста схема драйвера на основі лінійного керованого стабілізатора напруги LM317:

Тут вхідна напруга може бути до 35 В. Опір резистора можна розрахувати за такою формулою:

де I – сила струму у амперах.

У цій схемі на LM317 буде розсіюватися значна потужність при великій різниці між напругою живлення і падінням на світлодіоді. Тому її доведеться розмістити на маленькому радіаторі. Резистор також має бути розрахований на потужність щонайменше 2 Вт.

Більш наочно ця схема розглянута в наступному відео:

Тут показано як підключити потужний світлодіод, використовуючи акумулятори напругою близько 8 В. При падінні напруги на LED близько 6 В різниця виходить невелика, і мікросхема нагрівається несильно, тому можна обійтися і без радіатора.

Зверніть увагу, що при великій різниці між напругою живлення та падінням на LED необхідно ставити мікросхему на тепловідведення.

Схема потужного драйвера із входом ШІМ

Нижче показано схему для живлення потужних світлодіодів:

Драйвер побудований на здвоєному компараторі LM393. Сама схема є buck-converter, тобто імпульсний понижувальний перетворювач напруги.

Особливості драйвера

• Напруга живлення: 5 - 24 В, постійна;
• Вихідний струм: до 1 А, регульований;
• Вихідна потужність: 18 Вт;
• Захист від КЗ після виходу;
• Можливість керування яскравістю за допомогою зовнішнього ШІМ сигналу (цікаво буде почитати, як регулювати яскравість світлодіодної стрічки через димер).

Принцип дії

Резистор R1 з діодом D1 утворюють джерело опорної напруги близько 0.7, яке додатково регулюється змінним резистором VR1. Резистори R10 та R11 служать датчиками струму для компаратора. Як тільки напруга на них перевищить опорну, компаратор закриється, закриваючи таким чином пару транзисторів Q1 і Q2, а ті, своєю чергою, закриють транзистор Q3. Однак індуктор L1 в цей момент прагне відновити проходження струму, тому струм протікатиме доти, поки напруга на R10 і R11 не стане менше опорного, і компаратор знову не відкриє транзистор Q3.

Пара Q1 і Q2 виступає як буфер між виходом компаратора і затвором Q3. Це захищає схему від помилкових спрацьовувань через наведення на затворі Q3, та стабілізує її роботу.

Друга частина компаратора (IC1 2/2) використовується для додаткового регулювання яскравості за допомогою ШІМ. Для цього сигнал керування подається на вхід PWM: при подачі логічних рівнів ТТЛ (+5 і 0 В) схема буде відкривати і закривати Q3. Максимальна частота сигналу на вході PWM – близько 2 КГц. Також цей вхід можна використовувати для увімкнення та вимкнення пристрою за допомогою пульта дистанційного керування.

D3 є діод Шоттки, розрахований на струм до 1 А. Якщо не вдасться знайти саме діод Шоттки, можна використовувати імпульсний діод, наприклад FR107, але вихідна потужність тоді дещо знизиться.

Максимальний струм на виході налаштовується підбором R2 та включенням або виключенням R11. Так можна отримати такі значення:

• 350 мА (LED потужністю 1 Вт): R2=10K, R11 вимкнено,
• 700 мА (3 Вт): R2=10K, R11 підключений, номінал 1 Ом,
• 1А (5Вт): R2 = 2,7 K, R11 підключений, номінал 1 Ом.

У вужчих межах регулювання проводиться змінним резистором та ШІМ – сигналом.

Складання та налаштування драйвера

Монтаж компонентів драйвера виконується на макетній платі. Спочатку встановлюється мікросхема LM393, потім найменші компоненти: конденсатори, резистори, діоди. Потім ставляться транзистори, й у останню чергу змінний резистор.

Розміщувати елементи на платі краще таким чином, щоб мінімізувати відстань між висновками, що з'єднуються, і використовувати якомога менше проводів як перемичок.

При з'єднанні важливо дотримуватись полярності підключення діодів і розпинування транзисторів, яку можна знайти в технічному описі на ці компоненти. Також діоди можна перевірити за допомогою мультиметра в режимі вимірювання опору: у прямому напрямку пристрій покаже значення порядку 500-600 Ом.

Для живлення схеми можна використовувати зовнішнє джерело постійної напруги 5-24 або акумулятори. У батарейок 6F22 («крона») та інших дуже маленька ємність, тому їх застосування недоцільно при використанні потужних LED.

Після збирання потрібно підлаштувати вихідний струм. Для цього на вихід припаюються світлодіоди, а двигун VR1 встановлюється в крайнє нижнє за схемою положення (перевіряється мультиметром у режимі продзвонювання). Далі на вхід подаємо напругу живлення, і обертанням ручки VR1 домагаємося необхідної яскравості світіння.

Список елементів:

Висновок

Перші дві з розглянутих схем дуже прості у виготовленні, але вони не забезпечують захисту від короткого замикання і мають досить низький ККД. Для довготривалого використання рекомендується третя схема на LM393, оскільки вона позбавлена ​​цих недоліків і має ширші можливості регулювання вихідної потужності.

ledno.ru

Схема драйвера світлодіодів 220В

Переваги світлодіодних лап розглядалися неодноразово. Велика кількість позитивних відгуків користувачів світлодіодного освітлення мимоволі змушує задуматися про власні лампочки Ілліча. Все було б непогано, але коли справа доходить до калькуляції переоснащення квартири на світлодіодне освітлення, цифри трохи напружують.

Для заміни звичайної лампи на 75Вт йде світлодіодна лампочка на 15Вт, а таких ламп треба поміняти десяток. За середньої вартості близько 10 доларів за лампу бюджет виходить пристойний, та ще й ще не можна виключити ризик придбання китайського «клону» з життєвим циклом 2-3 роки. У світлі цього багато хто розглядає можливість самостійного виготовлення цих девайсів.

Теорія живлення світлодіодних ламп від 220В

Найбільш бюджетний варіант можна збирати своїми руками з таких світлодіодів. Десяток таких малюків коштує менше за долар, а за яскравістю відповідає лампі розжарювання на 75Вт. Зібрати все воєдино не проблема, тільки безпосередньо в мережу їх не підключиш - згорять. Серцем будь-якої світлодіодної лампи є драйвер живлення. Від нього залежить, наскільки довго і добре світитиме лампочка.

Щоб зібрати світлодіодну лампу своїми руками на 220 вольт, розберемося в схемі драйвера живлення.

Параметри мережі значно перевищують потреби світлодіода. Щоб світлодіод зміг працювати від мережі потрібно зменшити амплітуду напруги, силу струму і перетворити змінну напругу мережі в постійне.

Для цього використовують дільник напруги з резисторної чи ємнісної навантаженням і стабілізатори.

Компоненти діодного світильника

Схема світлодіодної лампи на 220 вольт вимагатиме мінімальної кількості доступних компонентів.

• Світлодіоди 3,3В 1Вт - 12 шт.;
• керамічний конденсатор 0,27мкФ 400-500В - 1 шт.;
• резистор 500кОм - 1Мом 0,5 - 1Вт - 1 ш.т;
• діод на 100В – 4 шт.;
• електролітичні конденсатори на 330мкФ та 100мкФ 16В по 1 шт.;
• стабілізатор напруги на 12В L7812 чи аналогічний – 1шт.

Виготовлення драйвера світлодіодів на 220В своїми руками

Схема лід драйвера на 220 вольт є не що інше, як імпульсний блок живлення.

Як саморобний світлодіодний драйвер від мережі 220В розглянемо найпростіший імпульсний блок живлення без гальванічної розв'язки. Основна перевага таких схем – простота та надійність. Але будьте обережні при складанні, оскільки у такої схеми немає обмеження по струму, що віддається. Світлодіоди будуть відбирати свої належні півтора ампера, але якщо ви торкнетеся оголених проводів рукою, то струм досягне десятка ампер, а такий удар струму дуже відчутний.

Схема найпростішого драйвера для світлодіодів на 220В складається з трьох основних каскадів:

• Дільник напруги на ємнісному опорі;
• діодний міст;
• каскад стабілізації напруги.

Перший каскад – ємнісний опір на конденсаторі С1 із резистором. Резистор необхідний саморозрядження конденсатора і роботу самої схеми впливає. Його номінал не особливо критичний і може бути від 100кОм до 1Мом із потужністю 0,5-1 Вт. Конденсатор обов'язково не електролітичний на 400-500В (ефективна амплітудна напруга мережі).

При проходженні напівхвилі напруги через конденсатор він пропускає струм, поки не відбудеться заряд обкладок. Чим менша його ємність, тим швидше відбувається повна зарядка. При ємності 0,3-0,4мкФ час зарядки становить 1/10 періоду напівхвилі напруги. Говорячи простою мовою, через конденсатор пройде лише десята частина напруги, що надходить.

Другий каскад – діодний міст. Він перетворює змінну напругу на постійне. Після відсікання більшої частини напівхвилі напруги конденсатором на виході діодного мосту отримуємо близько 20-24В постійного струму.

Третій каскад – фільтр, що згладжує стабілізуючий.

Конденсатор із діодним мостом виконують функцію дільника напруги. При зміні вольтажу в мережі на виході діодного мосту амплітуда так само змінюватиметься.

Щоб згладити пульсацію напруги паралельно ланцюга підключаємо електролітичний конденсатор. Його ємність залежить від потужності нашого навантаження.

У схемі драйвера напруга живлення для світлодіодів не повинна перевищувати 12В. Як стабілізатор можна використовувати поширений елемент L7812.

Зібрана схема світлодіодної лампи на 220 вольт починає працювати відразу, але перед включенням у мережу ретельно ізолюйте всі оголені дроти та місця паяння елементів схеми.

Варіант драйвера без стабілізатора струму

У мережі існує безліч схем драйверів для світлодіодів від мережі 220В, які не мають стабілізаторів струму.

Проблема будь-якого безтрансформаторного драйвера - пульсація вихідної напруги, а отже, і яскравості світлодіодів. Конденсатор, встановлений після діодного мосту, частково справляється із цією проблемою, але вирішує її не повністю.

На діодах буде присутня пульсація з амплітудою 2-3В. Коли ми встановлюємо в схему стабілізатор на 12В, навіть з урахуванням пульсації амплітуда вхідної напруги буде вище діапазону відсікання.

Діаграма напруги у схемі без стабілізатора

Діаграма у схемі зі стабілізатором

Тому драйвер для діодних ламп, навіть зібраний своїми руками, за рівнем пульсації не поступатиметься аналогічним вузлам дорогих ламп фабричного виробництва.

Як бачите, зібрати драйвер своїми руками не становить особливої ​​складності. Змінюючи параметри елементів схеми, ми можемо у межах варіювати значення вихідного сигналу.

Якщо у вас виникне бажання на основі такої схеми зібрати схему світлодіодного прожектора на 220 вольт, краще переробити вихідний каскад під напругу 24В з відповідним стабілізатором, оскільки вихідний струм L7812 1,2А, це обмежує потужність навантаження в 10Вт. Для потужніших джерел освітлення потрібно або збільшити кількість вихідних каскадів, або використовувати потужніший стабілізатор з вихідним струмом до 5А і встановлювати його на радіатор.

svetodiodinfo.ru

Як вибрати світлодіодний драйвер, led driver

Найоптимальнішим способом підключення до 220В, 12В є використання стабілізатора струму, світлодіодного драйвера. Мовою передбачуваного противника пишеться «led driver». Додавши до цього запиту бажану потужність, ви легко знайдете на Aliexpress або Ebay відповідний товар.

• 1. Особливості китайських
• 2. Термін служби
• 3. ЛІД драйвер на 220В
• 4. RGB драйвер на 220В
• 5. Модуль для збирання
• 6. Драйвер для світлодіодних світильників
• 7. Блок живлення для led стрічки
• 8. Led драйвер своїми руками
• 9. Низьковольтні
• 10. Регулювання яскравості

Особливості китайських

Багато хто любить купувати на найбільшому китайському базарі Aliexpress. ціни та асортимент радують. LED driver найчастіше вибирають через низьку вартість та хороші характеристики.

Але з підвищенням курсу долара купувати у китайців стало невигідно, вартість зрівнялася з Російською, при цьому відсутня гарантія та можливість обміну. Для дешевої електроніки характеристики завжди завищені. Наприклад, якщо вказана потужність в 50 Вт, у кращому випадку це максимальна короткочасна потужність, а не постійна. Номінальна буде 35W – 40W.

До того ж, сильно економлять на начинці, щоб знизити ціну. Де-не-де бракує елементів, які забезпечують стабільну роботу. Застосовуються найдешевші комплектуючі, з коротким терміном служби та невисокої якості, тому відсоток шлюбу відносно високий. Як правило, комплектуючі працюють на межі своїх параметрів, без запасу.

Якщо виробник не вказано, то йому не треба відповідати за якість та відгук про його товар не напишуть. А той самий товар випускають кілька заводів у різній комплектації. Для хороших виробів має бути зазначений бренд, отже він не боїться відповідати за якість своєї продукції.

Одним з найкращих є бренд MeanWell, який цінує якість своїх виробів і не випускає барахло.

Строк служби

Як у будь-якого електронного пристрою, у світлодіодного драйвера є термін служби, який залежить від умов експлуатації. Фірмові сучасні світлодіоди вже працюють до 50-100 тисяч годинників, тому харчування виходить з ладу раніше.

Класифікація:

1. ширвжиток до 20.000ч.;
2. середня якість до 50.000 год.;
3. до 70.000 год. джерело живлення на якісних японських комплектуючих.

Цей показник є важливим при розрахунку окупності на довгострокову перспективу. Для побутового користування вистачає ширвжитку. Хоча скупий платить двічі, і у світлодіодних прожекторах та світильниках це чудово працює.

ЛІД драйвер на 220В

Сучасні світлодіодні драйвера конструктивно виконуються на ШІМ контролері, який дуже добре може стабілізувати струм.

Основні параметри:

1. номінальна потужність;
2. робочий струм;
3. кількість світлодіодів, що підключаються;
4. коефіцієнт потужності;
5. ККД стабілізатора.

Корпуси для вуличного використання виконуються з металу або міцного пластику. При виготовленні корпусу з алюмінію він може виступати як система охолодження для електронної начинки. Особливо це актуально під час заповнення корпусу компаундом.

На маркуванні часто вказують, скільки світлодіодів можна підключити і до якої потужності. Це значення може бути не лише фіксованим, а й у вигляді діапазону. Наприклад, можливе підключення світлодіодів 12220 від 4 до 7 штук по 1W. Це залежить від конструкції електричної схеми світлодіодного драйвера.

RGB драйвер для 220В

Триколірні світлодіоди RGB відрізняються від одноколірних тим, що містять в одному корпусі кристали різних кольорів червоний, синій, зелений. Для керування ними кожен колір необхідно запалювати окремо. У діодних стрічок для цього використовується RGB контролер та блок живлення.

Якщо RGB світлодіода вказана потужність 50W, це загальна на все 3 кольори. Щоб дізнатися про приблизне навантаження на кожен канал, ділимо 50W на 3, отримаємо близько 17W.

Окрім потужних led driver є і на 1W, 3W, 5W, 10W.

Пульти дистанційного керування (ДК) бувають 2 типів. З інфрачервоним керуванням, як у телевізора. З керуванням по радіоканалу, ДУ не треба направляти на приймач сигналу.

Модуль для збирання

Якщо вас цікавить лід driver для складання своїми руками світлодіодного прожектора або світильника, можна використовувати led driver без корпусу.

Якщо у вас є стабілізатор струму для світлодіодів, який не підходить за силою струму, то її можна збільшити або зменшити. Знайдіть на платі мікросхему ШІМ контролера, від якого залежать характеристики LED драйвера. На ній вказано маркування, яким необхідно знайти специфікації на неї. У документації буде вказано типову схему включення. Зазвичай струм на виході задається одним або декількома резисторами, підключеними до ніжок мікросхеми. Якщо змінити номінал резисторів або поставити змінний опір відповідно до інформації зі специфікацій, можна буде змінити струм. Тільки не можна перевищувати початкову потужність, інакше може вийти з ладу.

Драйвер для світлодіодних світильників

До харчування вуличної світлотехніки пред'являються дещо інші вимоги. При проектуванні вуличного освітлення враховується, що LED driver буде працювати в умовах від -40° до +40° у сухому та вологому повітрі.

Коефіцієнт пульсацій для світильників може бути вищим, ніж при використанні всередині приміщення. Для вуличного освітлення цей показник стає важливим.

При експлуатації на вулиці потрібна повна герметичність блоку живлення. Існує кілька способів захисту від потрапляння вологи:

1. заливання всієї плати герметиком чи компаундом;
2. збирання блоку з використанням силіконових ущільнювачів;
3. розміщення плати світлодіодного драйвера в одному об'ємі зі світлодіодами.

Максимальний рівень захисту це IP68, позначається як Waterproof LED Driver або waterproof electronic led driver. У китайців це гарантія водонепроникності.

На мою практику заявлений рівень захисту від вологи та пилу не завжди відповідає реальному. У деяких місцях може не вистачати ущільнювачі. Зверніть увагу на введення та виведення кабелю з корпусу, трапляються зразки з отвором, який не закритий герметиком чи іншим способом. Вода по кабелю зможе затікати в корпус і потім випаровуватися в ньому. Це призведе до виникнення корозії на платі та відкритих частинах проводів. Це скоротить термін служби прожектора або світильника.

Блок живлення для led стрічки

LED стрічка працює за іншим принципом, для неї потрібна стабілізована напруга. Струмозадавальний резистор встановлений на самій стрічці. Це полегшує процес підключення, можна приєднати відрізок будь-якої довжини починаючи від 3см до 100м.

Тому живлення для світлодіодної стрічки можна зробити із будь-якого блоку живлення на 12в від побутової електроніки.

Основні параметри:

1. кількість вольт на виході;
2. номінальна потужність;
3. ступінь захисту від вологи та пилу
4. коефіцієнт потужності.

Led драйвер своїми руками

Найпростіший драйвер своїми руками можна виготовити за 30 хвилин, навіть якщо ви не знаєте основ електроніки. Як джерело напруги можна використовувати блок живлення від побутової електроніки з напругою від 12 до 37В. Особливо підходить блок живлення від ноутбука, у якого 18 – 19В та потужність від 50W до 90W.

Потрібно мінімум деталей, всі вони зображені на зображенні. Радіатор для охолодження потужного світлодіода можна запозичити з комп'ютера. Напевно де-небудь будинку в коморі у вас припадають пилом старі запчастини від системного блоку. Найкраще підійде від процесора.

Щоб дізнатися про номінал необхідного опору, використовуйте калькулятор розрахунку стабілізатора струму для LM317.

Перш ніж робити led driver 50W своїми руками, варто трохи пошукати, наприклад, є в кожній діодній лампі. Якщо у вас є несправна лампочка, яка має несправність у діодах, то можна використовувати driver з неї.

Низьковольтні

Докладно розберемо види низьковольтних лід драйверів, що працюють від напруги до 40 вольт. Наші китайські брати розумно пропонують безліч варіантів. На базі ШІМ контролерів виробляються стабілізатори напруги та стабілізатори струму. Основна відмінність у модуля з можливістю стабілізації струму на платі знаходиться 2-3 синіх регулятори у вигляді змінних резисторів.

Як технічні характеристики всього модуля вказують параметри ШІМ мікросхеми, на якій він зібраний. Наприклад, застарілий але популярний LM2596 за специфікаціями тримає до 3 Ампер. Але без радіатора він витримає лише 1 Ампер.

Більш сучасний варіант з покращеним ККД це ШИМ контролер XL4015 розрахований на 5А. З мініатюрною системою охолодження може працювати 2,5А.

Якщо у вас дуже потужні надяскраві світлодіоди, вам потрібен led драйвер для світлодіодних світильників. Два радіатори охолоджують діод Шотки та мікросхему XL4015. У такій конфігурації вона здатна працювати до 5А з напругою до 35В. Бажано, щоб він не працював у граничних режимах, це значно підвищити його надійність та термін експлуатації.

Якщо у вас невеликий світильник або кишеньковий прожектор, вам підійде мініатюрний стабілізатор напруги, зі струмом до 1,5А. Вхідна напруга від 5 до 23В, вихід до 17В.

Регулювання яскравості

Для регулювання яскравості світлодіода можна використовувати компактні світлодіодні димери, які з'явилися нещодавно. Якщо його потужності буде недостатньо, можна поставити диммер побільше. Зазвичай вони працюють у двох діапазонах на 12В та 24В.

Керувати можна за допомогою інфрачервоного чи радіопульта дистанційного керування (ДК). Вони коштують від 100руб за просту модель і від 200руб модель з пультом дистанційного керування. В основному такі пульти використовують для діодних стрічок на 12В. Але його легко можна поставити до низьковольтного драйвера.

Димування може бути аналоговим у вигляді ручки, що обертається, і цифровим у вигляді кнопок.

led-obzor.ru

LED драйвер

Ми розглянемо справді простий та недорогий потужний світлодіодний драйвер. Схема є джерелом постійного струму, що означає, що він зберігає яскравість LED постійної незалежно від того, яке харчування ви використовуєте. Якщо при обмеженні струму невеликих надяскравих світлодіодів досить резистора, то для потужностей понад один ват потрібна спеціальна схема. Загалом, так живити світлодіод краще, ніж за допомогою резистора. Пропонований LED драйвер ідеально підходить особливо для потужних світлодіодів, і може бути використаний для будь-якого їх числа та конфігурації, з будь-яким типом живлення. Як тестовий проект, ми взяли LED елемент на 1 ват. Ви можете легко змінити елементи драйвера на використання з потужнішими світлодіодами, на різні типи живлення - БП, акумулятори та ін.

Технічні характеристики LED драйвера:

Вхідна напруга: 2В до 18В - вихідна напруга: на 0,5 менше ніж вхідна напруга (0.5V падіння на польовому транзисторі) - струм: 20 ампер

Деталі на схемі:

R2: приблизно 100-омний резистор

R3: підбирається резистор

Q2: маленький NPN-транзистор (2N5088BU)

Q1: великий N-канальний транзистор (FQP50N06L)

LED: Luxeon 1-ват LXHL-MWEC

Інші елементи драйвера:

Як джерело живлення використано трансформатор-адаптер, ви можете використовувати батареї. Для живлення одного світлодіода 4 – 6 вольт достатньо. Ось чому ця схема зручна, що ви можете використовувати широкий спектр джерел живлення, і він завжди світитиме однаково. Радіатор не потрібний, оскільки йде близько 200 мА струму. Якщо планується більше струму, необхідно встановити LED елемент і транзистор Q1 на радіатор.

Вибір опору R3

Струм LED встановлюється за допомогою R3, він приблизно дорівнює: 0.5/R3

Потужність, що розсіюється на резисторі приблизно: 0.25 / R3

У цьому випадку встановлений струм 225 мА за допомогою R3 на 2,2 Ом. R3 має потужність 0,1 Вт, таким чином стандартний 0,25 Вт резистор підходить відмінно. Транзистор Q1 працюватиме до 18 В. Якщо ви хочете більше, потрібно змінити модель. Без радіаторів, FQP50N06L може розсіювати лише близько 0,5 Вт - цього достатньо для 200 мА струму при 3-х вольтовій різниці між джерелом живлення та світлодіодом.

Функції транзисторів на схемі:

Q1 використовується як змінний резистор. Q2 використовується як струмовий датчик, а R3-це настановний резистор, який призводить до закривання Q2, коли тече підвищений струм. Транзистор створює зворотний зв'язок, який постійно відстежує поточні параметри струму і тримає його точно в заданому значенні.

Ця схема настільки проста, що немає сенсу збирати її на друкованій платі. Просто підключіть висновки деталей навісним монтажем.

Форум з харчування різних світлодіодів

elwo.ru

Драйвери для світлодіодних лампочок.

Невелика лабораторка на тему "який драйвер краще?" Електронний чи на конденсаторах у ролі баласту? Думаю, що кожен має свою нішу. Постараюся розглянути всі плюси та мінуси і тих та інших схем. Нагадаю формулу розрахунку баластових драйверів. Може, кому цікаво? Свій огляд побудую за простим принципом. Спочатку розгляну драйвери на конденсаторах у ролі баласту. Потім подивлюся на їхніх електронних побратимів. Ну а наприкінці порівняльний висновок. А тепер перейдемо до діла. Беремо стандартну китайську лампочку. Ось її схема (трохи вдосконалена). Чому вдосконалена? Ця схема підійде до будь-якої дешевої китайської лампочки. Відмінність буде лише у номіналах радіодеталей та відсутності деяких опорів (з метою економії).
Бувають лампочки з відсутнім С2 (дуже рідко, але буває). У таких лампочках коефіцієнт пульсацій 100%. Дуже рідко ставлять R4. Хоча опір R4 просто необхідний. Воно буде замість запобіжника, а також пом'якшить пусковий струм. Якщо у схемі відсутня, краще поставити. Струм через світлодіоди визначає номінал ємності С1. Залежно від того, який струм ми хочемо пропустити через світлодіоди (для саморобів), можна розрахувати його ємність за формулою (1).
Цю формулу я писав багато разів. Повторюся. Формула (2) дозволяє зробити протилежне. З її допомогою можна порахувати струм через світлодіоди, а потім потужність лампочки, не маючи Ваттметра. Для розрахунків потужності нам ще потрібно знати падіння напруги на світлодіодах. Можна виміряти вольтметром, можна просто порахувати (без вольтметра). Обчислюється просто. Світлодіод веде себе у схемі як стабілітрон з напругою стабілізації близько 3В (є винятки, але дуже рідкісні). При послідовному підключенні світлодіодів падіння напруги ними дорівнює кількості світлодіодів, помноженому на 3В (якщо 5 світлодіодів, то 15В, якщо 10 - 30В і т.д.). Все просто. Буває, що схеми зібрані зі світлодіодів у кілька паралелей. Тоді треба буде враховувати кількість світлодіодів лише в одній паралелі. Допустимо, ми хочемо зробити лампочку на десяти світлодіодах 5730smd. За паспортними даними максимальний струм 150мА. Розрахуємо лампочку на 100мА. Буде запас потужністю. За формулою (1) отримуємо: С=3,18*100/(220-30)=1,67мкФ. Такої ємності промисловість не випускає навіть китайська. Беремо найближчу зручну (у нас 1,5мкФ) та перераховуємо струм за формулою (2). (220-30) * 1,5 / 3,18 = 90мА. 90мА * 30В = 2,7Вт. Це і є розрахункова потужність лампочки. Все просто. У житті звичайно відрізнятиметься, але не набагато. Все залежить від реальної напруги в мережі (це перший мінус драйвера), від точної ємності баласту, падіння напруги на світлодіодах і т.д. За допомогою формули (2) ви можете розрахувати потужність куплених лампочок (вже згадував). Падінням напруги на R2 і R4 можна знехтувати, воно незначне. Можна послідовно підключити досить багато світлодіодів, але загальне падіння напруги не повинно перевищувати половини напруги мережі (110В). При перевищенні цієї напруги лампочка болісно реагує на всі зміни напруги. Чим більше перевищує, тим болючіше реагує (це дружня порада). Тим більше, поза цими межами формула працює неточно. Точно вже не розрахувати. Ось з'явився дуже великий плюс цих драйверів. Потужність лампочки можна підганяти під потрібний результат підбором ємності С1 (як саморобних, так і куплених). Але відразу з'явився і другий мінус. Схема немає гальванічної розв'язки з мережею. Якщо тицьнути в будь-яке місце увімкненої лампочки викруткою-індикатором, вона покаже наявність фази. Торкати руками (включену в мережу лампочку) категорично заборонено. Такий драйвер має практично 100%-ний ККД. Втрати лише на діодах та двох опорах. Його можна виготовити протягом півгодини (швидко). Навіть плату цькувати необов'язково. Конденсатори замовляв ці:aliexpress.com/snapshot/310648391.html aliexpress.com/snapshot/310648393.html Діоди ось ці:aliexpress.com/snapshot/6008595825.html

Але ці схеми мають ще один серйозний недолік. Це пульсація. Пульсація частотою 100Гц, результат випрямлення мережевої напруги.
У різних лампочок форма незначно відрізнятиметься. Все залежить від величини ємності, що фільтрує, С2. Чим більша ємність, тим менше горби, тим менше пульсації. Необхідно дивитись ГОСТ Р 54945-2012. А там чорним по білому написано, що пульсації частотою до 300Гц шкідливі здоров'ю. Там же формула для розрахунку (додаток Р). Але це не все. Необхідно дивитися Санітарні норми СНиП 23-05-95 «Природне та штучне освітлення». Залежно від призначення приміщення, максимально допустимі пульсації від 10 до 20%. У житті нічого так не буває. Результат простоти і дешевизни лампочок очевидний. Час переходити до електронних драйверів. Тут теж не все так безхмарно. Ось такий драйвер я замовляв. Це посилання саме на нього на початку огляду.
Чому замовив саме такий? Поясню. Хотів сам «колгоспити» світильники на 1-3Вт-них світлодіодах. Підбирав за ціною та характеристиками. Мене влаштував би драйвер на 3-4 світлодіоди зі струмом до 700мА. Драйвер повинен мати у своєму складі ключовий транзистор, що дозволить розвантажити мікросхему керування драйвером. Для зменшення ВЧ пульсацій після виходу має стояти конденсатор. Перший мінус. Вартість подібних драйверів (US $13.75 /10 штук) відрізняється в більшу сторону від баластних. Але відразу плюс. Струм стабілізації подібних драйверів 300мА, 600мА і вище. Баластним драйверам таке і не снилося (понад 200мА не рекомендую). Подивимося на характеристики від продавця: ac85-265v" that everyday household appliances." load after 10-15v; can drive 3-4 3w led lamp beads series 600maА ось діапазон вихідних напруг замалий (теж мінус). Максимум можна послідовно підчепити п'ять світлодіодів. Паралельно можна підчіпляти скільки завгодно. Світлодіодна потужність вважається за формулою: Струм драйвера помножити на падіння напруги на світлодіодах [кількість світлодіодів (від трьох до п'яти) і помножити на падіння напруги на світлодіоді (близько 3В)]. Ще один недолік цих драйверів - великі ВЧ перешкоди. Деякі екземпляри чує не лише ФМ радіо, а й пропадає прийом цифрових каналів ТБ під час їх роботи. Частота перетворення становить кілька десятків кГц. А ось захисту, як правило, ніякого (від перешкод).
Під трансформатором щось на кшталт «екрана». Має зменшити перешкоди. Саме цей драйвер майже не фонує. Чому вони фонують, стає зрозуміло, якщо подивитися на осцилограму напруги на світлодіодах. Без конденсаторів ялинка куди серйозніша!
На виході драйвера повинен стояти не тільки електроліт, а й кераміка для придушення перешкод ВЧ. Висловив свою думку. Зазвичай стоїть або те чи інше. Буває, що нічого не варте. Це буває у дешевих лампочках. Драйвер захований усередині, пред'явити претензію буде складно. Подивимося схему. Але попереджу, вона ознайомча. Наніс лише основні елементи, які нам необхідні для творчості (для розуміння «що до чого»).

Похибка в розрахунках є. До речі, на дрібних потужностях прилад теж підбурює. А тепер порахуємо пульсації (теорія на початку огляду). Подивимося, що бачить наше око. До осцилографа підключаю фотодіод. Два знімки об'єднав один для зручності сприйняття. Зліва лампочка вимкнена. Справа – лампочка включена. Дивимося ГОСТ Р 54945-2012. А там чорним по білому написано, що пульсації частотою до 300Гц шкідливі здоров'ю. А у нас близько 100Гц. Для очей шкідливий.
У мене вийшло 20%. Необхідно дивитися Санітарні норми СНиП 23-05-95 «Природне та штучне освітлення». Використовувати можна, але не спальні. А маю коридор. Можна СНіП і не дивитись. А тепер подивимося інший варіант підключення світлодіодів. Це схема підключення до електронного драйвера.
Разом 3 паралелі по 4 світлодіоди. Ось що показує Ваттметр. 7,1Вт активної потужності.
Подивимося, скільки сягає світлодіодів. Підключив до виходу драйвера амперметр та вольтметр.
Порахуємо суто світлодіодну потужність. Р = 0,49 А * 12,1 В = 5,93 Вт. Все, що не вистачає, взяв драйвер. Тепер подивимося, що бачить наше око. Зліва лампочка вимкнена. Справа – лампочка включена. Частота повторення імпульсів близько 100кГц. Дивимося ГОСТ Р 54945-2012. А там чорним по білому написано, що шкідливі здоров'ю лише пульсації частотою до 300Гц. А у нас близько 100кГц. Для очей нешкідливо.

Все розглянув, виміряв. Тепер виділю плюси та мінуси цих схем: Мінуси лампочок з конденсатором у ролі баласту в порівнянні з електронними драйверами. -Під час роботи КАТЕГОРИЧНО не можна торкатися елементів схеми, вони під фазою. -Неможливо досягти високих струмів світіння світлодіодів, т.к. при цьому потрібні конденсатори великих розмірів. А збільшення ємності призводить до великих пускових струмів, що псують вимикачі. -Великі пульсації світлового потоку частотою 100Гц, вимагають великих фільтруючих ємностей на виході. Плюси лампочок з конденсатором у ролі баласту порівняно з електронними драйверами. +Схема дуже проста, не вимагає особливих навичок під час виготовлення. +Діапазон вихідної напруги просто фантастичний. Один і той же драйвер працюватиме і з одним і з сорока послідовно з'єднаними світлодіодами. У електронних драйверів вихідні напруги мають набагато вужчий діапазон. +Низька вартість подібних драйверів, що складається буквально із вартості двох конденсаторів та діодного мосту. + Можна виготовити і самому. Більшість деталей можна знайти у будь-якому сараї чи гаражі (старі телевізори тощо). +Можна регулювати струм через світлодіоди підбором ємності баласту. +Незамінні як початковий світлодіодний досвід, як перший крок у освоєнні світлодіодного освітлення. Є ще одна якість, яку можна віднести як до плюсів, так і мінусів. При використанні подібних схем з вимикачами з підсвічуванням світлодіоди лампочки підсвічуються. Особисто для мене це скоріше плюс, ніж мінус. Використовую повсюдно як чергове (нічне) освітлення. Навмисне не пишу, які драйвери кращі, у кожного є своя ніша. Я виклав максимум все, що знаю. Показав усі плюси та мінуси цих схем. А вибір як завжди робити вам. Я лише постарався допомогти. На цьому все! Удачі всім.

mysku.ru

Як підібрати світлодіодний драйвер - види та основні характеристики

Світлодіоди набули великої популярності. Головну роль цьому зіграв світлодіодний драйвер, що підтримує постійний вихідний струм певного значення. Можна сказати, що цей пристрій є джерелом струму для LED-приладів. Такий драйвер струму, працюючи разом із світлодіодом, забезпечує багаторічний термін служби та надійну яскравість. Аналіз характеристик та видів цих пристроїв дозволяє зрозуміти, які вони виконують функції та як їх правильно вибирати.

Що таке драйвер та яке його призначення?

Драйвер для світлодіодів є електронним пристроєм, на виході якого утворюється постійний струм після стабілізації. У разі утворюється не напруга, саме струм. Пристрої, що стабілізують напругу, називаються блоками живлення. На їхньому корпусі вказується вихідна напруга. Блоки живлення 12 застосовують для живлення LED-лінійок, світлодіодної стрічки і модулів.

Основним параметром LED-драйвера, яким він зможе забезпечувати споживача тривалий час при певному навантаженні, є вихідний струм. Як навантаження застосовуються окремі світлодіоди або збирання з аналогічних елементів.

Драйвер для світлодіода зазвичай живиться від мережі напругою 220 В. У більшості випадків діапазон робочої вихідної напруги становить від трьох вольт і може досягати кількох десятків вольт. Для підключення світлодіодів 3W у кількості шести штук потрібно драйвер з вихідною напругою від 9 до 21 В, розрахований на 780 мА. При своїй універсальності він має малий ККД, якщо на нього включити мінімальне навантаження.

При освітленні в автомобілях, фарах велосипедів, мотоциклів, мопедів і т. д., в оснащенні переносних ліхтарів використовується живлення з постійною напругою, значення якого варіюється від 9 до 36 В. Можна не застосовувати драйвер для світлодіодів з невеликою потужністю, але в таких випадках потрібно буде внесення відповідного резистора в мережу живлення напругою 220 В. Незважаючи на те, що в побутових вимикачах використовується цей елемент, підключити світлодіод до мережі 220 В і розраховувати на надійність досить проблематично.

Основні особливості

Потужність, яку ці пристрої здатні віддавати під навантаженням, є важливим показником. Не варто перевантажувати його, намагаючись досягти максимальних результатів. В результаті таких дій можуть вийти з ладу драйвери для світлодіодів або самі LED-елементи.

На електронну начинку пристрою впливає безліч причин:

• клас захисту апарату;
• елементна складова, яка застосовується для збирання;
• параметри входу та виходу;
• марка виробника.

Виготовлення сучасних драйверів виконується за допомогою мікросхем з використанням технології широтно-імпульсного перетворення, до складу яких входять імпульсні перетворювачі та схеми, що стабілізують струм. ШИМ-перетворювачі запитуються від 220 В, мають високий клас захисту від коротких замикань, перевантажень, а також високим ККД.

Технічні характеристики

Перед придбанням перетворювача світлодіодів слід вивчити характеристики пристрою. До них належать такі параметри:

• потужність, що видається;
• вихідна напруга;
• номінальний струм.

Схема підключення LED-драйвера

На вихідну напругу впливає схема підключення до джерела живлення, кількість світлодіодів. Значення струму пропорційно залежить від потужності діодів та яскравості їхнього випромінювання. Світлодіодний драйвер повинен видавати стільки струму для світлодіодів, скільки буде потрібно для забезпечення постійної яскравості. Варто пам'ятати, що потужність необхідного пристрою повинна бути споживаною всіма світлодіодами. Розрахувати її можна, використовуючи таку формулу:

P(led) – потужність одного LED-елемента;

n – кількість LED-елементів.

Для забезпечення тривалої та стабільної роботи драйвера слід враховувати запас потужності пристрою 20–30% від номінальної.

Виконуючи розрахунок, слід враховувати колірний чинник споживача, оскільки впливає падіння напруги. У різних кольорів воно матиме різні значення.

Термін придатності

Світлодіодні драйвери, як і вся електроніка, мають певний термін служби, на який сильно впливають експлуатаційні умови. LED-елементи, виготовлені відомими брендами, розраховані на роботу до 100 тисяч годин, що набагато довше за джерела живлення. За якістю розрахований драйвер можна класифікувати на три типи:

• низької якості, з працездатністю до 20 тисяч годин;
• із усередненими параметрами – до 50 тисяч годин;
• перетворювач, що складається з комплектуючих відомих брендів – до 70 тисяч годин.

Багато хто навіть не знає, навіщо звертати увагу на цей параметр. Це знадобиться для вибору пристрою для тривалого використання та подальшої окупності. Для використання у побутових приміщеннях підійде перша категорія (до 20 тисяч годин).

Як вибрати драйвер?

Налічується безліч різновидів драйверів, які використовуються для LED-освітлення. Більшість із представленої продукції виготовлено у Китаї і не має потрібної якості, але виділяється при цьому низьким ціновим діапазоном. Якщо потрібний хороший драйвер, краще не гнатися за дешевизною китайського виробництва, тому що їх характеристики не завжди збігаються із заявленими, і рідко коли до них додається гарантія. Можливо шлюб на мікросхемі чи швидкий вихід із ладу пристрою, у разі не вдасться здійснити обмін більш якісний виріб чи повернути кошти.

Найбільш часто обирається варіантом є безкорпусний драйвер, що живиться від 220 В або 12 В. Різні модифікації дозволяють використовувати їх для одного або більше світлодіодів. Ці пристрої можна вибрати для організації досліджень в лабораторії або проведення експериментів. Для фіто-ламп та побутового застосування вибирають драйвери для світлодіодів, що знаходяться у корпусі. Безкорпусні пристрої виграють у ціновому плані, але програють в естетиці, безпеці та надійності.

Види драйверів

Пристрої, що здійснюють живлення світлодіодів, умовно можна поділити на:

• імпульсні;
• лінійні.

Пристрої імпульсного типу виробляють на виході безліч струмових імпульсів високої частоти та працюють за принципом ШІМ, ККД у них становить до 95%. Імпульсні перетворювачі мають один істотний недолік – під час роботи виникають сильні електромагнітні перешкоди. Для забезпечення стабільного вихідного струму лінійний драйвер встановлений генератор струму, який грає роль виходу. Такі пристрої мають невеликий ККД (до 80%), але при цьому прості в технічному плані і коштують недорого. Такі пристрої не вдасться використовувати для споживачів великої потужності.

З перерахованого вище можна зробити висновок, що джерело живлення для світлодіодів слід вибирати дуже ретельно. Прикладом може бути люмінесцентна лампа, яку подається струм, перевищує норму на 20%. У її характеристиках практично не станеться змін, а ось працездатність світлодіода зменшиться у кілька разів.

lampagid.ru

Схеми підключення світлодіодів до 220В та 12В

Розглянемо способи включення лід діодів середньої потужності до найпопулярніших номіналів 5В, 12 вольт, 220В. Потім їх можна використовувати при виготовленні кольорів, індикаторів рівня сигналу, плавне включення і вимикання. Давно збираюся зробити плавний штучний світанок, щоб дотримуватися порядку дня. До того ж емуляція світанку дозволяє прокидатися набагато краще та легше.

Для підключення світлодіодів до 12 і 220В читайте у попередній статті, розглянуті всі способи від складних до простих, від дорогих до дешевих.

• 1. Типи схем
• 2. Позначення на схемі
• 3. Підключення світлодіода до мережі 220В, схема
• 4. Підключення до постійної напруги
• 5. Найпростіший низьковольтний драйвер
• 6. Драйвера з живленням від 5В до 30В
• 7. Включення 1 діода
• 8. Паралельне підключення
• 9. Послідовне підключення
• 10. Підключення RGB LED
• 11. Включення COB діодів
• 12. Підключення SMD5050 на 3 кристали
• 13. Світлодіодна стрічка 12В SMD5630
• 14. Світлодіодна стрічка RGB 12В SMD5050

Типи схем

Схема підключення світлодіодів буває двох типів, які залежать від джерела живлення:

1. світлодіодний драйвер зі стабілізованим струмом;
2. блок живлення зі стабілізованою напругою.

У першому варіанті застосовується спеціалізоване джерело, яке має певний стабілізований струм, наприклад, 300мА. Кількість LED діодів, що підключаються, обмежена тільки його потужністю. Резистор (опір) не потрібний.

У другому варіанті стабільна тільки напруга. Діод має дуже мале внутрішній опір, якщо його включити без обмеження Ампер, він згорить. Для включення необхідно використовувати струмообмежуючий резистор. Розрахунок резистора для світлодіода можна зробити на спеціальному калькуляторі.

Калькулятор враховує 4 параметри:

• зниження напруги однією LED;
• номінальний робочий струм;
• кількість LED у ланцюзі;
• кількість вольт на виході блоку живлення.

Якщо ви використовуєте недорогі LED елементи китайського виробництва, то, швидше за все, у них буде великий розкид параметрів. Тому реальне значення Ампер ланцюга буде відрізнятися і знадобиться коригування встановленого опору. Щоб перевірити, наскільки великий розкид параметрів, необхідно увімкнути всі послідовно. Підключаємо живлення світлодіодів і потім знижуємо напругу до тих пір, коли вони ледь світитимуться. Якщо характеристики відрізняються сильно, частина LED буде працювати яскраво, частина тьмяно.

Це призводить до того, що на деяких елементах електричного ланцюга потужність буде вищою, тому вони будуть сильніше навантажені. Так само буде підвищене нагрівання, посилена деградація, нижча надійність.

Позначення на схемі

Для позначення на схемі використовується дві вищезгадані піктограми. Дві паралельні стрілочки вказують, що світить дуже сильно, кількість кроликів в очах не порахувати.

Підключення світлодіода до мережі 220В, схема

Для підключення до мережі 220 вольт використається драйвер, який є джерелом стабілізованого струму.

Схема драйвера для світлодіодів буває двох видів:

1. проста на конденсаторі, що гасить;
2. повноцінна з використанням мікросхем стабілізатора;

Зібрати драйвер на конденсаторі дуже просто, потрібно мінімум деталей та часу. Напруга 220В знижується рахунок високовольтного конденсатора, яке потім випрямляється і трохи стабілізується. Вона використовується у дешевих світлодіодних лампах. Основним недоліком є ​​високий рівень пульсацій світла, що погано діє на здоров'я. Але це індивідуально, деякі цього взагалі не помічають. Також схему складно розраховувати через розкид характеристик електронних компонентів.

Повноцінна схема з використанням спеціалізованих мікросхем забезпечує найкращу стабільність на виході драйвера. Якщо драйвер добре справляється з навантаженням, коефіцієнт пульсацій буде не вище 10%, а в ідеалі 0%. Щоб не робити драйвер своїми руками, можна взяти з несправної лампочки чи світильника, якщо проблема у них була не з живленням.

Якщо у вас є більш-менш підходящий стабілізатор, але сила струму менша або більша, то її можна підкоригувати з мінімум зусиль. Знайдіть технічні характеристики на мікросхемі з драйвера. Найчастіше кількість Ампер на виході задається резистором або кількома резисторами, що знаходяться поруч із мікросхемою. Додавши до них ще опір або прибравши один з них, можна отримати необхідну силу струму. Єдине не можна перевищувати вказану потужність.

Підключення до постійної напруги

1. 3,7В – акумулятори від телефонів;
2. 5В - зарядні пристрої з USB;
3. 12В - автомобіль, прикурювач, побутова електроніка, комп'ютер;
4. 19В - Блоки від ноутбуків, нетбуків, моноблоків.

Найпростіший низьковольтний драйвер

Найпростіша схема стабілізатора струму для світлодіодів складається з лінійної мікросхеми LM317 або аналогів. На виході таких стабілізаторів може бути від 0,1 до 5А. Основні недоліки це невисокий ККД та сильне нагрівання. Але це компенсується максимальною простотою виготовлення.

Вхідне до 37В, до 1,5 Ампера для корпусу, вказаного на картинці.

Для розрахунку опору, що задає робочий струм, використовуйте стабілізатор струму калькулятор на LM317 для світлодіодів.

Драйвера з живленням від 5В до 30В

Якщо у вас є відповідне джерело живлення від якоїсь побутової техніки, то для включення краще використовувати драйвер низьковольтний. Вони бувають підвищують та знижують. Підвищуючий навіть із 1,5В зробить 5В, щоб світлодіодний ланцюг працював. Понижуючий з 10В-30В зробить нижчий, наприклад 15В.

У великому асортименті вони продаються у китайців, низьковольтний драйвер відрізняється двома регуляторами простого стабілізатора Вольт.

Реальна потужність такого стабілізатора буде нижчою, ніж зазначив китаєць. У параметрах модуля пишуть характеристику мікросхеми та не всієї конструкції. Якщо стоїть великий радіатор, такий модуль потягне 70% - 80% від обіцяного. Якщо радіатора немає, то 25% – 35%.

Особливо популярні моделі на LM2596, які вже пристойно застаріли через низький ККД. Ще вони сильно гріються, тому без системи охолодження не тримають понад 1 Ампер.

Більш ефективні XL4015, XL4005, ККД набагато вищі. Без охолодження радіатора витримують до 2,5А. Існують дуже мініатюрні моделі на MP1584 розміром 22мм на 17мм.

Включення 1 діода

Найчастіше використовуються 12 вольт, 220 вольт та 5В. Таким чином робиться малопотужне світлодіодне підсвічування настінних вимикачів на 220В. У стандартних заводських вимикачах найчастіше ставиться неонова лампа.

Паралельне підключення

При паралельному з'єднанні бажано на кожен послідовний ланцюг діодів використовувати окремий резистор, щоб отримати максимальну надійність. Інший варіант, це ставити один сильний опір на кілька LED. Але при виході одного LED з ладу збільшиться струм на інших. На цілих буде вище за номінальне або задане, що значно скоротить ресурс і збільшить нагрівання.

Раціональність застосування кожного способу розраховують виходячи з вимог до виробу.

Послідовне підключення

Послідовне підключення при живленні від 220в використовують у філаментних діодах та світлодіодних стрічках на 220 вольт. У довгому ланцюжку з 60-70 LED на кожному падає 3В, що дозволяє під'єднувати безпосередньо до високої напруги. Додатково використовується тільки випрямляч струму, щоб отримати плюс і мінус.

Таке з'єднання застосовують у будь-якій світлотехніці:

1. світлодіодні лампи для дому;
2. led світильники;
3. новорічні гірлянди на 220В;
4. світлодіодні стрічки на 220

У лампах для дому зазвичай використовується до 20 LED послідовно включених, напруга на них виходить близько 60В. Максимальна кількість використовується в китайських лампочках кукурудзи, від 30 до 120 штук LED. Кукурудзи немає захисної колби, тому електричні контакти у яких до 180В повністю відкриті.

Будьте обережні, якщо бачите довгий послідовний ланцюжок, до того ж на них не завжди є заземлення. Мій сусід схопив кукурудзу голими руками і потім розповідав цікаві вірші з поганих слів.

Підключення RGB LED

Маломощние триколірні RGB світлодіоди складаються з трьох незалежних кристалів, що знаходяться в одному корпусі. Якщо 3 кристали (червоний, зелений, синій) увімкнути одночасно, то отримаємо біле світло.

Керування кожним кольором відбувається незалежно від інших за допомогою контролера RGB. У блоці управління є готові програми та ручні режими.

Включення COB діодів

Схеми підключення такі ж, як у однокристальних і триколірних світлодіодів SMD5050, SMD 5630, SMD 5730. Єдина відмінність, замість 1 діода включений послідовний ланцюг з декількох кристалів.

Потужні світлодіодні матриці мають у своєму складі безліч кристалів, включених послідовно і паралельно. Тому харчування потрібно від 9 до 40 вольт, залежить від потужності.

Підключення SMD5050 на 3 кристали

Від звичайних діодів SMD5050 відрізняється тим, що складається з 3 кристалів білого світла, тому має 6 ніжок. Тобто він дорівнює трьом SMD2835, зробленим на цих кристалах.

При паралельному включенні з використанням одного резистора надійність буде нижчою. Якщо один з кристалів виходить з ладу, то збільшується сила струму через 2, що залишилися. Це призводить до прискореного вигоряння тих, що залишилися.

При використанні окремого опору для кожного кристала вище зазначений недолік усувається. Але при цьому в 3 рази зростає кількість резисторів, що використовуються, і схема підключення світлодіода стає складнішою. Тому воно не використовується у світлодіодних стрічках та лампах.

Світлодіодна стрічка 12В SMD5630

Наочним прикладом підключення світлодіода до 12 вольтів є світлодіодна стрічка. Вона складається з секцій по 3 діоди та 1 резистора, включених послідовно. Тому розрізати її можна лише у зазначених місцях між цими секціями.

Світлодіодна стрічка RGB 12В SMD5050

У RGB стрічці використовують три кольори, кожен керується окремо, для кожного кольору ставиться резистор. Розрізати можна лише за вказаним місцем, щоб у кожній секції було по 3 SMD5050 і вона могла підключатися до 12 вольт.

led-obzor.ru Схеми підключення розеток та вимикачів

Схеми led драйверів

Стандартна схема драйвера світлодіодів РТ4115 представлена ​​на малюнку нижче:

Напруга живлення має бути принаймні на 1.5-2 вольта вище, ніж сумарна напруга на світлодіодах. Відповідно, в діапазоні напруги живлення від 6 до 30 вольт, до драйвера можна підключити від 1 до 7-8 світлодіодів.

Максимальна напруга живлення мікросхеми 45 В, але робота в такому режимі не гарантується (краще зверніть увагу на аналогічну мікросхему).

Струм через світлодіоди має трикутну форму з максимальним відхиленням від середнього значення ±15%. Середній струм через світлодіоди задається резистором і розраховується за такою формулою:

I LED = 0.1/R

Мінімально допустиме значення R = 0.082 Ом, що відповідає максимальному струму 1.2 А.

Відхилення струму через світлодіод від розрахункового не перевищує 5% за умови монтажу резистора R з максимальним відхиленням від номіналу 1%.

Отже, для включення світлодіода на постійну яскравість, висновок DIM залишаємо висіти в повітрі (він усередині PT4115 підтягнутий до рівня 5В). У цьому струм на виході визначається виключно опором R.

Якщо між виводом DIM та "землею" увімкнути конденсатор, ми отримаємо ефект плавного запалення світлодіодів. Час виходу на максимальну яскравість залежатиме від ємності конденсатора, чим вона більша, тим довше розгорятиметься світильник.

Для довідки:кожен нанофарад ємності підвищує час включення на 0.8 мс.

Якщо ж потрібно зробити димований драйвер для світлодіодів з регулюванням яскравості від 0 до 100%, то можна вдатися до одного з двох способів:

1. Перший спосібпередбачає подачу на вхід DIM постійної напруги діапазоні від 0 до 6В. При цьому регулювання яскравості від 0 до 100% здійснюється при напрузі виводу DIM від 0.5 до 2.5 вольт. Збільшення напруги вище 2.5 В (і до 6 В) ніяк не впливає на струм через світлодіоди (яскравість не змінюється). Навпаки, зменшення напруги до рівня 0.3В або нижче призводить до відключення схеми та переведення її в режим очікування (струм споживання при цьому падає до 95 мкА). Таким чином можна ефективно керувати роботою драйвера без зняття напруги живлення.
2. Другий спосібпередбачає подачу сигналу з широтно-імпульсного перетворювача з вихідною частотою 100-20000 Гц, яскравість визначатиметься коефіцієнтом заповнення (шпаруватістю імпульсів). Наприклад, якщо високий рівень триматиметься 1/4 частина періоду, а низький рівень, відповідно, 3/4, це відповідатиме рівню яскравості в 25% від максимуму. Треба розуміти, що частота роботи драйвера визначається індуктивністю дроселя і жодним чином не залежить від частоти димування.

Схема драйвера світлодіодів PT4115 з регулятором яскравості постійною напругою представлена ​​на малюнку нижче:

Така схема регулювання яскравості світлодіодів чудово працює завдяки тому, що всередині мікросхеми виведення DIM "підтягнуте" до шини 5В через резистор опором 200 кОм. Тому, коли повзунок потенціометра знаходиться в крайньому нижньому положенні, утворюється дільник напруги 200 + 200 кОм і на виведенні DIM формується потенціал 5/2=2.5В, що відповідає 100% яскравості.

Як працює схема

У перший момент часу, при подачі вхідної напруги струм через R і L дорівнює нулю і вбудований в мікросхему вихідний ключ відкритий. Струм через світлодіоди починає плавно наростати. Швидкість наростання струму залежить від величини індуктивності та напруги живлення. Внутрішньосхемний компаратор порівнює потенціали до і після резистора R і як тільки різниця складе 115 мВ, на його виході з'являється низький рівень, який закриває вихідний ключ.

Завдяки запасеній в індуктивності енергії струм через світлодіоди не зникає миттєво, а починає плавно зменшуватися. Поступово зменшується і падіння напруги на резисторі R. Як тільки воно досягне величини 85 мВ, компаратор знову видасть сигнал на відкриття вихідного ключа. І весь цикл повторюється спочатку.

Якщо необхідно зменшити розмах пульсацій струму через світлодіоди, можна підключити конденсатор паралельно світлодіодам. Чим більше буде його ємність, тим сильніше буде згладжена трикутна форма струму через світлодіоди і тим більше вона стане схожою на синусоїдальну. Конденсатор не впливає на робочу частоту або ефективність драйвера, але збільшує час встановлення заданого струму через світлодіод.

Важливі нюанси складання

Важливим елементом схеми є C1 конденсатор. Він не просто згладжує пульсації, а й компенсує енергію, накопичену в котушці індуктивності на момент закриття вихідного ключа. Без C1 запасена в дроселі енергія надійде через діод Шоттки на шину живлення і може спровокувати пробій мікросхеми. Тому якщо включити драйвер без конденсатора, що шунтує живлення, мікросхема майже гарантовано накриється. І чим більша індуктивність дроселя, тим більше шансів спалити мікруху.

Мінімальна ємність конденсатора C1 - 4.7 мкФ (а при живленні схеми пульсуючим напругою після діодного мосту - не менше 100 мкФ).

Конденсатор повинен розташовуватися якомога ближче до мікросхеми і мати якнайнижче ESR (тобто танталові кондери вітаються).

Також дуже важливо відповідально підійти до вибору діода. Він повинен мати мале пряме падіння напруги, короткий час відновлення під час перемикання та стабільність параметрів при підвищенні температури p-n переходу, щоб не допустити збільшення струму витоку.

В принципі, можна взяти і звичайний діод, але найкраще під ці вимоги підходять діоди Шоттка. Наприклад, STPS2H100A в SMD-виконанні (пряма напруга 0.65V, зворотна - 100V, струм в імпульсі до 75А, робоча температура до 156°C) або FR103 в корпусі DO-41 (зворотна напруга до 200V, струм до 35А, ° C). Дуже непогано себе показали поширені SS34, які можна насмоктати зі старих плат або купити цілу пачку за 90 рублів.

Індуктивність дроселя залежить від вихідного струму (див. таблицю нижче). Неправильно вибране значення індуктивності може призвести до збільшення потужності, що розсіюється на мікросхемі, і виходу за межі робочого температурного режиму.

При перегріві вище 160°C мікросхема автоматично вимкнеться і перебуватиме у вимкненому стані до тих пір, поки не охолоне до 140°C, після чого запуститься автоматично.

Незважаючи на табличні дані, допускається монтаж котушки з відхиленням індуктивності у більшу сторону від номіналу. При цьому змінюється ККД усієї схеми, але вона залишається працездатною.

Дросель можна взяти фабричний, а можна зробити своїми руками з феритового кільця від згорілої материнської плати та дроту ПЕЛ-0,35.

Якщо важлива максимальна автономність пристрою (переносні світильники, ліхтарі), то, з метою підвищення ефективності схеми, варто витратити час на ретельний підбір дроселя. На малих струмах індуктивність має бути більшою, щоб мінімізувати похибки керування струмом, що виникають через затримку при перемиканні транзистора.

Дросель повинен розташовуватись якомога ближче до виведення SW, в ідеалі - підключений безпосередньо до нього.

І, нарешті, найпрецизійніший елемент схеми драйвера світлодіода - резистор R. Як уже було сказано, його мінімальне значення дорівнює 0,082 Ом, що відповідає струму 1,2 А.

На жаль, не завжди вдається знайти резистор відповідного номіналу, тому саме час згадати формули розрахунку еквівалентного опору при послідовному та паралельному включенні резисторів:

• R посл = R 1 + R 2 + ... + R n;
• R пар = (R 1 xR 2) / (R 1 +R 2).

Комбінуючи різні способи включення, можна отримати необхідний опір кількох резисторів, що є під рукою.

Важливо так розвести плату, щоб струм діода Шоттки не протікав по доріжці між R і VIN, оскільки це може призвести до похибок вимірювання струму навантаження.

Низька вартість, висока надійність та стабільність характеристик драйвера на РТ4115 сприяє його повсюдному використанню у світлодіодних лампах. Практично, кожна друга 12-вольтова LED-лампа з цоколем MR16 зібрана на PT4115 (або СL6808).

Опір токозадавального резистора (в Омах) розраховується точно за такою ж формулою:

R = 0.1/I LED[A]

Типова схема включення виглядає так:

Як бачите, все дуже схоже на схему світлодіодної лампи із драйвером на РТ4515. Опис роботи, рівні сигналів, особливості використовуваних елементів і компонування друкованої плати такі самі як і , тому повторюватися немає сенсу.

CL6807 продають по 12 руб/шт, треба тільки дивитися, щоб не підсунули паяні (рекомендую брати).

SN3350

SN3350 – чергова недорога мікросхема для світлодіодних драйверів (13 руб/штучка). Є практично повним аналогом PT4115 з тією різницею, що напруга живлення може лежати в діапазоні від 6 до 40 вольт, а максимальний вихідний струм обмежений 750 міліамперами (тривалий струм не повинен перевищувати 700 мА).

Як і всі вищеописані мікросхеми, SN3350 є імпульсним step-down перетворювач з функцією стабілізації вихідного струму. Як завжди, струм у навантаженні (а в нашому випадку в ролі навантаження виступають один або кілька світлодіодів) задається опором резистора R:

R = 0.1/I LED

Щоб не перевищити значення максимального вихідного струму, опір R не повинен бути нижчим за 0.15 Ом.

Мікросхема випускається у двох корпусах: SOT23-5 (максимум 350 мА) та SOT89-5 (700 мА).

Як завжди, подаючи постійну напругу на висновок ADJ, ми перетворюємо схему на найпростіший регульований драйвер для світлодіодів.

Особливістю цієї мікросхеми є дещо інший діапазон регулювання: від 25% (0.3В) до 100% (1.2В). При зниженні потенціалу виведення ADJ до 0.2В, мікросхема перетворюється на сплячий режим із споживанням близько 60 мкА.

Типова схема включення:

Інші подробиці дивіться у специфікації на мікросхему (pdf-файл).

ZXLD1350

Незважаючи на те, що ця мікросхема є черговим клоном, деякі відмінності в технічних характеристиках не допускають їхньої прямої заміни один на одного.

Ось головні відмінності:

• мікросхема стартує вже за 4.8В, але на нормальний режим роботи виходить тільки при напрузі живлення від 7 до 30 Вольт (на півсекунди допускається подавати до 40В);
• максимальний струм навантаження – 350 мА;
• опір вихідного ключа у відкритому стані – 1.5 – 2 Ома;
• зміною потенціалу виведення ADJ від 0.3 до 2.5В можна змінювати вихідний струм (яскравість світлодіода) в діапазоні від 25 до 200%. При напрузі 0.2В протягом, як мінімум, 100 мкс, драйвер переходить у сплячий режим з низьким споживанням енергоспоживанням (порядку 15-20 мкА);
• якщо регулювання здійснюється ШІМ-сигналом, то при частоті проходження імпульсів нижче 500 Гц, діапазон зміни яскравості становить 1-100%. Якщо частота вище 10 кГц, то від 25% до 100%;

Максимальна напруга, яку можна подавати на вхід регулювання яскравості (ADJ), становить 6В. При цьому в діапазоні від 2.5 до 6В драйвер видає максимальний струм, який заданий резистором струмообмежувального. Опір резистора розраховується так само, як у всіх вищезгаданих мікросхемах:

R = 0.1/I LED

Мінімальний опір резистора – 0.27 Ом.

Типова схема включення нічим не відрізняється від своїх побратимів:

Без конденсатора С1 подавати харчування не схему НЕ МОЖНА! У кращому випадку мікросхема перегріватиметься і видаватиме нестабільні характеристики. У гіршому випадку - миттєво вийде з ладу.

Більш докладні характеристики ZXLD1350 можна знайти в дататі на цю мікросхему.

Вартість мікросхеми невиправдано висока (), при тому що вихідний струм досить невеликий. Загалом сильно на любителя. Я не зв'язувався б.

QX5241

QX5241 - це китайський аналог MAX16819 (MAX16820), але у зручнішому корпусі. Також випускається під назвами KF5241, 5241B. Має маркування "5241a" (див. фото).

В одному відомому магазині їх продають мало не на вагу (10 штук за 90 руб.).

Драйвер працює за таким самим принципом, як і всі вищеописані (знижуючий перетворювач безперервної дії), проте не містить у своєму складі вихідний ключ, тому для роботи потрібно підключення зовнішнього польового транзистора.

Можна взяти будь-який N-канальний MOSFET з відповідним струмом стоку та напругою сток-витік. Підійдуть, наприклад, такі: SQ2310ES (до 20V !!!), 40N06, IRF7413, IPD090N03L, IRF7201. Взагалі, чим нижчою буде напруга відкриття, тим краще.

Ось деякі ключові характеристики LED-драйвера на QX5241:

• максимальний вихідний струм – 2.5 А;
• ККД до 96%;
• максимальна частота димування – 5 кГц;
• максимальна робоча частота перетворювача – 1 МГц;
• точність стабілізації струму через світлодіоди – 1%;
• напруга живлення – 5.5 – 36 Вольт (нормально працює і при 38!);
• вихідний струм розраховується за формулою: R = 0.2/I LED

Докладніше читайте у специфікації (на інглиші).

Світлодіодний драйвер на QX5241 містить мало деталей і завжди збирається за такою схемою:

Мікросхема 5241 буває тільки в корпусі SOT23-6, так що з паяльником для паяння каструль до неї краще не підходити. Після монтажу плату слід добре промивати від флюсу, будь-які незрозумілі забруднення можуть негативно позначатися на режимі роботи мікросхеми.

Різниця між напругою живлення і сумарним падінням напруги на діодах повинна бути вольта 4 (або більше). Якщо менше – то спостерігаються якісь глюки у роботі (нестабільність струму та свист дроселя). Так що беріть із запасом. Причому, чим більший вихідний струм, тим більший запас напруги. Хоча, можливо, мені просто попався невдалий екземпляр мікросхеми.

Якщо вхідна напруга менша, ніж загальне падіння на світлодіодах, то генерація зривається. При цьому вихідний полевик повністю відкривається і світлодіоди світяться (звісно, ​​не на повну потужність, тому що напруги обмаль).

AL9910

Diodes Incorporated створила одну цікаву мікросхему драйвера світлодіодів: AL9910. Цікава вона тим, що її робочий діапазон напруг дозволяє підключати її до мережі 220В (через простий діодний випрямляч).

Ось її основні характеристики:

• вхідна напруга – до 500В (до 277В для змінення);
• вбудований стабілізатор напруги для живлення мікросхеми, що не вимагає резистора, що гасить;
• можливість регулювання яскравості шляхом зміни потенціалу на нозі, що управляє, від 0.045 до 0.25В;
• вбудований захист від перегріву (спрацьовує за 150°С);
• робоча частота (25-300 кГц) визначається зовнішнім резистором;
• до роботи необхідний зовнішній польовий транзистор;
• випускається у восьминогих корпусах SO-8 та SO-8EP.

Драйвер, зібраний на мікросхемі AL9910 не має гальванічної розв'язки з мережею, тому повинен використовуватися тільки там, де неможливий прямий дотик елементів схеми.

Сьогодні у продажу можна побачити багато різних типів джерел живлення для світлодіодів. Ця стаття покликана полегшити вибір потрібного джерела.

Насамперед, розглянемо відмінність стандарного блоку живлення та драйвера для світлодіодів. Для початку потрібно визначитися – що таке блок живлення? У загальному випадку це - джерело живлення будь-якого типу, що є окремим функціональним блоком. Зазвичай він має певні вхідні та вихідні параметри, причому неважливо – для живлення яких саме пристроїв призначений. Драйвер живлення світлодіодів забезпечує стабільний струм на виході. Іншими словами – це теж блок живлення. Драйвер - це лише рекламне позначення - щоб уникнути плутанини. До появи світлодіодів джерела струму - а ним і є драйвер, що не мали широкого поширення. Але з'явився надяскравий світлодіод - і розробка джерел струму пішла семимильними кроками. А щоб не плутатися – їх називають драйверів.Отже, давайте домовимося про деякі терміни. Блок живлення – це джерело напруги (constant voltage), Драйвер – джерело струму (constant current). Навантаження - те, що ми підключаємо до блока живлення або драйвера.

Блок живлення

Більшість електроприладів та компонентів електроніки вимагають для своєї роботи джерела напруги. Ним є звичайна електрична мережа, яка є у будь-якій квартирі у вигляді розетки. Всім відоме словосполучення "220 вольт". Як бачите - жодного слова про струм. Це означає, що якщо пристрій розрахований на роботу від мережі 220 В, то вам неважливо - скільки струму він споживає. Аби було 220 – а струм він візьме сам – стільки, скільки йому потрібно. Наприклад, стандартний електричний чайник потужністю 2 кВт (2 000 Вт), включений у мережу 220 в, споживає наступний струм: 2 000 / 220 = 9 ампер. Досить багато, з огляду на те, що більшість звичайних електричних подовжувачів розраховано на 10 ампер. У цьому причина частого спрацьовування захисту (автомата) при включенні чайників у розетку через подовжувач, в який і так вставлено багато приладів – комп'ютер, наприклад. І добре, якщо захист спрацює, інакше подовжувач може легко розплавитися. І так - будь-який прилад, розрахований на включення в розетку - знаючи, яка його потужність, можна обчислити струм, що споживається.
Але більшість побутових пристроїв, таких як телевізор, DVD-програвач, комп'ютер, потребують зниження мережної напруги з 220 В до потрібного рівня - наприклад, 12 вольт. Блок живлення - це якраз той пристрій, який займається таким зниженням.
Зменшити напругу мережі можна різними способами. Найпоширеніші блоки живлення - трансформаторний та імпульсний.

Блок живлення на основі трансформатора

В основі такого блоку живлення лежить велика, залізна штука, що гуде.:) Ну, нинішні трансформатори гудуть поменше. Основна перевага - простота та відносна безпека таких блоків. Вони містять мінімум деталей, але при цьому мають непогані характеристики. Основний мінус - ККД та габарити. Чим більша потужність блоку живлення - тим він важчий. Частина енергії витрачається на "гудіння" та нагрівання:) Крім того, в самому трансформаторі втрачається частина енергії. Іншими словами – просто, надійно, але має велику вагу і багато споживає – ККД на рівні 50-70%. Має важливий невід'ємний плюс – гальванічну розв'язку від мережі. Це означає, що якщо станеться несправність або ви випадково залізете рукою у вторинний ланцюг живлення – струмом вас не стукне :) Ще один безперечний плюс – блок живлення може бути включений у мережу без навантаження – це йому не зашкодить.
Але давайте подивимося, що буде, якщо перевантажити такий блок живлення.
Є: трансформаторний блок живлення з вихідною напругою 12 вольт та потужністю 10 ват. Підключимо до нього лампочку 12 вольт 5 ват. Лампочка світитиметься на всі свої 5 ватів і споживатиме струму 5/12 = 0,42 А.

Підключимо другу лампочку послідовно до першої, ось так:

Обидві лампочки світитимуться, але дуже тьмяно. При послідовному з'єднанні струм в ланцюзі залишиться тим самим - 0,42 А, а ось напруга розподілиться між двома лампочками, тобто кожна отримає по 6 вольт. Зрозуміло, що світитимуться вони ледве-ледь. Та й споживатиме при цьому кожна приблизно по 2,5 Вт.
Тепер змінимо умови - підключимо лампочки паралельно:

У результаті напруга на кожній лампі буде однакова - 12 вольт, а ось струму вони візьмуть кожна по 0,42 А. Тобто струм у ланцюзі зросте вдвічі. Враховуючи, що блок у нас потужністю 10 Вт – мало йому вже не здасться – при паралельному включенні потужність навантаження, тобто лампочок, підсумовується. Якщо ми ще й третю підключимо - то блок живлення почне дико грітися і згорить, можливо, прихопивши з собою вашу квартиру. А це тому, що він не вміє обмежувати струм. Тому дуже важливо правильно розрахувати навантаження на блок живлення. Звичайно, блоки складніше містять захист від перевантаження та автоматично відключаються. Але розраховувати на це не варто – захист, буває, теж не спрацьовує.

Імпульсний блок живлення

Найпростіший і найяскравіший представник - китайський блок живлення для галогенових ламп 12 Ст Містить невелику кількість деталей, легкий, маленький. Розміри 150 Вт блоку - 100х50х50 мм, вага грамів 100. Такий же трансформаторний блок живлення важив би кілограми три, а то й більше. У блоці живлення для галогенних ламп теж є трансформатор, але він невеликий, тому що працює на підвищеній частоті. Слід зазначити, що ККД такого блоку теж не на висоті – близько 70-80%, при цьому він видає пристойні перешкоди в електричну мережу. Є ще безліч блоків, заснованих на аналогічному принципі – для ноутбуків, принтерів тощо. Отже, основна перевага - невеликі габарити та мала вага. Гальванічна розв'язка також є. Недолік - той самий, що й у його трансформаторного побратима. Може згоріти від перевантаження:) Так що якщо ви вирішили зробити у себе вдома освітлення на 12 В галогенних лампах - підрахуйте допустиме навантаження на кожен трансформатор.
Бажано робити від 20 до 30% запасу. Тобто, якщо у вас трансформатор на 150 Вт - краще не вішайте на нього більше, ніж 100 Вт навантаження. І уважно стежте за равшанами, якщо вони роблять ремонт. Розрахунок потужності їм довіряти не варто. Також варто зазначити, що імпульсні блоки не люблять включення без навантаження. Саме тому не рекомендується залишати зарядні пристрої для стільникових у розетці після закінчення зарядки. Втім, це все роблять, тому більшість нинішніх імпульсних блоків утримують захист від включення без навантаження.

Ці два найпростіші представники сімейства блоків живлення виконують загальне завдання - забезпечення потрібного рівня напруги для живлення пристроїв, які до них підключені. Як було зазначено вище - пристрої самі вирішують - скільки струму їм потрібно.

Драйвер

У загальному випадку драйвер – це джерело струму для світлодіодів. Для нього зазвичай не буває параметра "вихідна напруга". Тільки вихідний струм та потужність. Втім, ви вже знаєте, як можна визначити допустиму вихідну напругу – ділимо потужність у ватах на струм у амперах.
Насправді це означає таке. Припустимо, параметри драйвера такі: струм - 300 міліампер, потужність - 3 Ват. Ділимо 3 на 0,3 - отримуємо 10 вольт. Це максимальна вихідна напруга, яку може забезпечити драйвер. Припустимо, що у нас є три світлодіоди, кожен з них розрахований на 300 мА, а напруга на діоді має бути близько 3 вольт. Якщо ми підключимо один діод до нашого драйвера, то напруга на його виході буде 3 вольти, а струм 300 мА. Підключимо другий діод послідовно(Див. Приклад з лампами вище) з першим - на виході буде 6 вольт 300 мА, підключимо третій - 9 вольт 300 мА. Якщо ж ми підключимо світлодіоди паралельно - ці 300 мА розподіляться між ними приблизно порівну, тобто приблизно по 100 мА. Якщо ми підключимо до драйвера на 300 мА триватні світлодіоди з робочим струмом 700 мА - вони отримуватимуть лише 300 мА.
Сподіваюся, принцип зрозумілий. Справний драйвер за жодних умов не видасть більше струму, ніж він розрахований - як би ви не підключали діоди. Треба відзначити, що є драйвера, які розраховані на будь-яку кількість світлодіодів, аби їх загальна потужність не перевищувала потужність драйвера, а є ті, які розраховані на певну кількість – 6 діодів, наприклад. Деякий розкид у менший бік вони, втім, допускають – можна підключити п'ять діодів чи навіть чотири. ККД універсальних драйверівгірше ніж у їхніх побратимів, розрахованих на фіксовану кількість діодів через деякі особливості роботи імпульсних схем. Також драйвера з фіксованою кількістю діодів зазвичай містять захист від позаштатних ситуацій. Якщо драйвер розрахований на 5 діодів, а ви підключили три - цілком можливо, що захист спрацює і діоди або не включаться або блимають, сигналізуючи про аварійний режим. Треба відзначити, що більшість драйверів погано переносять підключення до напруги живлення без навантаження - цим вони сильно відрізняються від звичайного джерела напруги.

Отже, різницю між блоком живлення та драйвером ми визначили. Тепер розглянемо основні типи драйверів для світлодіодів, починаючи з найпростіших.

Резистор

Це найпростіший драйвер для світлодіода. Виглядає як барило з двома висновками. Резистором можна обмежити струм у ланцюгу, підібравши необхідний опір. Як це зробити - докладно описано у статті "Підключення світлодіодів в авто"
Недолік – низький ККД, відсутність гальванічної розв'язки. Способів надійно запитати світлодіод від мережі 220 через резистор не існує, хоча в багатьох побутових вимикачах подібна схема використовується.

Конденсаторна схема.

Подібна зі схемою на резисторі. Недоліки самі. Можливо виготовити конденсаторну схему достатньої надійності, але при цьому вартість та складність схеми сильно зростуть.

Мікросхема LM317

Це наступний представник сімейства найпростіших драйверів для світлодіодів. Подробиці - у вищезгаданій статті про світлодіоди в авто. Недолік - низький ККД, потрібне первинне джерело живлення. Перевага – надійність, простота схеми.

Драйвер на мікросхемі типу HV9910

Даний тип драйверів отримав неабияку популярність завдяки простоті схеми, дешевизні комплектуючих та невеликих габаритах.
Перевага – універсальність, доступність. Недолік – вимагає кваліфікації та обережності при складанні. Відсутня гальванічна розв'язка із мережею 220 В. Високі імпульсні перешкоди у мережу. Низький коефіцієнт потужності.

Драйвер із низьковольтним входом

У цю категорію входять драйвери, розраховані на підключення до первинного джерела напруги - блок живлення або акумулятора. Наприклад, це драйвери для світлодіодних ліхтарів або ламп, призначених для заміни галогенних 12 В. Перевага - невеликі габарити та вага, високий ККД, надійність, безпека під час експлуатації. Недолік - потрібне первинне джерело напруги.

Мережевий драйвер

Повністю готові до використання та містять усі необхідні елементи для живлення світлодіодів. Перевага – високий ККД, надійність, наявність гальванічної розв'язки, безпека під час експлуатації. Недолік - висока вартість, важкодоступна для придбання. Можуть бути як у корпусі, так і без корпусу. Останні зазвичай застосовують у складі ламп чи інших джерел світла.

Застосування драйверів на практиці

Більшість людей, які планують використовувати світлодіоди, Здійснюють типову помилку. Спочатку купуються самі СІДпотім під них підбирається драйвер. Помилкою це можна вважати тому, що в даний час місць, де можна придбати в достатньому асортименті драйвера, не так вже й багато. У результаті, маючи на руках омріяні світлодіоди, ви ламаєте голову - як підібрати драйвер з наявного. Ось купили ви 10 світлодіодів – а драйвера лише на 9 є. І доводиться ламати голову – як бути із цим зайвим світлодіодом. Можливо, простіше було одразу на 9 розраховувати. Тому вибір драйвера має відбуватися одночасно з вибором світлодіодів. Далі потрібно враховувати особливості світлодіодів, а саме падіння напруги на них. Наприклад, червоний 1 Вт світлодіод має робочий струм 300 мА і падіння напруги 1,8-2 В. Споживана ним потужність складе 0,3 х 2 = 0,6 Вт. А ось синій або білий світлодіод має при такому струмі падіння напруги 3-3,4 В, тобто потужність 1 Вт. Отже, драйвер зі струмом 300 мА та потужністю 10 Вт "потягне" 10 білих або 15 червоних світлодіодів. Різниця суттєва. Типова схема підключення 1 Вт світлодіодів до драйвера з вихідним струмом 300 мА виглядає так:

У стандартних 1 Вт світлодіодів мінусовий висновок більший за плюсовий за розміром, тому його легко відрізнити.

Як же бути, якщо доступні лише драйвери зі струмом 700 мА? Тоді доведеться використовувати парна кількість світлодіодів, включаючи їх дві паралельно.

Хочу зауважити, що багато хто помилково припускає, що робочий струм 1 Вт світлодіодів - 350 мА. Це не так, 350 мА – це МАКСИМАЛЬНИЙ робочий струм. Це означає, що при тривалій роботі необхідно використовувати джерело живленнязі струмом 300-330 мА. Це правильно і для паралельного включення - струм однією світлодіод ні перевищувати зазначеної цифри 300-330 мА. Зовсім не означає, що робота на підвищеному струмі викликає відмову світлодіода. Але при недостатньому тепловідведення кожен зайвий міліампер здатний скоротити термін служби. До того ж чим вищий струм - тим нижчий ККД світлодіода, а отже, сильніше його нагрівання.

Якщо мова піде про підключення світлодіодної стрічки або модулів, розрахованих на 12 або 24 вольти, потрібно брати до уваги, що пропоновані для них джерела живлення обмежують напругу, а не струм, тобто не є драйверами прийнятої термінології. Це означає, по-перше, що потрібно уважно стежити за потужністю навантаження, що підключається до певного блоку живлення. По-друге, якщо блок недостатньо стабільний, стрибок вихідної напруги може занапастити вашу стрічку. Злегка полегшує життя те, що у стрічках та модулях (кластерах) встановлені резистори, що дозволяють обмежити струм до певної міри. Слід сказати, світлодіодна стрічка споживає відносно великий струм. Наприклад, стрічка smd 5050, кількість світлодіодів у якій становить 60 штук на метр, споживає близько 1,2 А на метр. Тобто для запитки 5 метрів знадобиться блок живлення зі струмом не менше ніж 7-8 ампер. При цьому 6 ампер зажадає сама стрічка, а один-два ампери потрібно залишити про запас, щоб не перевантажити блок. А 8 ампер – це майже 100 ватів. Такі блоки недешеві.
Драйвери більш оптимальні для підключення стрічки, але знайти такі специфічні драйвери є проблематичними.

Підсумовуючи, можна сказати, що вибору драйвера для світлодіодів потрібно приділяти не менше, а то й більше уваги, ніж світлодіодів. Недбалість при виборі загрожує виходом з ладу світлодіодів, драйвера, надмірним споживанням та іншими принадами:)

Юрій Рубан, ТОВ "Рубікон", 2010 р .

Ми розглянемо справді простий та недорогий потужний світлодіодний драйвер. Схема є джерелом постійного струму, що означає, що він зберігає яскравість LED постійної незалежно від того, яке харчування ви використовуєте. Якщо при обмеженні струму невеликих надяскравих світлодіодів досить резистора, то для потужностей понад один ват потрібна спеціальна схема. Загалом, так живити світлодіод краще, ніж за допомогою резистора.Пропонований led драйвер ідеально підходить особливо для , і може бути використаний для будь-якого їх числа та конфігурації, з будь-яким типом живлення. Як тестовий проект, ми взяли LED елемент на 1 ват. Ви можете легко змінити елементи драйвера на використання з потужнішими світлодіодами, на різні типи живлення - БП, акумулятори та ін.

Технічні характеристики LED драйвера:

Вхідна напруга: 2В до 18В
- Вихідна напруга: на 0,5 менше, ніж вхідна напруга (0.5V падіння на польовому транзисторі)
- Струм: 20 ампер

Деталі на схемі:

R2: приблизно 100-омний резистор

R3: підбирається резистор

Q2: маленький NPN-транзистор (2N5088BU)

Q1: великий N-канальний транзистор (FQP50N06L)

LED: Luxeon 1-ват LXHL-MWEC

Інші елементи драйвера:

Як джерело живлення використано трансформатор-адаптер, ви можете використовувати батареї. Для живлення одного світлодіода 4 – 6 вольт достатньо. Ось чому ця схема зручна, що ви можете використовувати широкий спектр джерел живлення, і він завжди світитиме однаково.Радіатор не потрібний, оскільки йде близько 200 мА струму. Якщо планується більше струму, необхідно встановити LED елемент і транзистор Q1 на радіатор.

Вибір опору R3

- Струм LED встановлюється за допомогою R3, він приблизно дорівнює: 0.5 / R3

Потужність, що розсіюється на резисторі приблизно: 0.25 / R3

У цьому випадку встановлений струм 225 мА за допомогою R3 на 2,2 Ом. R3 має потужність 0,1 Вт, таким чином стандартний 0,25 Вт резистор підходить відмінно.Транзистор Q1 працюватиме до 18 В. Якщо ви хочете більше, потрібно змінити модель. Без радіаторівFQP50N06L може розсіювати лише близько 0,5 Вт - цього достатньо для 200 мА струму при 3-х вольтовій різниці між джерелом живлення та світлодіодом.

Функції транзисторів на схемі:

- Q1використовується як змінний резистор.
- Q2використовується як струмовий датчик, а R3-це настановний резистор, який призводить до закривання Q2, коли тече підвищений струм. Транзистор створює зворотний зв'язок, який постійно відстежує поточні параметри струму і тримає його точно в заданому значенні.

Втім, є менш правильні, але, загалом, робочі варіанти. Один із них – зібрати стабілізатор струму для світлодіода зі звичайної енергозберігаючої лампи.

Перш ніж почнемо, пам'ятайте: все, що ви робите, ви робите на свій страх та ризик! Ми не даємо жодної гарантії, що прилад, що вийшов, запрацює у вас правильно. І не несемо жодної відповідальності за можливі збитки чи пошкодження, які, теоретично, можуть статися, якщо щось піде не так, як задумано.

Має бути працювати з небезпечною для життя напругою в 220В і, швидше за все, без точної технічної документації на конкретну лампу, що переробляється. Якщо ви не знаєте правил обережності при роботі з високою напругою, не сильно впевнено тримаєте в руках паяльник, то краще відмовтеся від цієї витівки - зрештою готовий драйвер від мережі 220В коштує не так вже й дорого.

Але якщо цікаво, то вперед!

Звичайна енергозберігання, вона ж компактна люмінесцентна лампа або КЛЛ, містить у собі електронний пристрій, що забезпечує підпалювання та горіння газорозрядних ламп. КЛЛ мають дуже пристойний термін служби - до 10 000 годин, але з часом яскравість їх свічення знижується, вони починають сильніше грітися, починають мерехтіти або взагалі перестають світити. При цьому найчастіше з ладу виходить саме «скляна частина» лампи, а її електроніка залишається в повному порядку. Тому для експериментів цілком підійде стара лампа, яка перестала працювати, а ви її чомусь не викинули. Якщо є вибір, то краще взяти потужнішу лампу. У мене для дослідів виявився пацієнт, зображений на зображенні на початку статті.

Запилена і пожовкла лампа Maxus 26W вірою і правдою відслужила кілька років і була замінена, оскільки світити стала чи не вдвічі тьмянішою, ніж потрібно.

Акуратно, по пояску відкриваємо лампу.

Акуратно відкрита енергозберігаюча лампа

Бачимо баласт, від якого два дроти йдуть до цоколя і чотири до скляних колб. Відкушуємо їх усі та витягуємо електронну частину. Тільки уважно – один із цокольних проводів до плати може йти через резистор, що висить. Він теж потрібний, відкушуйте за ним.

Вийшла ось така штучка.

Вилучений баласт люмінесцентної лампи - до переробки

Тепер від руйнування ламп перейдемо до вивчення їх принципових схем. Імпульсний перетворювач (електронний баласт) компактних люмінесцентних ламп може відрізнятися деталями для конкретних ламп, але його схема виглядає так:

Принципова схема баласту компактної люмінесцентної лампи

Жовтим кольором виділено те, що може значно відрізнятись від лампи до лампи залежно від виробника та її потужності. У будь-якому випадку, залишаємо цю частину без жодних змін. Те, що відзначено синім, залишиться безхазяйним після видалення ламп (скляних колб) і може бути безболісно видалено з плати, щоб не заважало.

Вийде приблизно так:

Імпульсний перетворювач після видалення "зайвих" деталей

Після видалення «синьої» частини схеми залишиться два провідники, що повисли в повітрі. Їх треба з'єднати один з одним – закоротити. Знайдемо, що з чим з'єднувати на конкретній платі.

Зворотний бік плати імпульсного перетворювача

Як видно, потрібно закоротити вихід дроселя (він же вхід у колби) з виходом з колб найкоротшим шляхом. Електроніка вашої лампи, швидше за все, зовні відрізнятиметься від того, що ви бачите на зображенні. Важливо зрозуміти сам принцип.

Наступний крок - зробити з дроселя трансформатор, випрямити струм, що вийшов, і запитати їм світлодіоди.

Справа в тому, що люмінесцентні лампи живляться напругою високої частоти (до 50КГц). Відповідно, намотавши на дросель вторинну обмотку, можна отримати на ній потрібну напругу.

Акуратно випоюємо дросель. Далі дуже творче завдання – його розібрати. Дросель складається з котушки з проводом, в яку зверху та знизу вставляються дві половинки Е-подібного фериту. Розібрати дросель - це означає роз'єднати половинки тонкого і тендітного фериту, що спаялися за роки (які ще іноді заливають лаком), зняти їх і отримати вільний доступ до котушки з проводом. Видаліть стрічку, яка розташована по периметру фериту, після чого ніжно і не прикладаючи великих зусиль, спробуйте роз'єднати його. Допомагає нагрівання – наприклад, акуратно паяльником по всьому периметру фериту. У мене вийшло, щоправда, далеко не одразу.

Переможений та розібраний дросель

На котушку, що відкрилася, поверх намотуємо вторинну обмотку. За моїми спостереженнями один оберт вторинної обмотки дає в ній близько 0.8В напруги. У моїх планах було запитати дві лінійки одноватних світлодіодів по 10шт. Для цього мені потрібно близько 30В напруги. Підсумковий струм потрібно невеликий - до 200-250мА, оскільки світлодіоди дуже китайські.

У моєму випадку вийшло 40 витків емальпроводу діаметром 0.25мм. Намотуйте акуратно, оскільки дросель потім потрібно буде зібрати назад, тобто. повернути ферити на місце. Не забудьте наприкінці тонкої смужкою ізоленти або скотчу скріпити між собою половинки фериту. Впаюємо дросель назад. Вийде якось так.

Результат роботи – готовий "драйвер" з баласту енергозберігання

Підключаємо вхідну мережну напругу. Вибухів, феєрверків немає? Чудово! Тепер акуратно вимірюємо змінну напругу на виходах вторинної обмотки. Вийшло те, що потрібне? Здорово! Якщо ні, відключаємося від мережі та відмотуємо (щоб зменшити) або додаємо (щоб збільшити) кілька витків в обмотці. Розбирати дросель для цього не потрібно – просто акуратно протягуйте провід між котушкою та феритом.

У мене дві лінійки світлодіодів. Підключити їх можна двома способами – паралельно – для цього потрібно попередньо випрямити струм. Або зустрічно – для цього випрямляти струм не потрібно. На схемі це так.

Паралельне підключення двох лінійок світлодіодів

Паралельне підключення. Зелена область – вторинна обмотка, діодний міст та світлодіоди. Синя лінія – перемичка. Діодний міст збирається зі швидких діодів. Я взяв 4 діоди HER307.

Зустрічне підключення виглядає так:

Зустрічне підключення двох лінійок світлодіодів

Обидва варіанти мають право на життя, я вибрав паралельне підключення із випрямленням.

Після збирання схеми підключіть світлодіоди через амперметр. Підключіть живлення. Якщо сила струму така, як необхідно - відмінно, якщо ні, то прибираючи/додаючи витки вторинної обмотки дроселя, зменшіть або збільшіть струм.

Результат роботи - світлодіоди підключені та яскраво світять.

У мене вийшло близько 200мА на дві лінійки по 10 світлодіодів. Замало, але для настільного світильника вистачить.

Дуже незвично бачити підключення світлодіодів безпосередньо від джерела струму. Але тут стабілізація струму досягається за рахунок точної стабілізації напруги. І, в даному випадку, якщо щось станеться з однією з паралельних лінійок світлодіодів, струм в лінійках, що залишилися, не зміниться, на відміну від звичайного підключення через драйвер.

Правильно зібрана схема повинна мати серйозний запас потужності – у мене робоча потужність 6 з 26 Вт. Нічого (крім світлодіодів) не повинно суттєво нагріватись у процесі роботи (тільки перевіряйте після відключення від мережі).

Також є готові моделі драйверів для світлодіодів, без яких ніяк не обійтися, якщо буде потрібно отримати потужне і яскраве світло.