Ledgroup72.ru

Лед Групп
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Простой драйвер светодиода от сети 220В

Простой драйвер светодиода от сети 220В

Для питания светодиоду требуется источник постоянного напряжения и устройство стабилизации тока – драйвер. А если требуется (или очень хочется) подключить светодиод к сети 220В? И светодиод, при этом, мощный? Простым резистором и диодом здесь не обойтись. Самый правильный, вернее, единственно правильный способ – использовать специализированный драйвер. Его можно даже самому собрать (читайте в статье «Схема драйвера для светодиодов от сети 220В»).

Впрочем, есть и менее правильные, но, в целом, рабочие варианты. Один из них – собрать стабилизатор тока для светодиода из обычной энергосберегающей лампы.

Прежде чем начнем, помните: все, что вы делаете, вы делаете на свой страх и риск! Мы не даем никакой гарантии, что получившийся прибор заработает у вас правильно. И не несем никакой ответственности за возможный ущерб или повреждения, которые, теоретически, могут случиться, если что-то пойдет не так, как задумано.

Предстоит работать с опасным для жизни напряжением в 220В и, скорее всего, без точной технической документации на конкретную переделываемую лампу. Если вы не знаете правил предосторожностей при работе с высоким напряжением, не сильно уверенно держите в руках паяльник, то лучше откажитесь от этой затеи – в конце концов, готовый драйвер от сети 220В стоит не так уж дорого.

Но, если интересно, то вперед!

Обычная энергосберегайка, она же компактная люминесцентная лампа или КЛЛ, содержит в себе электронное устройство, обеспечивающее поджег и горение газоразрядных ламп. КЛЛ имеют очень приличный срок службы – до 10 000 часов, но с течением времени яркость их свечения снижается, они начинаю сильнее греться, начинают мерцать или вообще перестают светить. При этом, чаще всего, из строя выходит именно «стеклянная часть» лампы, а ее электроника остается в полном порядке. Поэтому, для экспериментов вполне подойдет старая лампа, которая перестала работать, а вы ее почему-то не выбросили. Если есть выбор, то лучше взять лампу помощнее. У меня для опытов оказался пациент, изображенный на картинке в начале статьи.

Запыленная и пожелтевшая лампа Maxus 26W верой и правдой отслужила несколько лет и была заменена, поскольку светить стала чуть ли не вдвое тусклее, чем нужно.

Аккуратно, по пояску открываем лампу.

Аккуратно открытая энергосберегающая лампа

Видим балласт, от которого два провода уходят к цоколю и четыре к стеклянным колбам. Откусываем их все и извлекаем электронную часть. Только внимательно – один из цокольных проводов к плате может идти через висящий резистор. Он тоже нужен, откусывайте за ним.

Получилась вот такая штучка.

Извлеченный балласт люминесцентной лампы — до переделки

Теперь от разрушения ламп переключимся к изучению их принципиальных схем. Импульсный преобразователь (электронный балласт) компактных люминесцентных ламп может различаться деталями для конкретных ламп, но принципиально его схема выглядит так:

Принципиальная схема балласта компактной люминесцентной лампы

Желтым цветом выделено то, что может значительно отличаться от лампы к лампе в зависимости от производителя и ее мощности. В любом случае, оставляем эту часть безо всяких изменений. То, что отмечено синим, останется бесхозным после удаления ламп (стеклянных колб) и может быть безболезненно удалено с платы, дабы не мешало.

Получится примерно так:

Импульсный преобразователь после удаления «лишних» деталей

После удаления «синей» части схемы, останется два проводника, повисших в воздухе. Их нужно соединить друг с другом – закоротить. Найдем что с чем соединять на конкретной плате.

Обратная сторона платы импульсного преобразователя

Как видно, нужно закоротить выход дросселя (он же вход в колбы) с выходом из колб по кратчайшему пути. Электроника вашей лампы, скорее всего, внешне будет отличаться от того, что вы видите на картинке. Важно понять сам принцип.

Следующий шаг – сделать из дросселя трансформатор, выпрямить получившийся ток и запитать им светодиоды.

Дело в том, что люминесцентные лампы питаются напряжением высокой частоты (до 50КГц). Соответственно, намотав на дроссель вторичную обмотку, можно получить на ней нужное напряжение.

Аккуратно выпаиваем дроссель. Дальше очень творческая задача – его разобрать. Дроссель состоит из катушки с проводом, в которую сверху и снизу вставляются две половинки Е-образного феррита. Разобрать дроссель – это значит разъединить спаявшиеся за года половинки тонкого и хрупкого феррита (которые еще иногда заливают лаком), снять их и получить свободный доступ к катушке с проводом. Удалите ленту, которая расположена по периметру феррита, после чего нежно и не прикладывая больших усилий, попробуйте его разъединить. Помогает нагревание – например, аккуратно паяльником по всему периметру феррита. У меня получилось, правда, далеко не сразу.

Побежденный и разобранный дроссель

На открывшуюся катушку поверх наматываем вторичную обмотку. По моим наблюдениям один оборот вторичной обмотки дает в ней около 0.8В напряжения. В моих планах было запитать две линейки одноваттных светодиодов по 10шт. Для этого мне нужно около 30В напряжения. Итоговый ток требуется небольшой – до 200-250мА, поскольку светодиоды ну очень китайские.

В моем случае получилось 40 витков эмальпровода диаметром 0.25мм. Наматывайте аккуратно, поскольку дроссель потом нужно будет собрать обратно, т.е. вернуть ферриты на место. Не забудьте в конце узкой полоской изоленты или скотча скрепить между собой половинки феррита. Впаиваем дроссель обратно. Получится как-то так.

Результат работы — готовый «драйвер» из балласта энергосберегайки

Подключаем входное сетевое напряжение. Взрывов, фейерверков нет? Чудесно! Теперь аккуратно меряем переменное напряжение на выходах вторичной обмотки. Получилось то, что нужно? Здорово! Если нет, отключаемся от сети и отматываем (чтобы уменьшить) или добавляем (чтобы увеличить) несколько витков в обмотке. Разбирать дроссель для этого не нужно – просто аккуратно продевайте провод между катушкой и ферритом.

Читайте так же:
Консоль светильник с розеткой

У меня две линейки светодиодов. Подключить их можно двумя способами – параллельно – для этого нужно предварительно выпрямить ток. Или встречно – для этого выпрямлять ток не нужно. На схеме это выглядит так.

Параллельное подключение двух линеек светодиодов

Параллельное подключение. Зеленая область – вторичная обмотка, диодный мост и светодиоды. Синяя линия – перемычка. Диодный мост собирается из быстрых диодов. Я взял 4 диода HER307.

Встречное подключение выглядит так:

Встречное подключение двух линеек светодиодов

Оба варианта имеют право на жизнь, я выбрал параллельное подключение с выпрямлением.

После сбора схемы подключите светодиоды через амперметр. Подключите питание. Если сила тока такая, как необходимо – отлично, если нет, то убирая/добавляя витки вторичной обмотки дросселя уменьшите или увеличьте ток.

Результат работы — светодиоды подключены и ярко светят.

У меня получилось около 200мА на две линейки по 10 светодиодов. Маловато, но для настольного светильника хватит.

Очень непривычно видеть подключение светодиодов напрямую от источника тока. Но здесь стабилизация тока достигается за счет точной стабилизации напряжения. И, в данном случае, если что-то произойдет с одной из параллельных линеек светодиодов, ток в оставшихся линейках не изменится, в отличие от обычного подключения через драйвер.

Правильно собранная схема должна иметь серьезный запас по мощности – у меня рабочая мощность 6 из 26 Вт. Ничего (кроме светодиодов) не должно существенно нагреваться в процессе работы (только проверяйте после отключения от сети).

В итоге получился компактный и практически бесплатный «драйвер», который позволил мне подключить светодиоды к сети 220В. Осталось соорудить корпус и смонтировать настольный светодиодный светильник. Но это уже другая история и о ней читайте в статье «Светодиодный светильник своими руками».

Также, имеются готовые модели драйверов для светодиодов, без которых никак не обойтись, если будет нужно получить мощный и яркий свет.

Общий драйвер для 20 светодиодных светильников?

Я сегодня был на выставке Interlight Moscow. Искал решение, например, для такой задачи: сделать диммируемое светодиодное освещение для большой комнаты, причем:

  1. Свет должен исходить из 20 небольших потолочных светильников "с лучиками" и посадочным диаметром 60 мм, т.е. это не MR16 лампы точно, и не большие лампы тоже.
  2. Не должно мерцать ("не мерцать" от слова "вообще", т.е. недопустимо мерцание на частоте ниже 500 Гц, к примеру).
  3. В том числе не должно мерцать НИ ПРИ КАКОМ уровне диммирования (современные "диммируемые" лампы, увы, грешат мерцанием на уровнях, отличных от 100%).
  4. Световой поток каждого светильника — 500 lm или выше (т.е., грубо говоря, 5W и выше).

Как ни странно, обойдя всю выставку и поговорив практически с каждым стендом, у кого были светодиоды, решения данной задачи я не нашел.

Ближе всего к решению, вероятно, следующая схема:

  1. Берем 20 светильников со встроенным светодиодом и мощным внутренним радиатором ( ).
  2. У каждого из этих светильников драйвер болтается отдельно, в этом их плюс ( , кстати). Отсоединяем его у всех и выкидываем.
  3. Соединяем все светильники параллельно (драйверы убраны, напоминаю). внутри светильника.
  4. Находим диммируемый led-драйвер на 200W (вроде такие продаются) и подсоединяем к всей этой кухне.
  5. Выставляем на драйвере джамперами ток (напряжение?), на который рассчитана вся эта гирлянда из 20 светильников.
  6. Сам этот мощный драйвер, вероятнее всего, будет принимать команды на диммирования по цифровому протоколу DALI. Это уже не так важно. Главное, чтобы драйвер умел делать высокочастотный ШИМ, регулируя ипульсов в зависимости от уровня диммирования, а уж кто команды подает и как — дело второе.

Вопрос: будет ли это работать вообще? Может быть, есть какие-то подводные камни тут, и задачу можно решить проще?

  • Просмотр профиля
  • Личное сообщение

Я не спец в LED оборудовании представленном на рынке, но
по поводу "мерцать при диммировании" — Виноваты не LED, а диммиры (низкая частота импульсов).
по поводу "параллельного включения" — Долголетие светодиоду обеспечит только стабильный ток — драйвер должен быть по току. Если один светодиод вылетает (при параллельном включении), то другие получат больший ток и .

  • Просмотр профиля
  • Личное сообщение

DmitryEl написал :
будет ли это работать вообще?

Нормально работать не будет, т.к. ток с общего драйвера ни за что не захочет равномерно расползаться по светильникам

  • Просмотр профиля
  • Личное сообщение

Посмотрите линейку продуктов Meanwell. У них есть нелохие драйверы. Параллельно светодиоды подключать почти никогда нельзя. Правильно по несколько светодиодов последовательно. Например, если блок питания на 24V, то по 6 последовательно.

  • Просмотр профиля
  • Личное сообщение

Единственно верное решение
Взять светильники с внешним токовым драйвером например. 300 мА. такие светильники соединить последовательно , так, чтобы в цепочке бело не больше 20-25 Ватт. Каждую такую цепочку запитать отдельным димируемым токовым драйвером. У вас будет примерно 4 драйвера. По входу все драйвера соединить параллельно и подключить к одному триак димеру. Все просто как три рубля.
Главное Нагружать димеры на 50-80 процентов от номинала, который указан на корпусе. В этом случае никаких пульсаций во всем диапозоне димирования не будет.

Совет использовать димер не с нажимным, а с поворотным включателем, поскольку на малых выходных токах драйверы хоть и стабильно работают, но не хотят запускаться. Нужно запустить драйвер большим напряжением, а потом его придавить.

  • Просмотр профиля
  • Личное сообщение

Вот, покритикуйте, пожалуйста: получится так?

  • Просмотр профиля
  • Личное сообщение
  1. Димирование по 0-10в (0-5В) требует дополнительной линии к каждому светильнику (драйверу) которая помимо самого факта наличия дополнительных проводов будет работать как антенна для всевозможных помех и наводок. Поскольку для Вас недопустимы пульсации, то необходимо предусмотреть систему защиты от помех по цепи управления.
  2. Использование контроллера 0-10В для управления димером 0-5 В думаю что не только допустимо, но и желательно, поскольку часть сигнала потеряется в соединительных проводах и фильтрах, подавлявших помехи. В крайнем случае будете использовать не всю часть динамического диапазона контроллера. От 10В вместо 5В драйвер не сгорит.
  3. Альтернативный вариант с мелкими драйверами более правильный, но я бы поостерегся бы с ними иметь дело без предварительной опытной проверки. Уж больно они "стремные", даже гаражные китайцы постеснялись бы упаковывать устройства в термоусадочную трубку, поскольку пластмассовый корпус такого размера стоит не более фаня (самой мелкой монеты), да и описание написано с грамматическими ошибками. Либо это кружок юных техников, либо "вьетнамский кооператив".
    Но повторюсь, в случае нормальности драйверов — этот вариант самый правильный.
Читайте так же:
Как уменьшить ток светодиодных светильников

Вопрос. Что у Вас за помещение, если нужно столько света (200 Вт светодиодов)?

  • Просмотр профиля
  • Личное сообщение

Спасибо! Я только не понял немного, как именно будет работать 10В-ШИМ-контроллер с 5В-драйвером. Он вообще не обращает внимание на напряжение, а учитывает только скважность, что ли? И — как найти настенные 10В-ШИМ-контроллеры? Что-то находятся только аналоговые 0-10В.

Насчет помещения: на текущий момент это просто комната 30 кв.м. с 17 светильниками по периметру. Каждый светильник 10W дает максимум 600 люменов (судя по сайту производителя), это очень ярко, поэтому-то и нужно качественное диммирование. Если возникает вопрос, почему бы не взять светильники менее мощные, то ответ прост: их не существует в природе в форм-факторе " " (по крайней мере, мне за порядка 8 часов поиске в интернете не удалось найти что-то подобное). Поэтому приходится брать 10-ваттные и диммировать.

  • Просмотр профиля
  • Личное сообщение

Белые светодиоды это на самом деле не белые , а синие (те самые за которые япошки получили нобелевскую премию в 2014 г.)
Кристаллы этих синих покрыты люминофором (желтая краска на кристалле) аналогично энергосберегайкам. В засисимости от хим. состава люминофора имеем цвет (спектр) белого LEDа 3000К,4000К,6400К. От силы тока он никак не зависит, даже теоретически.

ШИМ прибор который позволяет преобразовывать входное постоянное (выпрямленное) напряжение одного номинала в постоянное напряжение (ток) другого номинала практически без потерь. Регулировка выходного напряжения (тока) осуществляется за счет изменения скважности импульсов (времени включения и выключения), но на выходе всегда выпрямленное и сглаженное напряжение.
Для стабилизации выходного значения используется отрицательная обратная связь, когда сигнал с выхода пропорциональный выходному напряжению (стабилизатор напряжения) или пропорциональный выходному току (стабилизатор тока) сравнивается с опорным и результат подается на регулятор ШИМа
Таким образом меняя опорный сигнал можно регулировать выходное значение ШИМа.
Сигнал можно брать из цепи самого ШИМа и управлять простым потенциометром,
Либо Внешний 0-10В,(если у Вас димер принимает сигнал 0-5В) то сигнал 0-10В можно просто уменьшить на резистивном делителе напряжения или просто не использовать значения 5-10В (регулятор будет управляться в 2 раза "жесче"
Или получать из Триак напряжения стандартного димера 0-220В путем его интегрирования во времени.
Соответственно в зависимости от того каким сигналом управляется ШИМ генератор различают и Димируемые драйверы тока.

Драйвер и импульсный блок питания. Отличия, принцип работы. Что лучше выбрать?

блок питания и лед драйвер

Многие довольно часто путают блоки питания и драйвера, подключая светодиоды и светодиодные ленты не от тех источников что нужно.

В итоге через небольшой промежуток времени они выходят из строя, а вы и не подозреваете в чем была причина и начинаете ошибочно грешить на «некачественного» производителя.

Рассмотрим подробнее в чем их отличия и когда нужно применять тот или иной источник питания. Но для начала кратко разберемся в типах блоков питания.

Сегодня уже довольно редко можно встретить применение трансформаторного БП. Схема их сборки и работы довольно проста и понятна.

силовой блок питания

Самый главный элемент здесь, безусловно трансформатор. В домашних условиях он преобразует напряжение 220В в напряжение 12 или 24В. То есть, идет прямое преобразование одного напряжения в другое.

Частота сети при этом, привычные нам всем 50 Герц.

схема работы трансформаторного блока питания

Далее за ним стоит выпрямитель. Он выпрямляет синусоиду переменного напряжения и на выходе выдает «постоянку». То есть 12В, подаваемые к потребителю, это уже постоянное напряжение 12V, а не переменное.

У такой схемы 3 главных достоинства:

  • ее простота
  • незамысловатость конструкции
  • относительная надежность

111-blok

Однако есть здесь и недостатки, которые заставили разработчиков задуматься и придумать что-то более современное.

  • во-первых это большой вес и приличные габариты
  • как следствие первого недостатка — большой расход металла на сборку всей конструкции
  • ну и ухудшает все дело низкий косинус фи и низкий КПД

Именно поэтому и были изобретены импульсные источники питания. Здесь уже несколько иной принцип работы.

схема преобразования напряжения в импульсном блоке питания

Во-первых, выпрямление напряжения происходит сразу же. То есть, подается на вход переменно 220В и тут же на входе преобразуется в постоянное 220V.

схема генератора импульсов высокой частоты

Далее стоит генератор импульсов. Главная его задача — создать искусственно переменное напряжение с очень большой частотой. В несколько десятков или даже сотен килогерц (от 30 до 150кГц). Сравните это с привычными нам 50 Гц в домашних розетках.

трансформаторная будка

Кстати за счет такой огромной частоты, мы практически не слышим гул импульсных трансформаторов. Объясняется это тем, что человеческое ухо способно различать звук до 20кГц, не более.

Читайте так же:
Как подключить провода электрические светильники

Третий элемент в схеме — импульсный трансформатор. Он по форме и конструкции напоминает обычный. Однако главное его отличие — это маленькие габаритные размеры.

Это как раз таки и достигается за счет высокой частоты.

Из этих трех элементов самым главным является генератор импульсов. Без него, не было бы такого относительно маленького блока питания.

Преимущества импульсных блоков:

  • маленькая цена, если конечно сравнивать по мощности его, и такой же блок собранный на обычном трансформаторе
  • КПД от 90 до 98%
  • напряжение питания можно подавать в большом разбросе
  • при качественном производителе блока питания, у импульсных ИБП более высокий косинус фи

Есть и недостатки:

  • усложненность сборочной схемы
  • сложная конструкция
  • если вам попался не качественный импульсный блок, то он будет выдавать в сеть кучу высокочастотных помех, которые будут влиять на работу остального оборудования

Для светодиодных же светильников такие блоки не подойдут. Поэтому для их питания используются драйверы.

драйвер и импульсный блок питания

Почему же для светодиодов нельзя применять простой БП, и для чего нужен именно драйвер?

Драйвер — это устройство похожее на блок питания.

Светодиоды «питаются» электрическим током. Также у них есть такая характеристика, как падение напряжения.

Если вы видите на светодиоде надпись 10мА и 2,7В, то это означает, что максимально допустимый ток для него 10мА, не более.

светодиод

При протекании тока такой величины, на светодиоде потеряется 2,7 Вольт. Именно потеряется, а не требуется для работы. Добьетесь стабилизации тока и светодиод будет работать долго и ярко.

график вольтамперная характеристика

Более того, светодиод — это полупроводник. И сопротивление этого полупроводника зависит от напряжения, которое на него подано. Изменяется сопротивление по графику — вольтамперной характеристике.

Если на нее посмотреть, то становится видно, даже если вы не намного увеличите или уменьшите напряжение, это резко, в разы изменит величину тока.

изменение тока в светодиоде от напряжения

Причем зависимость не прямо пропорциональная.

Казалось бы, один раз выставь точное напряжение и можно получить номинальный ток, который необходим для светодиода. При этом, он не будет превышать предельные величины. Вроде бы и обычный блок с этим должен справиться.

ВАХ разных светодиодов отличаются

Однако у всех светодиодов уникальные параметры и характеристики. При одном и том же напряжении они могут «кушать» разный ток.

А температурный диапазон работы светодиодных светильников очень большой.
Например, зимой на улице может быть -30 градусов, а летом уже все +40. И это в одном и том же месте.

неравномерное свечение светодиодной ленты почему

Работать они конечно будут, но в каком режиме светоотдачи и насколько долго неизвестно. Заканчивается такая работа всегда одинаково — выгоранием светодиода.

Кстати, при превышении температуры световой поток у светодиодных светильников всегда падает, даже у тех, которые подключены через драйвер. У некачественных экземпляров световой поток падает очень сильно, стоит им поработать около часа и нагреться.

изменение светового потока от температуры

У качественных изделий световой поток с нагревом уменьшается слабо, но все же уменьшается.

Многие недобросовестные производители хитрят и измеряют эти параметры сразу после включения, когда поток еще максимальный.

подключение последовательно светодиодов

Если вам нужно соединить несколько светодиодов, то подключаются они последовательно. Это необходимо, чтобы через все элементы, несмотря на их разные ВАХ (вольт-амперные характеристики), протекал один и тот же ток.

комбинированные схемы подключения светодиодов

А уже эту последовательную цепочку подключают к драйверу. Данные цепочки можно комбинировать различными способами. Создавать последовательно-параллельные или гибридные схемы.

Безусловно и у драйверов есть свои неоспоримые недостатки:

  • во-первых они рассчитаны только на определенный ток и мощность

А это значит, что для каждого драйвера каждый раз придется подбирать определенное количество светодиодов. Если один из них случайно выйдет из строя в процессе работы, то драйвер весь ток запустит на оставшиеся.

универсальный драйвер

Что приведет к их перегреву и последующему выгоранию. То есть потеря одного светодиода влечет за собой поломку всей цепочки.

Бывают и универсальные модели драйверов, для них не важно количество светодиодов, главное чтобы их общая мощность не превышала допустимую. Но они гораздо дороже.

  • узкоспециализированность на светодиодах

16

Простые блоки питания можно использовать для разных нужд, везде где необходимы 12В и более, например для систем видеонаблюдения.

Основное же предназначение драйверов — это светодиоды.

бездрайверный лед прожектор

А есть бездрайверные заводские светильники? Есть. Не так давно на рынке появилось немало таких Led светильников и прожекторов.

Однако энергоэффективность у них не очень высокая, на уровне обычных люминесцентных ламп. И как он поведет себя при возможных перепадах параметров в наших сетях, большой вопрос.

блок питания 12В

Отдельный вопрос это светодиодные ленты. Для них вовсе не нужны драйвера, и как известно они подключаются от привычных нам блоков питания 12-36 Вольт.

Казалось бы в чем подвох? Там же тоже стоят светодиоды.

впаянное сопротивление на светодиодной ленте

Все вы видели на светодиодных лентах впаянные сопротивления (резисторы).

одно сопротивление на 3 светодиода в ленте

Они как раз таки и отвечают за ограничение тока до номинальной величины. Одно сопротивление устанавливается на три последовательно подключенных светодиода.

кластер на светодиодной ленте

Такие участки ленты, рассчитанные на напряжение 12 Вольт называют кластерами. Эти отдельные кластеры на всем протяжении ленты подключены между собой в параллель.

И именно благодаря такому параллельному соединению, на все светодиоды подается одинаковое напряжение 12В. Благодаря кластеризации при монтаже низковольтной ленты, ее спокойно можно отрезать на мелкие кусочки, состоящие минимум из 3-х светодиодов.

нагрев резисторов на светодиодной ленте

Казалось бы, решение найдено и где здесь недостаток? А главный недостаток такого устройства — эти резисторы не проделывают никакой полезной работы.

Они лишь дополнительно нагревают окружающее пространство и сам светодиод возле него. Именно поэтому светодиодные ленты не светят так ярко, как нам хотелось бы. Вследствие чего, их используют лишь как дополнительный свет интерьера.

Читайте так же:
Выключатель для аквариумного светильника

Сравните 60-70 люмен/ватт у светодиодных лент, против 120-140 лм/вт у светильников и решений на основе драйверов.

светодиодная панель

Возникает вопрос, а можно ли найти ленту без сопротивлений и подключить к ней драйвер отдельно? Да, такие устройства например применяют в светодиодных панелях.

токовая светодиодная линейка

Их часто монтируют в подвесном потолке и не только. Применяются они без сопротивлений. Еще их называют токовыми светодиодными линейками.

Именно токовыми. Здесь все отдельные участки линеек подключаются последовательно на один драйвер. И все прекрасно работает.

Драйверы для светодиодных светильников

Для питания светодиодов, как и галогенных ламп накаливания, требуется низкое напряжение. Но если для ламп может использоваться как переменное, так и постоянное напряжение, то для светодиодов требуется только постоянное. Величина этого напряжения зависит от цвета излучения: для красных светодиодов это 1,9–2,1 В, для зеленых – 2,5–3 В, для синих и белых – от 3 до 4 В.

Параметры светодиодов зависят от протекающего через них тока гораздо сильнее, чем от приложенного к светодиоду напряжения. Поэтому большинство устройств управления – это источники стабилизированного тока. Сегодня мощные светодиоды выпускаются с номинальным рабочим током 350, 700 или 1050 мА, маломощные светодиоды – от 5 до 20 мА, светодиоды средней мощности – от 50 до 100 мА.

Выходное напряжение устройств управления – от трех до 480 В. К одному аппарату может быть подключено практически любое количество светодиодов; ограничение накладывают выходные параметры устройства – мощность, ток и напряжение. Рыночный ассортимент устройств управления сегодня огромен; серийно выпускаются сотни типов таких устройств с различными выходными параметрами.

Как правило, КПД устройств управления очень высок не ниже 85%. Большинство устройств делается с коррекцией коэффициента мощности (cos φ > 0,9). К сожалению, часто встречаются устройства с высокими пульсациями выходного напряжения (больше 20%). Для уличного и декоративного освещения это не имеет большого значения, но для освещения помещений с длительным пребыванием людей, помещений с компьютерами и промышленных помещений со станками применение таких устройств управления абсолютно не допустимо.

Из-за малой единичной мощности светодиоды редко используются поодиночке. Группы светодиодов или светодиодных модулей обычно соединяются в цепочки последовательно. Количество светодиодов или модулей в цепочках подбирается так, чтобы суммарное напряжение на них было равно или несколько ниже выходного напряжения устройства управления.

Принцип работы устройств управления не отличается от принципа работы электронных трансформаторов для галогенных ламп накаливания, но с обязательным выпрямлением выходного напряжения.

Светодиоды легко поддаются регулированию. Поэтому практически все устройства управления могут работать в режиме регулирования, которое, как и при традиционных источниках света, может быть аналоговым, цифровым или потенциометрическим. Цифровое регулирование светового потока светодиодов позволяет создавать бесконечно разнообразные цветодинамичные картины. Чередование цветов и интенсивности света может быть заранее запрограммировано. Аппараты, предназначенные для программирования цветодинамичных режимов освещения, называются секвенсорами. Крупные фирмы, производящие светодиоды и устройства управления, обычно изготавливают и секвенсоры, а также усилители мощности для подключения многих тысяч светодиодов (например, для рекламно-информационных табло, установленных на многих площадях в центре Москвы).

Для упрощения включения и расширения областей использования светодиодов некоторые фирмы выпускают готовые светодиодные цепочки разных цветов (а иногда и многоцветные) в виде линеек, гибких лент, наборов светодиодов на общей плате (модулей или кластеров) и т. п. Такие цепочки или модули всегда содержат и ограничительные сопротивления, поэтому могут прямо подключаться к выходу устройств управления.

Южнокорейская фирма Seoul Semiconductor производит светодиодные модули Acrich, предназначенные для прямого включения в сеть 220 В без устройств управления. Модули представляют собой две цепочки из 60 светодиодов, включенных последовательно. Цепочки через небольшие ограничительные сопротивления подключаются к сетевому напряжению антипараллельно, то есть так, что в один полупериод ток течет через одну цепочку, в другой полупериод – через другую. Прямое напряжение шестидесяти белых светодиодов примерно равно 220 В; максимально допустимое обратное напряжение каждого светодиода – не менее 5 В. Поэтому модули Acrich без всякого устройства управления нормально работают при их непосредственном включении в сеть переменного тока. Модули имеют световую отдачу до 100 лм/Вт при общем индексе цветопередачи не менее 80. Недостатком этих модулей является большая пульсация светового потока (100%), что значительно ограничивает области их применения.

Большинство устройств управления производится в герметичных корпусах, обеспечивающих степень защиты от пыли и влаги IP67, и могут работать в достаточно широком интервале температуры окружающего воздуха – от -40 до +50 °С. Это позволяет использовать их практически в любых осветительных приборах как для внутреннего, так и для наружного освещения.

Важным параметром устройств управления является электромагнитная совместимость, определяемая степенью искажения формы потребляемого из сети тока и излучаемыми радиопомехами.

Срок службы серийных устройств управления, как правило, 50 000 часов. Он определяется в основном сроком службы электролитических конденсаторов, необходимых, прежде всего, для обеспечения электромагнитной совместимости.

Недорогие светодиодные драйверы на 20Вт и их доработка

Для конструирования светодиодных светильников постоянно требуются источники питания — драйвера. При большом объеме вполне можно наладить сборку драйверов самостоятельно, но себестоимость таких драйверов получается не такой уж и низкой, а изготовление и пайка двухсторонних печатных плат с SMD-компонентами — процесс в домашних условиях довольно трудоемкий.

Я решил обойтись готовым драйвером. Нужен был недорогой драйвер без корпуса, желательно с возможностью настройки тока и диммированием.

Выбор пал на китайского производителя QIHANG, выпускающего широкий спектр данной продукции.
Сразу скажу, что драйвера мне понравились, но только после определенной доработки.

Выбор драйверов у этого производителя огромен. На любую мощность и ток от 1Вт до 100Вт с током 2.7А. Исполнение бескорпусное, в обычных корпусах и влагозащищенных, а также встраиваемые в различные лампы. Для меня оптимально подошел 20Вт драйвер на 6-10 светодиодов 600мА

Читайте так же:
Выключатель для настенного светильника с цепочками

3 шт — $11.94 или $3.98/за штуку
5 шт — $16.49 или $3.30/за штуку
10 шт — $27.91 или $2.79/за штуку

Магазине на ТАОБАО
Цены по калькулятору Мистера Тао с учетом веса
3 шт — $10.85 или 3.66/за штуку
5 шт — $14.75 или 2.95/за штуку
10 шт — $26.1 или 2.6 за штуку

Данный драйвер выпускается в разных модификациях 20 светодиодов 300мА, 12 светодиодов 430мА, 10 светодиодов 600мА и 6 светодиодов 900мА.

Я покупал на TAOBAO вместе с чаем и мне эти драйверы вышли около $2 за каждый.

Мистер ТАО порадовал сроками — 25 дней с момента первой оплаты, несмотря на китайский Новый год.

Драйвера были упакованы в простые пакетики.

Драйвера на 20Вт

Драйвера на 10Вт

Влагозащищенный драйвер на 20Вт

Герой моего обзора — 20 Ваттный драйвер без корпуса

10X3W
Входное напряжение: AC 85

277V
Выходное напряжение: DC 18

35V
Выходной ток: 0.6A
Выходная мощность: 20Вт
КПД: ≥ 88%
Точность выходных параметров: ± 3%
Коэффициент мощности (PF): ≥ 0,95
Размер пульсации на выходе: ≤ 50 мВ
Размеры: длина X ширина X высота = 47X20X13мм
Рабочая температура: -40

Фотки трудолюбивых китайцев, собирающих данные устройства


Сертификаты

На фото видна микросхема драйвера QH7938. Поиск в интернете приводит к даташиту на эту микросхему на китайском языке
Даташит явно не полный, на схеме не хватает номиналов деталей да и на драйвере элементов явно больше. И что делать с загадочными ногами DIM и RTH?

Спасибо Sarayan14 который уже ковырял данный драйвер и даже нарисовал схему.

Схему перерисовал и немного доработал

Подключаю цепочку из 9-ти трех-ваттных светодиодов. Все работает, ток стабильный 598мА, но прибор в режиме измерения переменного напряжения показывает пульсации на выходе около 1В или более 3%. Где же заявленные в характеристиках 50мВ?

Как уменьшить пульсации выходного напряжения? Правильно, кондерами.
Конденсаторы можно поставить в двух местах — увеличить выходную емкость и добавить конденсатор на входе после мостика параллельно пленочному конденсатору на 0.22мкФ.

Для тестирования применяю стрелочный прибор в режиме измерения переменного напряжения и самодельный люксметр, измеряющий пульсации светового потока

Характеристики без конденсаторов

0.9В и 8.7% (пульсации светового потока)

Конденсатор на выходе ожидаемо уменьшат пульсации вдвое

0.4В и 4%

А вот 10мкФ конденсатор на входе уменьшает пульсации в 9 раз

0.1В и 1%

Оба конденсатора приближают характеристики выходных пульсаций к паспортным

0.05В и 0.6%

Итак пульсации побеждены при помощи двух конденсаторов из старого блока питания.

Основное предназначение драйверов — поддерживать стабильный ток на светодиодах. Данный драйвер стабильно выдает 600мА.

Иногда ток драйвера хочется изменить. Обычно это делается подбором резистора или конденсатора в цепи обратной связи. Как обстоят дела у этих драйверов? И зачем здесь установлены три параллельных резистора малого сопротивления R4, R5, R6?

Все правильно. Ими можно задавать выходной ток. Видимо, все драйверы одинаковой мощности, но на разные токи и отличаются именно этими резисторами и выходным трансформатором, дающим разное напряжение.

Если аккуратно демонтировать резистор на 1.9Ом, получаем выходной ток 430мА, демонтировав оба резистора 300мА.

Можно пойти и обратным путем, подпаяв параллельно еще один резистор, но данный драйвер выдает напряжение до 35В и при большем токе мы получим превышение по мощности, что может привести с выходу драйвера из строя. Но 700мА вполне можно выжать.

Итак, при помощи подбора резисторов R4, R5 и R6 можно уменьшать выходной ток драйвера (или очень незначительно увеличивать) не меняя количество светодиодов в цепочке.

На плате драйвера имеется три контакта с надписью DIMM, что наводит на мысль, что данный драйвер может управлять мощностью светодиодов. О том же говорит и даташит на микросхему, хотя типовых схем диммирования в них не приведено. Из даташита можно почерпнуть информацию, что подавая на ногу 7 микросхемы напряжение -0.3 — 6В, можно получить плавное регулирование мощности.

Подключение к контактам DIMM переменного резистора ни к чему не приводит, кроме того, нога 7 микросхемы драйвера вообще ни к чему не подключена. Значит снова доработки.

Подпаиваем резистор на 100К к ноге 7 микросхемы

Теперь подавая между землей и резистором напряжение 0-5В получаем ток 60-600мА

Чтобы уменьшить минимальный ток диммирования, необходимо уменьшить и резистор. К сожалению, в даташите про это ничего не написано, поэтому подбирать все компоненты придется опытны путем. Меня лично устроило диммирования от 60 до 600мА.

Если нужно организовать диммирование без внешнего питания, то можно взять напряжение питания драйвера

15В (нога 2 микросхемы или резистор R7) и подать по следующей схеме.

Ну и, напоследок, подаю ШИМ с D3 ардуино на диммирующий вход.

Пишу простейший скетч, меняющий уровень ШИМ от 0 до максимуму и обратно:

Получаю диммирование при помощи ШИМ.

Не люблю я такие штуки. Под напряжением что-то втыкать. Но искусство требует жертв. Закорачиваем выход драйвера во время работы:

Драйвер нормально переносит короткие замыкания и восстанавливает свою работу. Защита от КЗ есть.

Подведем итоги

  • Малые габариты
  • Низкая стоимость
  • Возможность регулировки тока
  • Возможность диммирования
  • Высокие выходные пульсации (устраняется добавлением конденсаторов)
  • Вход диммирования нужно распаивать
  • Мало нормальной документации. Неполный даташит

Полезные ссылки

5 литров кота )))

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector