Brána a plot 

Typy napájecích zdrojů pro LED. Napájecí zdroj pro LED, napájecí zdroj pro LED. Integrované stabilizátory proudu

Soudě podle komentářů se mnoho lidí zajímá nejen o parametry LED žárovek, ale také o teorii jejich vnitřní struktury. Proto jsem se rozhodl pohovořit trochu o základech obvodových řešení nejčastěji používaných v této oblasti.

Jádrem a hlavní součástí LED žárovky je tedy LED. Z hlediska obvodů se svítivé diody neliší od ostatních, až na to, že ve smyslu jejich použití jako samotné diody mají hrozné parametry - velmi malé dovolené zpětné napětí, poměrně velkou přechodovou kapacitu, obrovský úbytek provozního napětí (asi 3,5 V u bílých LED - např. u usměrňovací diody by to byla noční můra) atp.

Chápeme však, že hlavní hodnotou LED pro lidstvo je to, že svítí a někdy docela jasně. Aby LED mohla šťastně svítit až do smrti, potřebuje dvě podmínky: stabilní proud skrz ni a dobrý odvod tepla z ní. Kvalita chladiče je zajištěna různými konstrukčními metodami, takže nyní se touto otázkou nebudeme zabývat. Pojďme se bavit o tom, proč a jak moderní lidstvo dosahuje prvního cíle – stabilního proudu.

Když už mluvíme o bílých LED

Je jasné, že pro osvětlení jsou nejzajímavější bílé LED. Jsou vyrobeny na bázi krystalu vyzařujícího modré světlo, naplněného fosforem, který znovu vyzařuje část energie ve žlutozelené oblasti. Titulní obrázek jasně ukazuje, že dráty vedoucí proud přecházejí do něčeho žlutého - to je fosfor; krystal je umístěn vespod. Na typickém spektru bílé LED je jasně viditelný modrý vrchol:


Spektra LED s různými teplotami barev: 5000K (modrá), 3700K (zelená), 2600K (červená). Přečtěte si více.

Již jsme přišli na to, že v obvodovém smyslu se LED liší od jakékoli jiné diody pouze hodnotami parametrů. Zde je třeba říci, že zařízení je zásadně nelineární; to znamená, že se vůbec neřídí Ohmovým zákonem známým ze školy. Závislost proudu na přiloženém napětí na takových zařízeních je popsána t.zv. proudově napěťová charakteristika (CVC) a pro diodu je exponenciální. Z toho vyplývá, že sebemenší změna přiloženého napětí vede k obrovské změně proudu, ale to není vše - se změnou teploty (a také stárnutím) se I–V charakteristika posouvá. Kromě toho je poloha IV charakteristiky u různých diod mírně odlišná. Uvedu samostatně - nejen pro každý typ, ale pro každou instanci, dokonce ze stejné šarže. Z tohoto důvodu bude distribuce proudu paralelně zapojenými diodami nutně nerovnoměrná, což nemůže mít dobrý vliv na životnost konstrukce. Při výrobě matric se snaží buď použít sériové zapojení, které problém vyřeší u kořene, nebo zvolit diody s přibližně stejným propustným úbytkem napětí. Pro usnadnění úkolu výrobci obvykle označují takzvaný „bin“ - kód pro výběr podle parametrů (včetně napětí), do kterého konkrétní instance spadá.


VAC bílé LED.

Proto, aby vše dobře fungovalo, musí být LED připojena k zařízení, které bez ohledu na vnější faktory automaticky zvolí napětí s vysokou přesností, při kterém obvodem protéká stanovený proud (například 350 mA pro jeden -wattové LED) a řídit proces nepřetržitě. Obecně se takovému zařízení říká proudový zdroj, ale v případě LED je dnes v módě používat zámořské slovo „driver“. Obecně je budič často označován jako řešení, která jsou primárně navržena pro práci v konkrétní aplikaci - například "MOSFET driver" - mikroobvod navržený pro řízení specificky výkonných tranzistorů s efektem pole, "sedmisegmentový ovladač indikátoru" - řešení pro pohon specificky sedmisegmentových zařízení atd. . To znamená, že tím, že se zdroji proudu říká ovladač LED, lidé naznačují, že tento zdroj proudu je navržen speciálně pro práci s LED. Může mít například specifické funkce – něco jako mít světelné rozhraní DMX-512, detekovat přerušení a zkrat na výstupu (a běžný zdroj proudu by obecně měl na zkrat fungovat bez problémů) atd. Pojmy se však často zaměňují a například nejběžnějšímu adaptéru (zdroj napětí!) pro LED pásky říkají ovladač.

Zařízení určená k nastavení režimu osvětlovacího zařízení se navíc často nazývají předřadníky.

Takže aktuální zdroje. Nejjednodušším zdrojem proudu může být rezistor v sérii s LED. To se provádí při nízkém výkonu (někde až půl wattu), například ve stejných LED páscích. S narůstajícím výkonem jsou ztráty na rezistoru příliš vysoké a požadavky na proudovou stabilitu se zvyšují, a proto je potřeba pokročilejších zařízení, jejichž poetický obraz jsem nakreslil výše. Všechny jsou postavené podle stejné ideologie – mají regulační prvek řízený proudovou zpětnou vazbou.

Proudové stabilizátory se dělí na dva typy - lineární a pulzní. Lineární obvody jsou příbuzné rezistoru (do této třídy patří i samotný rezistor a jeho analogy). Obvykle nepřinášejí zvláštní zvýšení účinnosti, ale zvyšují kvalitu stabilizace proudu. Pulzní obvody jsou nejlepším řešením, ale jsou složitější a dražší.

Pojďme se nyní v rychlosti podívat na to, co v dnešní době můžete vidět uvnitř nebo kolem LED žárovek.

1. Předřadník kondenzátoru

Předřadník kondenzátoru je rozšířením myšlenky zapojení odporu do série s LED. V zásadě lze LED připojit k zásuvce přímo takto:

Back-to-back dioda je nutná k tomu, aby se zabránilo průrazu LED v okamžiku, kdy síťové napětí změní polaritu - již jsem zmínil, že neexistují LED s přípustným zpětným napětím stovek voltů. V zásadě můžete místo reverzní diody umístit další LED.

Hodnota odporu ve výše uvedeném obvodu je vypočítána pro proud LED asi 10 - 15 mA. Protože síťové napětí je mnohem větší než pokles na diodách, lze tento pokles ignorovat a vypočítat přímo podle Ohmova zákona: 220/20000 ~ 11 mA. Můžete nahradit špičkovou hodnotu (311 V) a ujistit se, že ani v limitním případě nepřekročí proud diody 20 mA. Všechno je skvělé, až na to, že rezistor rozptýlí asi 2,5 wattu energie a asi 40 mW na LED. Účinnost systému je tedy cca 1,5 % (v případě jediné LED to bude ještě méně).

Myšlenkou uvažované metody je nahradit odpor kondenzátorem, protože je známo, že v obvodech střídavého proudu mají reaktivní prvky schopnost omezit proud. Mimochodem, dá se použít i tlumivka, navíc to dělají v klasických elektromagnetických předřadnících pro zářivky.

Počítáním podle vzorce z učebnice lze snadno dospět k tomu, že v našem případě je potřeba kondenzátor 0,2 μF nebo indukční cívka asi 60 H. Zde je jasné, proč se tlumivky nikdy nenacházejí v takových předřadnících LED žárovek - cívka s takovou indukčností je vážná a drahá struktura, ale kondenzátor 0,2 uF je mnohem snazší získat. Samozřejmě musí být dimenzován na špičkové síťové napětí a lépe s rezervou. V praxi se používají kondenzátory s provozním napětím minimálně 400 V. Po mírném doplnění obvodu dostaneme to, co jsme již viděli v předchozím článku.

Lyrická odbočka

"Microfarad" je zkrácen přesně jako "uF". Pozastavuji se nad tím, protože často vídávám, jak lidé v této souvislosti píší „mF“, zatímco to druhé je zkratka pro „millifarad“, tedy 1000 mikrofarad. V angličtině se „microfarad“ opět nepíše jako „mkF“, ale naopak „uF“. Je to proto, že písmeno „u“ připomíná písmeno „μ“ s utrženým ocasem.

Tak, 1 F/F = 1000 mF/mF = 1000000 uF/uF/μF, a nic jiného!

Kromě toho je "Farad" mužský, jak je pojmenován po velkém mužském fyzikovi. Tedy „čtyři mikrofarady“, ale ne „čtyři mikrofarady“!

Jak jsem již řekl, takový balast má jedinou výhodu – jednoduchost a levnost. Podobně jako u předřadníku s rezistorem zde není proudová stabilizace příliš dobrá, a co je horší, je zde výrazná reaktivní složka, která síti příliš neprospívá (zejména při citelných výkonech). Navíc, jak se zvyšuje požadovaný proud, bude se zvyšovat i požadovaná kapacita kondenzátoru. Chceme-li například rozsvítit jednowattovou LED pracující na 350 mA, potřebujeme kondenzátor o kapacitě asi 5 mikrofarad, určený pro napětí 400 V. Ten je již dražší, větší a složitější v z hlediska designu. S potlačením vlnění zde také není vše jednoduché. Obecně lze říci, že kondenzátorový předřadník je odpustitelný pouze u malých majáčků, nic víc.

2. Beztransformátorová buck topologie

Toto obvodové řešení patří do rodiny beztransformátorových měničů, které zahrnují topologii step-down, step-up a invertující. Kromě toho mezi beztransformátorové převodníky patří také SEPIC, převodník Chuck a další exoty, jako jsou spínané kondenzátory. V zásadě lze LED ovladač postavit na základě kteréhokoli z nich, ale v praxi jsou v této kapacitě mnohem méně obvyklé (ačkoli topologie boost se používá například u mnoha baterek).

Jeden příklad ovladače založeného na beztransformátorové buck topologii je znázorněn na obrázku níže.

Ve volné přírodě lze takové zařazení pozorovat na příkladu ZXLD1474 nebo možnosti zařazení ZXSC310 (což je mimochodem jen boost převodník v původním spínacím obvodu).

Zde je LED zapojena do série s cívkou. Řídicí obvod sleduje proud přes měřicí odpor R1 a ovládá spínač T1. Pokud proud procházející LED diodou klesne pod předem stanovené minimum, tranzistor se zapne a cívka s LED zapojenou do série se připojí ke zdroji energie. Proud v cívce začne lineárně narůstat (červená oblast na grafu), dioda D1 je v tuto chvíli zablokována. Jakmile řídicí obvod zaregistruje, že proud dosáhl předem stanoveného maxima, klíč se zavře. V souladu s prvním spínacím zákonem má cívka tendenci udržovat proud v obvodu díky energii uložené v magnetickém poli. V tomto okamžiku protéká proud diodou D1. Spotřebovává se energie pole cívky, proud lineárně klesá (zelená plocha na grafu). Když proud klesne pod předem stanovené minimum, řídicí obvod to zaregistruje a znovu otevře tranzistor, čímž napumpuje energii do systému – proces se opakuje. Proud je tak udržován ve stanovených mezích.

Charakteristickým rysem step-down topologie je schopnost libovolně malé zvlnění světelného toku, protože v takovém zapojení není proud procházející LED nikdy přerušen. Cesta k ideálu spočívá ve zvýšení indukčnosti a zvýšení spínací frekvence (dnes existují měniče s pracovními frekvencemi až několik megahertzů).

Na základě takové topologie byl vytvořen ovladač Gaussovy lampy diskutovaný v předchozím článku.

Nevýhodou metody je chybějící galvanické oddělení - když je tranzistor otevřený, obvod je přímo připojen ke zdroji napětí, v případě síťových LED žárovek - k síti, což může být nebezpečné.

3. Flyback převodník

Flyback měnič sice obsahuje něco, co vypadá jako transformátor, ale v tomto případě je správnější nazývat tuto část dvouvinutí tlumivkou, protože proud nikdy neprotéká oběma vinutími současně. Ve skutečnosti jsou zpětné měniče v principu podobné beztransformátorovým topologiím. Když je T1 otevřený, proud v primáru stoupá, energie se ukládá v magnetickém poli; přitom je záměrně zvolena polarita sepnutí sekundárního vinutí tak, aby dioda D3 byla v této fázi uzavřena a na sekundární straně netekl proud. Zatěžovací proud v tomto okamžiku podporuje kondenzátor C1. Při sepnutí T1 se přepóluje napětí na sekundáru (protože derivace proudu v primáru se obrátí), D3 se otevře a uložená energie se přenese na sekundár. Z hlediska stabilizace proudu je vše při starém - řídicí obvod analyzuje úbytek napětí na rezistoru R1 a upravuje čas s e parametry tak, aby proud procházející LED diodami zůstal konstantní. Nejčastěji se flyback měnič používá při výkonech nepřesahujících 50 W; dále přestává vyhovovat zvyšujícími se ztrátami a nutnými rozměry indukčního transformátoru.

Musím říci, že existují možnosti pro ovladače flyback bez optoizolátoru (například). Spoléhají na skutečnost, že proudy primárního a sekundárního vinutí jsou spřaženy a s určitými výhradami se lze omezit na analýzu proudu primárního vinutí (nebo častěji samostatného pomocného vinutí) - to šetří detaily a v souladu s tím snižuje náklady na řešení.

Flyback konvertor je dobrý v tom, že za prvé zajišťuje izolaci sekundární části od sítě (vyšší bezpečnost), za druhé umožňuje relativně snadno a levně vyrobit žárovky kompatibilní se standardními stmívači pro žárovky, stejně jako k uspořádání výkonu korekce koeficientu.

Lyrická odbočka

Flyback konvertor se tak nazývá proto, že podobná metoda byla původně použita k získání vysokého napětí v televizorech na bázi katodových trubic. Zdroj vysokého napětí byl okruhově kombinován s obvodem horizontálního rozmítání a v té době byl získán vysokonapěťový impuls zvrátit paprsek elektronů.

Něco málo o pulsacích

Jak již bylo zmíněno, pulzní zdroje pracují na dostatečně vysokých frekvencích (v praxi od 30 kHz, častěji asi 100 kHz). Je tedy jasné, že provozuschopný budič sám o sobě nemůže být zdrojem velkého zvlnění – především proto, že tento parametr při frekvencích nad 300 Hz prostě není normalizován a kromě toho vysokofrekvenční zvlnění lze beztak celkem snadno odfiltrovat. . Problém je v síťovém napětí.

Faktem je, že samozřejmě všechny výše uvedené obvody (kromě obvodu se zhášecím kondenzátorem) pracují na stejnosměrné napětí. Proto je na vstupu jakéhokoli elektronického předřadníku především usměrňovač a akumulační kondenzátor. Účelem druhého je napájet předřadník v těch okamžicích, kdy síťové napětí klesne pod prahovou hodnotu obvodu. A zde je bohužel zapotřebí kompromis - vysokonapěťové vysokokapacitní elektrolytické kondenzátory za prvé stojí peníze a za druhé zabírají drahocenný prostor v krytu lampy. To je také hlavní příčina problémů s účiníkem. Popisované zapojení s usměrňovačem má nerovnoměrný odběr proudu. To vede k výskytu vyšších harmonických, což je důvodem zhoršení parametru, který nás zajímá. Navíc, čím lépe se pokusíme filtrovat napětí na vstupu předřadníku, tím nižší účiník získáme, pokud nevynaložíme samostatné úsilí. To vysvětluje skutečnost, že téměř všechny lampy s nízkým vlněním, které jsme viděli, vykazují velmi průměrný účiník a naopak (zavedení aktivní korekce účiníku samozřejmě ovlivní cenu, takže na něm raději šetří za Nyní).

Snad to je vše, co lze v prvním přiblížení říci o elektronice LED žárovek. Doufám, že jsem tímto článkem do jisté míry odpověděl na všechny otázky týkající se obvodů, které mi byly položeny v komentářích a soukromých zprávách.

Na trhu je dnes mnoho různých typů LED napájecích zdrojů. Tento článek vám má usnadnit výběr zdroje, který potřebujete.

Nejprve se podívejme na rozdíl mezi standardním napájecím zdrojem a LED driverem. Nejprve se musíte rozhodnout - co je to napájecí zdroj? V obecném případě se jedná o zdroj libovolného typu, který je samostatnou funkční jednotkou. Obvykle má určité vstupní a výstupní parametry a nezáleží na tom, jaký druh zařízení je určen k napájení. Ovladač pro napájení LED poskytuje stabilní výstupní proud. Jinými slovy, toto je také napájecí zdroj. Ovladač je jen marketingové označení – aby nedošlo k záměně. Před příchodem LED nebyly zdroje proudu - a ty jsou ovladačem - široce používány. Pak se ale objevila supersvítivá LED – a vývoj současných zdrojů šel mílovými kroky. A aby nedošlo k záměně – jmenují se Řidiči. Pojďme se tedy dohodnout na nějakých podmínkách. Zdroj je zdrojem napětí (konstantní napětí), Driver je zdrojem proudu (konstantní proud). Zátěž je to, co připojíme k napájecímu zdroji nebo ovladači.

Zdroj napájení

Většina elektrických spotřebičů a elektronických součástek vyžaduje k provozu zdroj napětí. Jsou obvyklou elektrickou sítí, která je přítomna v každém bytě ve formě zásuvky. Každý zná frázi "220 voltů". Jak je vidět – o proudu ani slovo. To znamená, že pokud je zařízení navrženo pro provoz ze sítě 220 V, pak je pro vás jedno, jaký proud spotřebuje. Kdyby jich bylo 220 – a proud si vezme sám – tolik, kolik potřebuje. Například klasická rychlovarná konvice o výkonu 2 kW (2 000 W), připojená k síti 220 V, spotřebuje tento proud: 2 000/220 = 9 ampér. Docela hodně, vezmeme-li v úvahu, že většina konvenčních elektrických prodlužovacích kabelů je dimenzována na 10 ampérů. To je důvodem častého provozu ochrany (stroje) při zapojování konvic do zásuvky přes prodlužovací kabel, do kterého je již zasunuto mnoho zařízení - např. počítač. A je dobré, když ochrana funguje, jinak se prodlužovací kabel může jednoduše roztavit. A tak - jakékoli zařízení určené k zapojení do zásuvky - s vědomím, jaký je jeho výkon, můžete vypočítat spotřebovaný proud.
Ale většina domácích zařízení, jako je televizor, DVD přehrávač, počítač, potřebuje snížit síťové napětí z 220 V na úroveň, kterou potřebují - například 12 voltů. Napájecí zdroj je právě tím zařízením, které se s takovým poklesem vypořádá.
Existuje mnoho způsobů, jak snížit napětí sítě. Nejběžnější napájecí zdroje jsou transformátorové a spínací.

Napájení na bázi transformátoru

Takové napájení je založeno na velkém, železném, bzučícím zařízení :) No, proudové transformátory bzučí méně. Hlavní výhodou je jednoduchost a relativní bezpečnost takových bloků. Obsahují minimum detailů, ale zároveň mají dobré vlastnosti. Hlavní nevýhodou je účinnost a rozměry. Čím je zdroj výkonnější, tím je těžší. Část energie se spotřebuje na "hučení" a topení :) Část energie se navíc ztrácí v samotném transformátoru. Jinými slovy - jednoduchý, spolehlivý, ale má velkou váhu a hodně spotřebuje - účinnost na úrovni 50-70%. Má důležitou integrální výhodu - galvanické oddělení od sítě. To znamená, že pokud dojde k poruše nebo se omylem dostanete rukou do sekundárního napájecího obvodu, nebudete šokováni :) Dalším nesporným plusem je, že zdroj lze připojit do sítě bez zátěže - to mu neublíží.
Ale uvidíme, co se stane, když přetížit napájecí zdroj.
K dispozici: transformátorový zdroj s výstupním napětím 12 voltů a výkonem 10 wattů. Připojte k němu 12V 5W žárovku. Žárovka bude svítit na všech svých 5 wattů a spotřebuje proud 5 / 12 \u003d 0,42 A.



Připojte druhou žárovku v sérii k první takto:



Obě žárovky budou svítit, ale velmi slabě. Při sériovém zapojení zůstane proud v obvodu stejný - 0,42 A, ale napětí bude rozděleno mezi dvě žárovky, to znamená, že každá obdrží 6 voltů. Je jasné, že budou sotva svítit. Ano, a každý spotřebuje přibližně 2,5 wattu.
Nyní změňme podmínky - připojte žárovky paralelně:



V důsledku toho bude napětí na každé lampě stejné - 12 voltů, ale proud, který budou odebírat, je 0,42 A. To znamená, že proud v obvodu se zdvojnásobí. Vzhledem k tomu, že máme jednotku s výkonem 10W - to se mu nebude zdát dost - při paralelním zapojení se sečte výkon zátěže, tedy žárovek. Pokud připojíme i třetí, pak se zdroj začne divoce zahřívat a nakonec vyhořet, možná s sebou vezme i váš byt. A to vše proto, že neví, jak omezit proud. Proto je velmi důležité správně vypočítat zatížení napájecího zdroje. Složitější jednotky samozřejmě obsahují ochranu proti přetížení a automaticky se vypínají. Ale neměli byste s tím počítat - ochrana někdy také nefunguje.

Impulzní blok energie

Nejjednodušším a nejjasnějším zástupcem je Číňan napájecí zdroj pro halogenové žárovky 12 V. Obsahuje málo dílů, lehký, malý. Rozměry bloku 150 W jsou 100x50x50 mm, hmotnost 100 g. Stejný transformátorový zdroj by vážil tři kilogramy, případně i více. Napájecí zdroj pro halogenové žárovky má také transformátor, ale je malý, protože pracuje se zvýšenou frekvencí. Je třeba poznamenat, že účinnost takové jednotky také není na úrovni - asi 70-80%, přičemž produkuje slušné rušení v elektrické síti. Bloků založených na podobném principu je mnohem více – pro notebooky, tiskárny atp. Hlavní výhodou jsou tedy malé rozměry a nízká hmotnost. Nechybí ani galvanické oddělení. Nevýhoda je stejná jako u jeho transformátorového protějšku. Může se spálit z přetížení :) Pokud se tedy rozhodnete vyrobit si doma halogenové osvětlení na 12 V, spočítejte si povolené zatížení každého transformátoru.
Je žádoucí vytvořit 20 až 30 % zásob. To znamená, že pokud máte 150W transformátor, je lepší na něj nevěšet více než 100W zátěže. A bedlivě sledujte Ravshany, pokud pro vás provedou opravy. Nemělo by se jim věřit při výpočtu výkonu. Za zmínku také stojí, že impuls blokuje nemají rádi zapínání bez zátěže. Proto se nedoporučuje nechávat nabíječky mobilních telefonů po dokončení nabíjení v zásuvce. To však dělá každý, takže většina současných impulzních bloků obsahuje ochranu proti zapnutí bez zátěže.

Tyto dva jednoduché členy rodiny napájecích zdrojů sdílejí společný úkol – poskytování správné úrovně napětí pro napájení zařízení, která jsou k nim připojena. Jak již bylo zmíněno výše, samotná zařízení rozhodují o tom, jaký proud potřebují.

Řidič

Obecně driver je zdroj proudu pro LED. Pro něj většinou neexistuje parametr "výstupní napětí". Pouze výstupní proud a výkon. Jak určit povolené výstupní napětí však již víte – výkon ve wattech dělíme proudem v ampérech.
V praxi to znamená následující. Předpokládejme, že parametry ovladače jsou následující: proud - 300 miliampérů, výkon - 3 watty. Vydělte 3 0,3 - dostaneme 10 voltů. Toto je maximální výstupní napětí, které může ovladač poskytnout. Předpokládejme, že máme tři LED, z nichž každá má jmenovitý proud 300 mA, a napětí na diodě by mělo být asi 3 volty. Pokud k našemu ovladači připojíme jednu diodu, pak napětí na jejím výstupu bude 3 volty a proud bude 300 mA. Připojte druhou diodu postupně(viz příklad s lampami výše) s prvním - výstup bude 6 voltů 300 mA, připojte třetí - 9 voltů 300 mA. Pokud zapojíme LED diody paralelně, pak se těchto 300 mA mezi ně rozloží přibližně rovnoměrně, tedy každá přibližně 100 mA. Pokud k 300mA driveru připojíme tříwattové LED s pracovním proudem 700mA, dostanou jen 300mA.
Doufám, že princip je jasný. Funkční driver za žádných okolností nevydá větší proud, než pro jaký je určen – bez ohledu na to, jak diody zapojíte. Nutno podotknout, že existují budiče, které jsou určeny pro libovolný počet LED, pokud jejich celkový výkon nepřesáhne výkon budiče, a jsou takové, které jsou určeny pro určitý počet - například 6 diod. Umožňují však určité rozšíření na menší stranu - můžete připojit pět diod nebo dokonce čtyři. účinnost univerzální ovladače horší než jejich protějšky, určené pro pevný počet diod kvůli některým vlastnostem provozu pulzních obvodů. Ovladače s pevným počtem diod také obvykle obsahují ochranu proti abnormálním situacím. Pokud je ovladač navržen pro 5 diod a připojili jste tři, je docela možné, že ochrana bude fungovat a diody se buď nerozsvítí, nebo budou blikat, což signalizuje nouzový režim. Nutno podotknout, že většina řidičů netoleruje připojení k napájecímu napětí bez zátěže – v tom se velmi liší od klasického zdroje napětí.

Takže jsme určili rozdíl mezi napájecím zdrojem a ovladačem. Nyní se podívejme na hlavní typy ovladačů LED, počínaje nejjednoduššími.

Rezistor

Toto je nejjednodušší ovladač LED. Vypadá jako sud se dvěma vývody. Rezistor může omezit proud v obvodu výběrem požadovaného odporu. Jak to udělat, je podrobně popsáno v článku "Připojení LED v autě"
Nevýhodou je nízká účinnost, chybějící galvanické oddělení. Neexistuje způsob, jak spolehlivě napájet LED ze sítě 220 V přes odpor, ačkoli mnoho domácích spínačů používá podobný obvod.

kondenzátorový obvod.

Podobné jako odporový obvod. Nevýhody jsou stejné. Je možné vytvořit obvod kondenzátoru s dostatečnou spolehlivostí, ale náklady a složitost obvodu se značně zvýší.

Čip LM317

Toto je další člen rodiny prvoků ovladače pro LED diody. Podrobnosti jsou ve výše zmíněném článku o LED v autech. Nevýhodou je nízká účinnost, je nutný primární zdroj energie. Výhodou je spolehlivost, jednoduchost obvodu.

Ovladač na čipu typu HV9910

Tento typ ovladače si získal značnou oblibu díky jednoduchosti obvodu, nízké ceně součástek a malým rozměrům.
Výhoda - všestrannost, dostupnost. Nevýhodou je, že vyžaduje zručnost a pečlivost při montáži. Není zde galvanické oddělení od sítě 220 V. Vysoký impulsní šum v síti. Nízký účiník.

Ovladač s nízkonapěťovým vstupem

Do této kategorie patří budiče určené k připojení k primárnímu zdroji napětí – zdroji nebo baterii. Jedná se například o drivery pro LED světla nebo žárovky určené k náhradě halogenových 12 V. Výhodou jsou malé rozměry a hmotnost, vysoká účinnost, spolehlivost a bezpečnost provozu. Nevýhodou je nutnost primárního zdroje napětí.

síťový ovladač

Kompletně připraven k použití a obsahuje všechny potřebné prvky pro napájení LED diod. Výhodou je vysoká účinnost, spolehlivost, galvanické oddělení, provozní bezpečnost. Nevýhodou je vysoká cena, obtížně sehnatelná. Mohou být v pouzdře i bez pouzdra. Ty se obvykle používají jako součást lamp nebo jiných světelných zdrojů.

Aplikace ovladačů v praxi

Většina lidí plánuje použití LED diody dělají běžnou chybu. Kupte si nejprve sebe VEDENÝ, pak se pod nimi vybere Řidič. To lze považovat za chybu, protože v současné době není tolik míst, kde lze zakoupit dostatečný sortiment ovladačů. Výsledkem je, že když máte v rukou kýžené LED diody, lámete si hlavu - jak si vybrat ovladač z dostupného. Takže jste si koupili 10 LED - a existuje pouze 9 ovladačů. A musíte si dát rozum - co dělat s touto extra LED. Možná bylo jednodušší počítat s 9 najednou. Proto by výběr ovladače měl probíhat současně s výběrem LED. Dále musíte vzít v úvahu vlastnosti LED, konkrétně pokles napětí na nich. Například červená 1W LED má provozní proud 300 mA a úbytek napětí 1,8-2 V. Spotřeba energie bude 0,3 x 2 \u003d 0,6 W. Ale modrá nebo bílá LED má při stejném proudu úbytek napětí 3-3,4 V, to znamená výkon 1 W. Ovladač s proudem 300 mA a výkonem 10 W tedy „vytáhne“ 10 bílých nebo 15 červených LED. Rozdíl je značný. Typické schéma pro připojení 1W LED k ovladači s výstupním proudem 300 mA vypadá takto:

U standardních 1W LED je záporná svorka větší než kladná, takže ji lze snadno rozlišit.

Co když jsou k dispozici pouze 700mA ovladače? Pak musíte použít sudý počet LED včetně dvou z nich paralelně.

Chci poznamenat, že mnozí mylně předpokládají, že provozní proud 1 W LED je 350 mA. Není, 350 mA je MAXIMÁLNÍ provozní proud. To znamená, že při dlouhodobé práci je nutné použít zdroj energie s proudem 300-330 mA. Totéž platí pro paralelní zapojení - proud na LED by neměl překročit specifikovanou hodnotu 300-330 mA. To vůbec neznamená, že provoz se zvýšeným proudem způsobí selhání LED. Ale při nedostatečném odvodu tepla může každý miliampér navíc snížit životnost. Navíc čím vyšší je proud, tím nižší je účinnost LED, což znamená, že její ohřev je silnější.

Pokud jde o připojení LED pásku nebo modulů určených pro 12 nebo 24 voltů, je třeba vzít v úvahu, že nabízené napájecí zdroje omezují napětí, nikoli proud, to znamená, že nejsou ovladači v přijímané terminologii. To znamená, že za prvé musíte pečlivě sledovat výkon zátěže připojené ke konkrétnímu napájecímu zdroji. Za druhé, pokud jednotka není dostatečně stabilní, špička výstupního napětí může zničit vaši pásku. Trochu usnadňuje život, že do pásků a modulů (clusterů) jsou instalovány odpory, které umožňují do určité míry omezit proud. Musím říct, že LED pásek spotřebovává poměrně velký proud. Například páska smd 5050, která má 60 LED na metr, spotřebuje asi 1,2 A na metr. To znamená, že k napájení 5 metrů potřebujete napájecí zdroj s proudem alespoň 7-8 ampér. Samotná páska přitom spotřebuje 6 ampérů a jeden až dva ampéry je třeba nechat v rezervě, aby nedošlo k přetížení jednotky. A 8 ampérů je téměř 100 wattů. Tyto bloky nejsou levné.
Ovladače jsou optimálnější pro připojení pásky, ale najít takové specifické ovladače je problematické.

Shrneme-li to, můžeme říci, že výběru ovladače pro LED by se neměla věnovat menší, ne-li větší pozornost než LED. Neopatrnost při výběru je plná selhání LED, ovladačů, nadměrné spotřeby a dalších lahůdek :)

Yuri Ruban, Rubikon LLC, 2010 .

Za posledních 10-20 let se počet spotřební elektroniky mnohonásobně zvýšil. Objevilo se velké množství elektronických součástek a hotových modulů. Zvýšily se také požadavky na napájení, mnohé vyžadují stabilizované napětí nebo stabilní proud.

Ovladač se nejčastěji používá jako stabilizátor proudu pro LED a nabíjení autobaterií. Takový zdroj je nyní v každém LED reflektoru, lampě nebo svítidle. Zvažte všechny možnosti stabilizace, od starých a jednoduchých až po nejúčinnější a moderní. Říká se jim také led driver.
  • 1. Typy stabilizátorů
  • 2. Populární modely
  • 3. Stabilizátor pro LED
  • 4. Ovladač na 220V
  • 5. Stabilizátor proudu, obvod
  • 6. LM317
  • 7. Nastavitelný stabilizátor proudu
  • 8. Ceny v Číně

Typy stabilizátorů

Pulsně nastavitelný DC

Před 15 lety jsem v prvním ročníku dělal testy z předmětu „Zdroje energie“ pro elektronická zařízení. Od té doby až dodnes zůstává čip LM317 a jeho analogy, které patří do třídy lineárních stabilizátorů, nejoblíbenější a nejoblíbenější.

V současné době existuje několik typů stabilizátorů napětí a proudu:

  1. lineární do 10A a vstupní napětí do 40V;
  2. pulzní s vysokým vstupním napětím, snižování;
  3. impuls s nízkým vstupním napětím, rostoucí.

Na pulzním PWM regulátoru obvykle od 3 do 7 ampér podle charakteristiky. Ve skutečnosti záleží na chladicím systému a účinnosti v konkrétním režimu. Zesílení z nízkého vstupního napětí způsobí vyšší výstupní napětí. Tato možnost se používá pro napájecí zdroje s malým počtem voltů. Například v autě, když potřebujete z 12V udělat 19V nebo 45V. S dolarem je to jednodušší, výška se sníží na požadovanou úroveň.

Přečtěte si o všech způsobech napájení LED v článku "na 12 a 220V". Schémata připojení jsou popsána odděleně od nejjednodušších za 20 rublů až po plnohodnotné bloky s dobrou funkčností.

Podle funkčnosti se dělí na specializované a univerzální. Univerzální moduly mají obvykle 2 proměnné odpory pro nastavení voltů a ampérů. Specializované nejčastěji nemají stavební prvky a výstupní hodnoty jsou pevné. Mezi specializovanými jsou běžné stabilizátory proudu pro LED, na internetu je velké množství obvodů.

Populární modely

2596 Lm

Mezi impulsními se stal populární LM2596, ale podle moderních standardů má nízkou účinnost. Pokud je více než 1 amp, pak je vyžadován chladič. Malý seznam podobných:

  1. LM317
  2. LM2576
  3. LM2577
  4. LM2596
  5. MC34063

Doplním o moderní čínský sortiment, který je vlastnostmi dobrý, ale je mnohem méně obvyklý. Na Aliexpress pomáhá hledání označení. Seznam sestavují internetové obchody:

  • MP2307DN
  • XL4015
  • MP1584EN
  • XL6009
  • XL6019
  • XL4016
  • XL4005
  • L7986A

Vhodné také pro čínské denní svícení DRL. Z důvodu nízké ceny jsou LED diody připojeny přes rezistor k autobaterii nebo automobilové síti. Napětí ale pulzně vyskočí až na 30 voltů. Nekvalitní LED diody takové nápory nevydrží a začnou umírat. Je pravděpodobné, že jste viděli blikající DRL nebo běžící světla, kde některé LED diody nefungují.

Sestavení obvodu svépomocí na těchto prvcích bude jednoduché. Většinou se jedná o stabilizátory napětí, které se zapínají v aktuálním režimu stabilizace.

Nezaměňujte maximální napětí celé jednotky a maximální napětí PWM regulátoru. Nízkonapěťové 20V kondenzátory mohou být instalovány na blok, když má pulzní čip vstup do 35V.

LED stabilizátor

Nejjednodušší je vyrobit stabilizátor proudu pro LED vlastními rukama na LM317, stačí vypočítat odpor pro LED na online kalkulačce. Potraviny lze použít po ruce, například:

  1. napájení notebooku 19V;
  2. z tiskárny pro 24V a 32V;
  3. ze spotřební elektroniky na 12 voltů, 9V.

Výhody takového převodníku jsou nízká cena, snadný nákup, minimum dílů, vysoká spolehlivost. Pokud je obvod stávajícího stabilizátoru složitější, není racionální jej sestavit vlastníma rukama. Pokud nejste radioamatér, pak je snazší a rychlejší koupit stabilizátor spínacího proudu. V budoucnu jej lze upravit na požadované parametry. Více se dozvíte v sekci "Hotové moduly".

Ovladač na 220V

..

Pokud máte zájem o ovladač na LED 220v, pak je lepší si jej objednat nebo koupit. Jejich výroba je středně náročná, ale nastavení zabere více času a budou vyžadovány zkušenosti s nastavením.

Ovladač 220 LED lze odstranit z vadných LED žárovek, svítidel a reflektorů, které mají vadný obvod LED. Navíc lze upravit téměř jakýkoli stávající ovladač. Chcete-li to provést, zjistěte model regulátoru PWM, na kterém je převodník namontován. Typicky jsou výstupní parametry nastaveny odporem nebo několika. Podívejte se na datový list, abyste viděli, jaký by měl být odpor, abyste získali požadované zesilovače.

Pokud vložíte nastavitelný odpor vypočítané hodnoty, bude počet ampérů na výstupu konfigurovatelný. Jen nepřekračujte jmenovitý výkon, který byl uveden.

Stabilizátor proudu, obvod

Často musím prohlížet sortiment na Aliexpress při hledání levných, ale vysoce kvalitních modulů. Rozdíl v ceně může být 2-3x, nalezení minimální ceny zabere čas. Ale díky tomu dělám objednávku na 2-3 kusy na testy. Nakupuji na recenze a konzultace výrobců, kteří nakupují komponenty v Číně.

V červnu 2016 se nejlepší volbou stal univerzální modul na XL4015, jehož cena je 110 rublů s doručením zdarma. Jeho vlastnosti jsou vhodné pro připojení výkonných LED do 100 wattů.

Schéma v režimu řidiče.

Ve standardní verzi je pouzdro XL4015 připájeno k desce, která slouží jako chladič. Chcete-li zlepšit chlazení na skříni XL4015, musíte umístit chladič. Většina to klade navrch, ale účinnost takové instalace je nízká. Chladicí systém je lepší umístit na spodní stranu desky, naproti místu, kde je pájen mikroobvod. Ideálně je lépe odpájet a přes teplovodivou pastu nasadit na plnohodnotný radiátor. Nohy bude nejspíš potřeba prodloužit dráty. Pokud je požadováno tak vážné chlazení regulátoru, pak jej bude potřebovat i Schottkyho dioda. Bude se také muset dát na radiátor. Takové zdokonalení výrazně zvýší spolehlivost celého okruhu.

Obecně moduly nemají ochranu proti nesprávnému napájení. To je okamžitě deaktivuje, buďte opatrní.

LM317

Aplikace (role) dokonce nevyžaduje žádné dovednosti a znalosti elektroniky. Počet vnějších prvků v obvodech je minimální, takže se jedná o dostupnou variantu pro každého. Jeho cena je velmi nízká, jeho možnosti a použití byly opakovaně testovány a ověřeny. Pouze to vyžaduje dobré chlazení, to je jeho hlavní nevýhoda. Jediné, na co je třeba se mít na pozoru, jsou nekvalitní čínské mikroobvody LM317, které mají horší parametry.

Kvůli absenci zbytečného šumu na výstupu byly pro napájení kvalitních Hi-Fi a Hi-End DAC převodníky použity lineární stabilizační mikroobvody. U DAC hraje čistota napájení obrovskou roli, takže někteří k tomu používají baterie.

Maximální výkon pro LM317 je 1,5 A. Chcete-li zvýšit počet ampérů, můžete do obvodu přidat tranzistor s efektem pole nebo běžný. Na výstupu bude možné dostat až 10A, nastavuje se nízkoodporem. V tomto schématu přebírá hlavní zatížení tranzistor KT825.

Dalším způsobem je umístit analog s vyššími specifikacemi na větší chladicí systém.

Nastavitelný stabilizátor proudu

Jako radioamatér s 20letou praxí mě těší nabídka hotových bloků a modulů na prodej. Nyní můžete sestavit jakékoli zařízení z hotových bloků v minimálním čase.

Začal jsem ztrácet důvěru v čínské výrobky poté, co jsem v „tankovém biatlonu“ viděl, jak nejlepšímu čínskému tanku upadlo kolo.

Čínské internetové obchody se staly lídrem v sortimentu napájecích zdrojů, měničů proudu DC-DC, ovladačů. V jejich volném prodeji najdete téměř jakékoli moduly, pokud lépe vypadáte, pak velmi úzce specializované. Například za 10 000 000 rublů můžete sestavit spektrometr v hodnotě 100 000 rublů. Kde 90 % ceny tvoří přirážka za značku a mírně upravený čínský software.

Cena začíná od 35 rublů. pro DC-DC měnič napětí je ovladač dražší a má dva tři trimovací odpory místo jednoho.

Pro všestrannější použití je lepší nastavitelný driver. Hlavním rozdílem je instalace proměnného odporu v obvodu, který nastavuje výstupní ampéry. Tyto charakteristiky mohou být uvedeny v typických spínacích obvodech ve specifikacích pro mikroobvod, datovém listu, datovém listu.

Slabými místy takových ovladačů je zahřívání induktoru a Schottkyho diody. V závislosti na modelu regulátoru PWM mohou odolat 1A až 3A bez dodatečného chlazení mikroobvodu. Pokud je nad 3A, pak je potřeba chlazení PWM a výkonná Schottkyho dioda. Induktor je převinut silnějším drátem nebo nahrazen vhodným.

Účinnost závisí na provozním režimu, rozdílu napětí mezi vstupem a výstupem. Čím vyšší je účinnost, tím nižší je ohřev stabilizátoru.

Ceny v Číně

Cena je velmi nízká vzhledem k tomu, že v ceně je zahrnuta doprava. Dřív jsem si myslel, že kvůli zboží za 30-50 rublů se Číňané ani neušpiní, spousta práce s nízkým příjmem. Ale jak ukázala praxe, mýlil jsem se. Všechny halíře nesmysly zabalí a pošlou. Přichází v 98% případů a nakupuji na Aliexpress více než 7 let a za velké částky, pravděpodobně již asi 1 milion rublů.

Objednávám proto předem, většinou 2-3 kusy stejného jména. Zbytečný prodej na místním fóru nebo Avitu, vše se prodává jako teplé rožky.

Navzdory objektivním problémům se zaváděním LED osvětlení se stále více podniků zabývá vývojem a výrobou polovodičových osvětlovacích zařízení. Vědecká a produkční společnost "Plazmaininform" vstoupila na tento trh v roce 2010 a v současné době se staví jako vývojář a sériový výrobce proudových zdrojů pro LED svítidla.

Napájecí zdroje (PS) LED jsou nejdůležitější částí polovodičové žárovky, která do značné míry určuje funkčnost, světelný výkon a spolehlivost osvětlovacího zařízení. Pro společnosti zabývající se návrhem a instalací osvětlovacích systémů jsou kromě světelného toku a teploty barvy důležité i další charakteristiky, jako je elektrická bezpečnost, účinnost, účiník, faktor zvlnění světelného toku, elektromagnetická kompatibilita a cena. V důsledku spolupráce mezi Plazmaininform SPC a řadou podniků, které vyvíjejí a vyrábějí osvětlovací zařízení, se zrodily a byly uvedeny do sériové výroby otevřené zdroje proudu, poskytující elektrický výkon 15, 20, 30, 35, 50 a 100 W.

Analýza IP pro LED lampy vyráběné řadou společností ukazuje, že obvod proudových zdrojů je určen požadovaným výstupním výkonem lampy: pokud je nižší než 60 W, pak je použit korektor účiníku zpětného chodu (PFC) se obvykle volí stabilizace výstupního proudu. Při vyšším výstupním výkonu je použit samostatný PFC a samostatný převodník se stabilizací výstupního proudu a vstupně/výstupní galvanickou izolací, prováděné podle obvodů typu flyback, forward nebo rezonanční LLC. Převodníky bez galvanického oddělení (snižovací typ, SEPIC atd.) z hlediska zajištění bezpečnosti při provozu LED svítidel nejsou příliš používané.

Při vývoji byla velká pozornost věnována parametrům, jako je zvlnění výstupního proudu, elektromagnetická kompatibilita (EMC) a cena. Volba zvlnění výstupního proudu je dána požadavky na pulzace světelného toku, které jsou regulovány normami a činí 10–20 % u univerzálních svítidel a 5–10 % u stolních lamp při delší práci u počítače. U pouličních lamp není pulsace světelného toku regulována a musí být nastavena pro každou konkrétní aplikaci.

Vzhledem k tomu, že svítidla lze připojit na elektrické sítě dostatečně velké délky, ke kterým lze připojit silnoproudé zařízení, musí napájecí zdroje odolat zkušebnímu napětí 1,5 kV drát-vodič a drát-pouzdro. , stejně jako nanosekundové a mikrosekundové impulsní rázy a poklesy s amplitudou až 1,0 kV. Kromě toho lze ke stejným elektrickým sítím připojit televizory, přijímače a další zařízení náchylná k rušení. Proto je nutné zajistit, aby IP odpovídalo následujícím hlavním normám EMC: GOST R 51318.15-99, GOST R 51514-99, GOST R 51317.3.2.2006 (oddíly 6, 7), GOST R 51317.3.3.2008, GOST R 51317.4.2.99, GOST R 51317.4 .4.2007, GOST R 51317.4.5.99, GOST R 51317.4.6.99, GOST R 51317.4.11.2007.

Zdroje PSL (Power Supply Led) jsou vyrobeny podle schématu flyback korektoru účiníku se stabilizací výstupního proudu a omezením napětí. Typické blokové schéma je znázorněno na Obr. 1. Základem převodníku je PFC regulátor, který ovládá výkonový spínač a poskytuje účiník nad 0,9. Oscilogramy vstupního napětí a proudu, stejně jako efektivní a mezní hodnoty harmonických proudu zdroje PSL50 jsou znázorněny na obr. 2 a 3. EMC filtr zajišťuje elektromagnetickou kompatibilitu v souladu s normami pro svítidla.

Rýže. jeden. Zdrojové blokové schéma

Rýže. 2. Průběhy vstupního napětí a proudu PSL50

Rýže. 3. RMS a harmonické meze vstupního proudu PSL50

Jako příklad Tabulka 1 ukazuje úroveň rádiového rušení na síťových terminálech PSL50 ve frekvenčním rozsahu 0,009-30 MHz (kvazišpičkové hodnoty).

Stůl 1 .Úroveň rádiového rušení PSL50

Frekvence, MHz Hodnota napětí
rádiové rušení, dB (μV)
měřeno Dovolený
(norma)
0,009 56 110
0,04 25 92
0,15 37 66
0,16 35 65,5
0,24 21 62,1
0,55 13 55,2
1 na úrovni
hluk		 56
3,5 11 56
6 31 56
7,7 37 56
10 32 60
15,6 51 60
28 42 60
30 41 60

Výstupní filtr zajišťuje požadovanou úroveň zvlnění výstupního proudu a tím i zvlnění světelného toku. Úroveň a tvar zvlnění proudu a napětí pro dvě jmenovité hodnoty výstupního filtru PSL50 jsou znázorněny na obr. 4–7.

Rýže. 4. Zvlnění výstupního proudu při jmenovité zátěži. Kapacita filtru 300uF (10mV odpovídá 100mA)

Rýže. 5. Zvlnění výstupního napětí při jmenovité zátěži. Kapacita filtru 300uF (DC 120V)

Rýže. 6. Zvlnění výstupního proudu při jmenovité zátěži. Kapacita filtru 500uF (10mV odpovídá 100mA)

Rýže. 7. Zvlnění výstupního napětí při jmenovité zátěži. Kapacita filtru 500uF (DC 120V)

Oscilogramy ukazují, že zvýšení výstupní kapacity o 60 % snižuje zvlnění proudu na polovinu a v souladu s tím snižuje zvlnění světelného toku, protože vztah mezi nimi je téměř lineární. Po zapnutí poskytují zdroje plynulé napájení po dobu 50 ms. Tvar výstupního napětí na začátku PSL50 je znázorněn na obr. osm.

Rýže. osm. Výstupní napětí PSL50 při zapnutí

Zesilovač chybového signálu (USO) pro proud poskytuje vytvoření chybového signálu a udržuje proud procházející LED na dané úrovni. Napětí USO omezuje výstupní napětí při nečinnosti. Jednotka galvanického oddělení je určena k přenosu chybového signálu do regulátoru, do primárního okruhu. Tlumič omezuje napěťový ráz na svodu výkonového spínače, což umožňuje použití nižšího napětí a levnějšího tranzistoru.

Zdroj je napájen ze sítě střídavého proudu. Galvanické oddělení vstupních a výstupních obvodů mezi sebou a pouzdrem odolává 1,5 kV a zajišťuje bezpečný provoz. Zdroje splňují domácí i mezinárodní normy týkající se EMC. Na výstupu je vestavěna ochrana proti zkratu, je zajištěn chod naprázdno. Hlavní technické charakteristiky zdrojů jsou uvedeny v tabulce 2.

Tabulka 2 . Možnosti napájení

Název parametru Typ zdroje
PSL15 PSL20 PSL30 PSL35 PSL50 PSL100
Napájecí napětí 176-264V, 50/60Hz
Maximální výkon, W 20 20 20 20 20 20
Rozsah výstupního napětí, V 24–32 36–48 44–50 25–38 100–144 200–300
Výstupní proud, mA 500±30 360±20 600±20 900±30 360±20 370±20
Nestabilita výstupního proudu, %
(ne více)		 5 5 5 5 5 5
Zvlnění výstupního proudu, %
(ne více)		 20 20 20 20 10 10
Účinnost, %
(alespoň)		 85 85 85 85 90 90
Faktor síly, %
(alespoň)		 90 90 90 90 97 95
Provozní teplota, °C –25…+65 0…+40 0…+40 0…+40 0…+40 –45…+60
Průměrný zdroj, h 50 000
Celkové rozměry, mm (ne více) 135×40×25 145×30×25 145×30×25 145×30×25 160×33×25 180×40×36
Hmotnost, g (ne více) 100 100 100 100 110 160

Vzhled PSL15, PSL35, PSL50 a PSL100 je znázorněn na Obr. 9–12, resp. Zdroje PSL20 a PSL30 mají podobnou konstrukci jako PSL35.

Rýže. devět. Zdroj PSL15

Rýže. deset. Zdroj PSL35

Rýže. jedenáct. Zdroj PSL50

Rýže. 12. Zdroj PSL100

Pro speciální konstrukce svítidel byl vyvinut levný síťový neizolovaný proudový zdroj o výkonu 9 W (PSL9). Jedná se o doláčkový převodník s pasivní korekcí účiníku. Schéma zdroje je znázorněno na Obr. 13, vzhled - na obr. 14. Základem zdroje je čip ovladače HV9910. Řetězec С1–VD2–VD3–VD4–C2 - pasivní registrační pokladna. Výstupní proud se nastavuje odpory R4, R5, R6. C3 je výstupní filtrační kondenzátor. Parametry zdroje PSL9 jsou uvedeny v tabulce 3.

Rýže. třináct. Schéma PSL9

Rýže. čtrnáct. Zdroj PSL9

T a b l e 3 . Možnosti zdroje PSL9

Napájecí napětí 176-264V, 50/60Hz
Účinnost, % (ne méně než) 80
Účiník, % (ne méně než) 84
Minimální výstupní provozní napětí, V 20
Maximální výstupní provozní napětí, V 32
Maximální napětí naprázdno, V 350
Stabilizovaný výstupní proud, mA 350±10
Nestabilita výstupního proudu, % (ne více) 5
Zvlnění výstupního proudu, % (ne více) 15
Celkové rozměry (D׊×V), mm 45×33×25
Rozsah provozních teplot, °C 0…+40

Svítidla, v jejichž provedení jsou použity PSL9, PSL15, PSL30, PSL100, jsou ve zkušebním provozu. Svítidla s PSL20, PSL35 a PSL50 jsou sériově vyráběna.

Zvolené schéma pro konstrukci napájecích zdrojů umožňuje bez velkých nákladů upravit návrh pro získání jiných hodnot výstupního napětí a proudu v rámci deklarovaného výkonu a napájet tak svítidla s jiným schématem zapínání LED.

K dnešnímu dni existují stovky druhů LED diod, které se liší vzhledem, barvou záře a elektrickými parametry. Všechny však spojuje společný princip fungování, což znamená, že obvody pro připojení k elektrickému obvodu jsou také založeny na obecných principech. Stačí pochopit, jak připojit jednu indikační LED, abyste se pak naučili, jak sestavit a vypočítat libovolné obvody.

LED pinout

Než přistoupíte ke zvážení otázky správného připojení LED, musíte se naučit, jak určit její polaritu. Nejčastěji mají indikační LED dva výstupy: anodu a katodu. Mnohem méně často se v pouzdře o průměru 5 mm vyskytují případy, které mají 3 nebo 4 vodiče pro připojení. Ale je také snadné zjistit jejich pinout.

SMD LED mohou mít 4 výstupy (2 anody a 2 katody), což je dáno technologií jejich výroby. Třetí a čtvrtý závěr lze elektricky nepoužívat, ale použít jako přídavný chladič. Zobrazený vývod není standardní. Chcete-li vypočítat polaritu, je lepší se nejprve podívat na datový list a poté potvrdit to, co vidíte, pomocí multimetru. Polaritu SMD LED se dvěma vývody můžete vizuálně určit řezem. Řez (klíč) v jednom z rohů pouzdra je vždy umístěn blíže katodě (mínus).

Nejjednodušší schéma zapojení LED

Není nic jednoduššího, než připojit LED diodu ke zdroji nízkonapěťového konstantního napětí. Může to být baterie, dobíjecí baterie nebo zdroj s nízkou spotřebou energie. Je lepší, když je napětí alespoň 5 V a ne více než 24 V. Takové zapojení bude bezpečné a pro jeho realizaci budete potřebovat pouze 1 přídavný prvek - nízkopříkonový rezistor. Jeho úkolem je omezit proud protékající p-n přechodem na úroveň ne vyšší, než je jmenovitá hodnota. K tomu je odpor vždy instalován v sérii s emitující diodou.

Při připojování LED ke zdroji konstantního napětí (proudu) vždy dodržujte polaritu.

Pokud je rezistor vyloučen z obvodu, pak bude proud v obvodu omezen pouze vnitřním odporem zdroje EMF, který je velmi malý. Výsledkem takového spojení bude okamžité selhání vyzařujícího krystalu.

Výpočet limitního rezistoru

Při pohledu na charakteristiku proudového napětí LED je zřejmé, jak důležité je neudělat chybu při výpočtu omezovacího odporu. I malé zvýšení jmenovitého proudu povede k přehřátí krystalu a v důsledku toho ke snížení životnosti. Výběr rezistoru se provádí podle dvou parametrů: odporu a výkonu. Odpor se vypočítá podle vzorce:

  • U – napájecí napětí, V;
  • U LED - přímý úbytek napětí na LED (hodnota pasu), V;
  • I - jmenovitý proud (hodnota pasu), A.

Získaný výsledek by měl být zaokrouhlen nahoru na nejbližší hodnotu z řady E24 nahoru a poté vypočítat výkon, který bude muset rezistor rozptýlit:

R je odpor rezistoru akceptovaného pro instalaci, Ohm.

Podrobnější informace o výpočtech s praktickými příklady naleznete v článku. A ti, kteří se nechtějí ponořit do nuancí, mohou rychle vypočítat parametry odporu pomocí online kalkulačky.

Zapnutí LED z napájecího zdroje

Hovoříme o napájecích zdrojích (PSU) pracujících na střídavém napětí 220 V. I ty se však mohou od sebe značně lišit výstupními parametry. To může být:

  • zdroje střídavého napětí, uvnitř kterých je pouze snižovací transformátor;
  • nestabilizované zdroje stejnosměrného napětí (PSV);
  • stabilizované PPI;
  • stabilizované zdroje konstantního proudu (LED drivery).

Ke kterémukoli z nich můžete připojit LED tak, že okruh doplníte o potřebné rádiové prvky. Nejčastěji se jako napájecí zdroj používají stabilizované PSI 5 V nebo 12 V. Z tohoto typu PSU vyplývá, že při případném kolísání síťového napětí a také při změně zatěžovacího proudu v daném rozsahu bude výstupní napětí beze změny. Tato výhoda umožňuje připojit LED k PSU pouze pomocí rezistorů. A právě tento princip zapojení je realizován v obvodech s indikačními LED.
Výkonné LED musí být připojeny přes proudový stabilizátor (budič). I přes jejich vyšší cenu je to jediný způsob, jak zaručit stabilní jas a dlouhodobý provoz a také se vyhnout předčasné výměně drahého světlo emitujícího prvku. Takové připojení nevyžaduje další rezistor a LED je připojena přímo k výstupu ovladače, za podmínky:

  • I řidič - řidič aktuální dle pasu, A;
  • I LED - jmenovitý proud LED, A.

Pokud podmínka není splněna, připojená LED shoří v důsledku nadproudu.

Sériové připojení

Sestavit pracovní obvod na jedné LED není těžké. Jiná věc je, když jich je několik. Jak správně zapojit 2, 3 ... N LED? Chcete-li to provést, musíte se naučit, jak vypočítat složitější schémata přepínání. Řetězový obvod je obvod několika LED, ve kterém je katoda první LED připojena k anodě druhé, katoda druhé k anodě třetí a tak dále. Proud stejné velikosti protéká všemi prvky obvodu:

A poklesy napětí jsou shrnuty:

Na základě toho můžeme vyvodit následující závěry:

  • je vhodné kombinovat do sériového obvodu pouze LED se stejným provozním proudem;
  • pokud jedna LED selže, obvod se otevře;
  • Počet LED je omezen napětím zdroje.

Paralelní připojení

Pokud je potřeba rozsvítit několik LED z napájecího zdroje s napětím např. 5 V, bude nutné je zapojit paralelně. V tomto případě, v sérii s každou LED, musíte dát odpor. Vzorce pro výpočet proudů a napětí budou mít následující podobu:

Součet proudů v každé větvi by tedy neměl překročit maximální povolený proud napájecího zdroje. Při paralelním zapojení stejného typu LED stačí vypočítat parametry jednoho rezistoru a zbytek bude mít stejnou hodnotu.

Všechna pravidla pro sériové a paralelní připojení, názorné příklady a také informace o tom, jak nezapínat LED diody, najdete v.

smíšené zařazení

Poté, co jsme se zabývali schématy sériového a paralelního připojení, je čas na kombinaci. Jedna z možností kombinovaného zapojení LED je znázorněna na obrázku.

Mimochodem, takto je uspořádán každý LED pásek.

Zařazení do sítě střídavého proudu

Připojení LED z napájecího zdroje není vždy vhodné. Zejména pokud jde o nutnost provedení podsvícení vypínače nebo indikátoru přítomnosti napětí v napájecí liště. Pro takové účely bude stačit sestavit jeden z jednoduchých. Například obvod s odporem omezujícím proud a usměrňovací diodou, která chrání LED před zpětným napětím. Odpor a výkon rezistoru se počítají pomocí zjednodušeného vzorce, přičemž se zanedbává úbytek napětí na LED a diodě, protože je o 2 řády menší než síťové napětí:

Kvůli vysokému ztrátovému výkonu (2-5 W) je rezistor často nahrazován nepolárním kondenzátorem. Při práci na střídavý proud tak trochu "hasí" přepětí a téměř se nezahřívá.

Připojení blikajících a vícebarevných LED diod

Navenek se blikající LED neliší od běžných analogů a mohou blikat jednou, dvěma nebo třemi barvami podle algoritmu určeného výrobcem. Vnitřní rozdíl spočívá v přítomnosti dalšího substrátu pod pouzdrem, na kterém je umístěn integrovaný pulzní generátor. Jmenovitý provozní proud zpravidla nepřesahuje 20 mA a pokles napětí se může lišit od 3 do 14 V. Proto se před připojením blikající LED musíte seznámit s jejími charakteristikami. Pokud tam nejsou, pak můžete parametry zjistit experimentálně připojením k regulovatelnému zdroji 5-15 V přes odpor 51-100 Ohm.

V případě multicolor jsou 3 nezávislé krystaly zelené, červené a modré. Při výpočtu hodnot rezistoru je proto třeba pamatovat na to, že každá barva záře odpovídá vlastnímu poklesu napětí.

Ještě jednou o třech důležitých bodech

  1. Stejnosměrný jmenovitý proud je hlavním parametrem každé LED. Jeho podceněním ztrácíme na jasu a jeho nadhodnocováním prudce snižujeme životnost. Proto je nejlepším zdrojem napájení LED driver, ke kterému bude po připojení LED vždy protékat konstantní proud požadované velikosti.
  2. Napětí uvedené v datovém listu k LED není rozhodující a pouze udává, kolik voltů klesne na p-n přechodu, když poteče jmenovitý proud. Jeho hodnota musí být známa, aby bylo možné správně vypočítat odpor rezistoru, pokud je LED napájena konvenčním PSU.
  3. Pro připojení vysoce výkonných LED je důležité nejen spolehlivé napájení, ale také kvalitní chladicí systém. Instalace LED s příkonem více než 0,5 W na radiátor zaručí jejich stabilní a dlouhodobý provoz.

Přečtěte si také