puerta y valla 

Tipos de fuentes de alimentación para LED. Fuente de alimentación para LED, fuente de alimentación para LED. Estabilizadores de corriente integrados

A juzgar por los comentarios, muchas personas están interesadas no solo en los parámetros de las lámparas LED, sino también en la teoría de su estructura interna. Por lo tanto, decidí hablar un poco sobre los conceptos básicos de las soluciones de circuitos que se utilizan con mayor frecuencia en esta área.

Entonces, el núcleo y componente principal de la bombilla de luz LED es el LED. Desde el punto de vista de los circuitos, los diodos emisores de luz no son diferentes de los demás, excepto que, en el sentido de usarlos como diodos, tienen parámetros terribles: un voltaje inverso permisible muy pequeño, una capacitancia de unión relativamente grande, una enorme caída de voltaje de funcionamiento (alrededor de 3,5 V para LED blancos, por ejemplo, para un diodo rectificador, esto sería una pesadilla), etc.

Sin embargo, entendemos que el principal valor de los LED para la humanidad es que brillan y, a veces, con bastante intensidad. Para que un LED brille felizmente para siempre, necesita dos condiciones: una corriente estable a través de él y una buena disipación de calor. La calidad del disipador de calor está garantizada por varios métodos de diseño, por lo que ahora no nos detendremos en este tema. Hablemos de por qué y cómo la humanidad moderna logra el primer objetivo: una corriente estable.

Hablando de LED blancos

Está claro que los LED blancos son los más interesantes para la iluminación. Están hechos sobre la base de un cristal que emite luz azul, lleno de un fósforo que re-irradia parte de la energía en la región amarillo-verde. La imagen del título muestra claramente que los cables que transportan corriente entran en algo amarillo: este es el fósforo; el cristal se encuentra debajo. En un espectro típico de un LED blanco, un pico azul es claramente visible:


Espectros de LEDs con diferentes temperaturas de color: 5000K (azul), 3700K (verde), 2600K (rojo). Lee mas.

Ya hemos descubierto que, en el sentido de los circuitos, el LED difiere de cualquier otro diodo solo en los valores de los parámetros. Aquí hay que decir que el dispositivo es fundamentalmente no lineal; es decir, no obedece en absoluto la ley de Ohm familiar de la escuela. La dependencia de la corriente del voltaje aplicado en dichos dispositivos se describe en los llamados. característica corriente-voltaje (CVC), y para el diodo es exponencial. De esto se deduce que el cambio más pequeño en el voltaje aplicado conduce a un gran cambio en la corriente, pero eso no es todo: con un cambio en la temperatura (así como con el envejecimiento), la característica I–V cambia. Además, la posición de las características IV es ligeramente diferente para diferentes diodos. Lo especificaré por separado, no solo para cada tipo, sino para cada instancia, incluso del mismo lote. Por esta razón, la distribución de corriente a través de diodos conectados en paralelo será necesariamente desigual, lo que no puede tener un efecto positivo sobre la durabilidad de la estructura. En la fabricación de matrices, intentan utilizar una conexión en serie, que resuelve el problema de raíz, o elegir diodos con aproximadamente la misma caída de tensión directa. Para facilitar la tarea, los fabricantes suelen indicar el llamado "bin": el código para la selección por parámetros (incluido el voltaje), en el que cae una instancia particular.


VAC de un LED blanco.

En consecuencia, para que todo funcione bien, el LED debe estar conectado a un dispositivo que, independientemente de factores externos, seleccionará automáticamente el voltaje con alta precisión en el que fluye la corriente especificada en el circuito (por ejemplo, 350 mA para uno -Watt LEDs), y controlar el proceso de forma continua. En general, dicho dispositivo se denomina fuente de corriente, pero en el caso de los LED, hoy en día está de moda usar la palabra extranjera "controlador". En general, un controlador suele denominarse soluciones que están diseñadas principalmente para funcionar en una aplicación específica, por ejemplo, "controlador MOSFET", un microcircuito diseñado para controlar transistores de efecto de campo específicamente potentes, "controlador de indicador de siete segmentos" - una solución para accionar específicamente dispositivos de siete segmentos, etc. Es decir, al llamar a una fuente de corriente controlador de LED, las personas insinúan que esta fuente de corriente está diseñada específicamente para funcionar con LED. Por ejemplo, puede tener funciones específicas, algo como tener una interfaz de luz DMX-512, detectar un circuito abierto y un cortocircuito en la salida (y una fuente de corriente convencional, en general, debería funcionar sin problemas para un cortocircuito), etc. Sin embargo, los conceptos a menudo se confunden y, por ejemplo, llaman al adaptador más común (¡fuente de voltaje!) Para tiras de LED, un controlador.

Además, los dispositivos diseñados para configurar el modo de iluminación a menudo se denominan balastro.

Entonces, fuentes actuales. La fuente de corriente más simple puede ser una resistencia en serie con el LED. Esto se hace a baja potencia (hasta medio vatio), por ejemplo, en las mismas tiras de LED. A medida que aumenta la potencia, las pérdidas en la resistencia se vuelven demasiado altas y los requisitos para la estabilidad actual aumentan y, por lo tanto, existe la necesidad de dispositivos más avanzados, cuya imagen poética dibujé arriba. Todos ellos están construidos de acuerdo con la misma ideología: tienen un elemento regulador controlado por la retroalimentación actual.

Los estabilizadores de corriente se dividen en dos tipos: lineales y de pulso. Los circuitos lineales son parientes de la resistencia (la propia resistencia y sus análogos también pertenecen a esta clase). Por lo general, no dan una ganancia especial en eficiencia, pero aumentan la calidad de la estabilización actual. Los circuitos de pulsos son la mejor solución, pero son más complejos y costosos.

Ahora echemos un vistazo rápido a lo que puede ver dentro o alrededor de las bombillas LED en estos días.

1. Balasto de condensador

El balasto capacitor es una extensión de la idea de poner una resistencia en serie con un LED. En principio, el LED se puede conectar directamente a la toma de corriente de la siguiente manera:

El diodo back-to-back es necesario para evitar la ruptura del LED en el momento en que el voltaje de la red cambia de polaridad. Ya mencioné que no hay LED con un voltaje inverso permitido de cientos de voltios. En principio, en lugar de un diodo inverso, puedes poner otro LED.

El valor de la resistencia en el circuito anterior se calcula para la corriente del LED de aproximadamente 10 a 15 mA. Dado que la tensión de la red es mucho mayor que la caída en los diodos, esta última puede ignorarse y calcularse directamente según la ley de Ohm: 220/20000 ~ 11 mA. Puede sustituir el valor máximo (311 V) y asegurarse de que, incluso en el caso límite, la corriente del diodo no supere los 20 mA. Todo sale bien, excepto que la resistencia disipará unos 2,5 vatios de potencia y unos 40 mW en el LED. Así, la eficiencia del sistema ronda el 1,5% (en el caso de un solo LED, será aún menor).

La idea del método en consideración es reemplazar la resistencia con un capacitor, porque se sabe que en los circuitos de CA, los elementos reactivos tienen la capacidad de limitar la corriente. Por cierto, también puedes usar un estrangulador, además, lo hacen en balastos electromagnéticos clásicos para lámparas fluorescentes.

Contando de acuerdo con la fórmula del libro de texto, es fácil obtener que en nuestro caso se requiere un capacitor de 0.2 μF, o una bobina de inductancia de aproximadamente 60 H. Aquí queda claro por qué nunca se encuentran choques en tales balastos de lámparas LED: una bobina de tal inductancia es una estructura seria y costosa, pero un capacitor de 0.2 uF es mucho más fácil de obtener. Eso sí, debe estar diseñado para el pico de tensión de la red, y mejor con un margen. En la práctica, se utilizan condensadores con un voltaje de funcionamiento de al menos 400 V. Habiendo complementado ligeramente el circuito, obtenemos lo que ya hemos visto en el artículo anterior.

Digresión lírica

"Microfaradio" se abrevia exactamente como "uF". Me detengo en esto porque a menudo veo personas que escriben "mF" en este contexto, mientras que este último es la abreviatura de "milifaradio", es decir, 1000 microfaradios. En inglés, "microfaradio", nuevamente, no se escribe como "mkF", sino, por el contrario, "uF". Esto se debe a que la letra "u" se parece a la letra "μ" con la cola arrancada.

Asi que, 1 F/F = 1000 mF/mF = 1000000 uF/uF/μF, ¡y nada más!

Además, "Farad" es masculino, ya que lleva el nombre del gran físico masculino. ¡Entonces, "cuatro microfaradios", pero no "cuatro microfaradios"!

Como ya dije, tal lastre tiene solo una ventaja: simplicidad y bajo costo. Al igual que un balasto con una resistencia, la estabilización de corriente aquí no es muy buena y, lo que es peor, hay un componente reactivo importante, que no es muy bueno para la red (especialmente en potencias notables). Además, a medida que aumenta la corriente deseada, aumentará la capacitancia requerida del capacitor. Por ejemplo, si queremos encender un LED de un vatio que funcione a 350 mA, necesitamos un condensador con una capacidad de unos 5 microfaradios, diseñado para un voltaje de 400 V. Esto ya es más caro, más grande y más complejo en términos de diseño. Con la supresión de las ondas, aquí tampoco todo es fácil. En general, podemos decir que el balasto del condensador solo es perdonable para pequeñas lámparas de baliza, nada más.

2. Topología buck sin transformador

Esta solución de circuito pertenece a la familia de convertidores sin transformador, que incluye topologías reductoras, elevadoras e inversoras. Además, los convertidores sin transformador también incluyen SEPIC, convertidor Chuck y otros exóticos, como condensadores conmutados. En principio, un controlador LED se puede construir sobre la base de cualquiera de ellos, pero en la práctica son mucho menos comunes en esta capacidad (aunque la topología boost se usa, por ejemplo, en muchas linternas).

En la siguiente figura se muestra un ejemplo de un controlador basado en una topología reductora sin transformador.

En la vida silvestre, dicha inclusión se puede observar en el ejemplo de la opción de inclusión ZXLD1474 o ZXSC310 (que, por cierto, es solo un convertidor elevador en el circuito de conmutación original).

Aquí el LED está conectado en serie con la bobina. El circuito de control monitorea la corriente a través de la resistencia de medición R1 y controla el interruptor T1. Si la corriente a través del LED cae por debajo de un mínimo predeterminado, el transistor se enciende y la bobina con el LED conectado en serie se conecta a la fuente de alimentación. La corriente en la bobina comienza a aumentar linealmente (área roja en el gráfico), el diodo D1 está bloqueado en este momento. Tan pronto como el circuito de control registra que la corriente ha alcanzado un máximo predeterminado, la llave se cierra. De acuerdo con la primera ley de conmutación, la bobina tiende a mantener la corriente en el circuito debido a la energía almacenada en el campo magnético. En este punto, la corriente fluye a través del diodo D1. La energía del campo de la bobina se consume, la corriente disminuye linealmente (área verde en el gráfico). Cuando la corriente cae por debajo de un mínimo predeterminado, el circuito de control lo registra y abre el transistor nuevamente, bombeando energía al sistema; el proceso se repite. Por lo tanto, la corriente se mantiene dentro de los límites especificados.

Una característica distintiva de la topología reductora es la capacidad de hacer que la ondulación del flujo de luz sea arbitrariamente pequeña, ya que en tal conexión la corriente a través del LED nunca se interrumpe. La forma de acercarse al ideal pasa por un aumento de la inductancia y un aumento de la frecuencia de conmutación (hoy existen convertidores con frecuencias operativas de hasta varios megahercios).

Sobre la base de dicha topología, se hizo el controlador de la lámpara de Gauss discutido en el artículo anterior.

La desventaja del método es la falta de aislamiento galvánico: cuando el transistor está abierto, el circuito está conectado directamente a la fuente de voltaje, en el caso de las lámparas LED de red, a la red, lo que puede ser inseguro.

3. Convertidor de retorno

Aunque el convertidor flyback contiene algo que parece un transformador, en este caso es más correcto llamar a esta parte un estrangulador de dos devanados, ya que la corriente nunca fluye a través de ambos devanados al mismo tiempo. De hecho, los convertidores flyback son similares en principio a las topologías sin transformador. Cuando T1 está abierto, la corriente en el primario aumenta, la energía se almacena en el campo magnético; al mismo tiempo, la polaridad de encendido del devanado secundario se elige deliberadamente de modo que el diodo D3 esté cerrado en esta etapa y no fluya corriente en el lado secundario. La corriente de carga en este momento soporta el condensador C1. Cuando T1 se cierra, la polaridad del voltaje en el secundario se invierte (porque la derivada de la corriente en el primario invierte el signo), D3 se abre y la energía almacenada se transfiere al secundario. En términos de estabilización de corriente, todo es igual: el circuito de control analiza la caída de voltaje en la resistencia R1 y ajusta el tiempo s e parámetros para que la corriente a través de los LED se mantenga constante. En la mayoría de los casos, el convertidor flyback se usa con potencias que no superan los 50 W; además, deja de ser apropiado debido al aumento de las pérdidas y las dimensiones necesarias del transformador inductor.

Debo decir que hay opciones para controladores flyback sin optoaislador (por ejemplo). Se basan en el hecho de que las corrientes de los devanados primario y secundario están acopladas y, con ciertas reservas, uno puede limitarse a analizar la corriente del devanado primario (o, más a menudo, un devanado auxiliar separado); esto ahorra detalles. y, en consecuencia, reduce el coste de la solución.

El convertidor flyback es bueno porque, en primer lugar, proporciona aislamiento de la parte secundaria de la red eléctrica (mayor seguridad) y, en segundo lugar, hace que sea relativamente fácil y económico fabricar lámparas compatibles con reguladores estándar para lámparas incandescentes, así como para organizar el poder de corrección del coeficiente.

Digresión lírica

El convertidor flyback se llama así porque originalmente se utilizó un método similar para obtener alto voltaje en televisores basados ​​en tubos de rayos catódicos. La fuente de alto voltaje se combinó en forma de circuito con el circuito de barrido horizontal y se obtuvo un pulso de alto voltaje en ese momento. contrarrestar rayo de electrones.

Un poco sobre pulsaciones

Como ya se mencionó, las fuentes de pulsos operan a frecuencias suficientemente altas (en la práctica, desde 30 kHz, más a menudo alrededor de 100 kHz). Por lo tanto, está claro que un controlador reparable en sí mismo no puede ser una fuente de un gran factor de ondulación, principalmente porque este parámetro simplemente no está normalizado en frecuencias superiores a 300 Hz y, además, las ondas de alta frecuencia son bastante fáciles de filtrar de todos modos. . El problema es la tensión de red.

El hecho es que, por supuesto, todos los circuitos enumerados anteriormente (excepto el circuito con un condensador de extinción) funcionan con voltaje continuo. Por lo tanto, en la entrada de cualquier balasto electrónico, en primer lugar, hay un rectificador y un condensador de almacenamiento. El objetivo de este último es alimentar el balasto en aquellos momentos en que la tensión de red desciende por debajo del umbral del circuito. Y aquí, por desgracia, se necesita un compromiso: los condensadores electrolíticos de alta capacidad y alto voltaje, en primer lugar, cuestan dinero y, en segundo lugar, ocupan un espacio precioso en la carcasa de la lámpara. Esta es también la causa raíz de los problemas del factor de potencia. El circuito descrito con un rectificador tiene un consumo de corriente desigual. Esto conduce a la aparición de armónicos más altos, razón por la cual el parámetro que nos interesa se deteriora. Además, cuanto mejor intentemos filtrar el voltaje en la entrada del balasto, menor será el factor de potencia que obtendremos si no hacemos esfuerzos por separado. Esto explica que casi todas las lámparas de bajo rizado que hemos visto muestren un factor de potencia muy mediocre, y viceversa (por supuesto, la introducción de una corrección activa del factor de potencia afectará al precio, por lo que prefieren ahorrar en él para ahora).

Quizás esto es todo lo que, como primera aproximación, se puede decir sobre la electrónica de las lámparas LED. Espero que con este artículo haya respondido en cierta medida a todas las preguntas de circuitos que me hicieron en los comentarios y mensajes privados.

Hay muchos tipos diferentes de fuentes de alimentación LED en el mercado hoy en día. Este artículo tiene como objetivo facilitarle la elección de la fuente que necesita.

En primer lugar, veamos la diferencia entre una fuente de alimentación estándar y un controlador LED. Primero debe decidir: ¿qué es una fuente de alimentación? En el caso general, se trata de una fuente de alimentación de cualquier tipo, que es una unidad funcional separada. Por lo general, tiene ciertos parámetros de entrada y salida, y no importa qué tipo de dispositivos esté destinado a alimentar. El controlador para alimentar los LED proporciona una corriente de salida estable. En otras palabras, esto también es una fuente de alimentación. El controlador es solo una designación de marketing, para evitar confusiones. Antes de la llegada de los LED, las fuentes de corriente, y son el controlador, no se usaban mucho. Pero luego apareció un LED súper brillante, y el desarrollo de las fuentes de corriente fue a pasos agigantados. Y para no confundirse, se llaman conductores Entonces, pongámonos de acuerdo en algunos términos. La fuente de alimentación es una fuente de voltaje (voltaje constante), el Driver es una fuente de corriente (corriente constante). La carga es lo que conectamos a la fuente de alimentación o controlador.

Fuente de alimentación

La mayoría de los aparatos eléctricos y componentes electrónicos requieren una fuente de voltaje para funcionar. Son la red eléctrica habitual, que está presente en cualquier apartamento en forma de enchufe. Todo el mundo conoce la frase "220 voltios". Como puede ver, ni una palabra sobre la corriente. Esto significa que si el dispositivo está diseñado para operar desde una red de 220 V, entonces no le importa cuánta corriente consuma. Si solo hubiera 220, y él mismo tomará la corriente, tanto como necesite. Por ejemplo, un hervidor eléctrico convencional con una potencia de 2 kW (2.000 W), conectado a una red de 220 V, consume la siguiente corriente: 2.000/220 = 9 amperios. Bastante, dado que la mayoría de las regletas de enchufes eléctricos convencionales tienen una potencia nominal de 10 amperios. Esta es la razón del funcionamiento frecuente de la protección (máquina) cuando las teteras se conectan a la toma de corriente a través de un cable de extensión, en el que ya se han insertado muchos dispositivos, una computadora, por ejemplo. Y es bueno si la protección funciona, de lo contrario, el cable de extensión simplemente puede derretirse. Y así, cualquier dispositivo diseñado para ser enchufado a una toma de corriente, sabiendo cuál es su potencia, puede calcular la corriente consumida.
Pero la mayoría de los dispositivos domésticos, como un televisor, un reproductor de DVD, una computadora, necesitan reducir el voltaje de la red de 220 V al nivel que necesitan, por ejemplo, 12 voltios. La fuente de alimentación es solo el dispositivo que se ocupa de tal disminución.
Hay muchas formas de bajar el voltaje de la red. Las fuentes de alimentación más comunes son el transformador y la conmutación.

Fuente de alimentación basada en transformador

Tal fuente de alimentación se basa en un gran artilugio de hierro que zumba. :) Bueno, los transformadores de corriente zumban menos. La principal ventaja es la simplicidad y relativa seguridad de tales bloques. Contienen un mínimo de detalles, pero al mismo tiempo tienen buenas características. La principal desventaja es la eficiencia y las dimensiones. Cuanto más potente es la fuente de alimentación, más pesada es. Parte de la energía se gasta en "tararear" y calentar :) Además, parte de la energía se pierde en el propio transformador. En otras palabras, simple, confiable, pero tiene mucho peso y consume mucho: eficiencia al nivel de 50-70%. Tiene una importante ventaja integral: aislamiento galvánico de la red. Esto significa que si ocurre un mal funcionamiento o si accidentalmente ingresa al circuito de alimentación secundario con la mano, no se sorprenderá :) Otra ventaja definitiva es que la fuente de alimentación se puede conectar a la red sin carga, esto no la dañará .
Pero veamos que pasa si sobrecargar la fuente de alimentación.
Disponible: transformador de fuente de alimentación con una tensión de salida de 12 voltios y una potencia de 10 vatios. Conéctele una bombilla de 12 voltios y 5 vatios. La bombilla brillará con todos sus 5 vatios y consumirá corriente 5 / 12 \u003d 0.42 A.



Conecte la segunda bombilla en serie a la primera, así:



Ambas bombillas brillarán, pero muy tenuemente. Cuando se conectan en serie, la corriente en el circuito seguirá siendo la misma: 0,42 A, pero el voltaje se distribuirá entre dos bombillas, es decir, cada una recibirá 6 voltios. Está claro que apenas brillarán. Sí, y cada uno consumirá aproximadamente 2,5 vatios.
Ahora cambiemos las condiciones: conecte las bombillas en paralelo:



Como resultado, el voltaje en cada lámpara será el mismo: 12 voltios, pero la corriente que tomarán cada una será de 0,42 A. Es decir, la corriente en el circuito se duplicará. Teniendo en cuenta que tenemos una unidad con una potencia de 10 W, no le parecerá suficiente, cuando se conecta en paralelo, se suma la potencia de la carga, es decir, las bombillas. Si también conectamos un tercero, entonces la fuente de alimentación comenzará a calentarse salvajemente y eventualmente se quemará, posiblemente llevándose su apartamento con ella. Y todo esto porque no sabe limitar la corriente. Por lo tanto, es muy importante calcular correctamente la carga en la fuente de alimentación. Por supuesto, las unidades más complejas contienen protección contra sobrecarga y se apagan automáticamente. Pero no debe contar con esto: la protección, a veces, tampoco funciona.

Bloque de potencia de impulso

El representante más simple y brillante es el chino. fuente de alimentación para lámparas halógenas 12 V. Contiene pocas piezas, ligero, pequeño. Las dimensiones del bloque de 150 W son 100x50x50 mm, el peso es de 100 gramos, la misma fuente de alimentación del transformador pesaría tres kilogramos, o incluso más. La fuente de alimentación para lámparas halógenas también tiene un transformador, pero es pequeño porque opera a una frecuencia mayor. Cabe señalar que la eficiencia de una unidad de este tipo tampoco está a la altura, alrededor del 70-80%, mientras que produce una interferencia decente en la red eléctrica. Hay muchos más bloques basados ​​en un principio similar: para computadoras portátiles, impresoras, etc. Por lo tanto, la principal ventaja son las pequeñas dimensiones y el bajo peso. El aislamiento galvánico también está presente. La desventaja es la misma que la de su contraparte transformadora. Puede quemarse por sobrecarga :) Entonces, si decide hacer iluminación halógena de 12 V en su hogar, calcule la carga permitida en cada transformador.
Es deseable crear del 20 al 30% del stock. Es decir, si tienes un transformador de 150 W, es mejor no colgarle cargas de más de 100 W. Y vigila de cerca a los Ravshans si hacen reparaciones por ti. No se debe confiar en ellos para calcular la potencia. También vale la pena señalar que el impulso bloquea no me gusta encender sin carga. Es por eso que no se recomienda dejar los cargadores de teléfonos celulares en el tomacorriente después de que se complete la carga. Sin embargo, todos hacen esto, por lo que la mayoría de los bloques de impulso actuales contienen protección contra el encendido sin carga.

Estos dos miembros simples de la familia de fuentes de alimentación comparten una tarea común: proporcionar el nivel de voltaje correcto para alimentar los dispositivos que están conectados a ellos. Como se mencionó anteriormente, los dispositivos mismos deciden cuánta corriente necesitan.

Conductor

En general el controlador es una fuente de corriente para los LED. Para él, generalmente no hay un parámetro de "voltaje de salida". Solo salida de corriente y potencia. Sin embargo, ya sabe cómo determinar el voltaje de salida permitido: dividimos la potencia en vatios por la corriente en amperios.
En la práctica, esto significa lo siguiente. Supongamos que los parámetros del controlador son los siguientes: corriente - 300 miliamperios, potencia - 3 vatios. Divida 3 por 0.3: obtenemos 10 voltios. Este es el voltaje de salida máximo que el controlador puede proporcionar. Supongamos que tenemos tres LED, cada uno con una capacidad nominal de 300 mA, y el voltaje a través del diodo debe ser de aproximadamente 3 voltios. Si conectamos un diodo a nuestro controlador, el voltaje en su salida será de 3 voltios y la corriente será de 300 mA. Conecte el segundo diodo sucesivamente(vea el ejemplo con lámparas arriba) con el primero: la salida será de 6 voltios 300 mA, conecte el tercero: 9 voltios 300 mA. Si conectamos los LED en paralelo, entonces estos 300 mA se repartirán entre ellos aproximadamente por igual, es decir, aproximadamente 100 mA cada uno. Si conectamos LED de tres vatios con una corriente de trabajo de 700 mA a un controlador de 300 mA, estos recibirán solo 300 mA.
Espero que el principio sea claro. Un controlador que funcione bajo ninguna circunstancia dará más corriente de la que está diseñado, sin importar cómo conecte los diodos. Cabe señalar que hay controladores que están diseñados para cualquier número de LED, siempre que su potencia total no supere la potencia del controlador, y hay otros que están diseñados para un número determinado, 6 diodos, por ejemplo. Sin embargo, permiten cierta extensión a un lado más pequeño: puede conectar cinco diodos o incluso cuatro. eficiencia controladores universales peor que sus contrapartes, diseñado para un número fijo de diodos debido a algunas características del funcionamiento de los circuitos de pulso. Además, los drivers con un número fijo de diodos suelen contener protección frente a situaciones anómalas. Si el controlador está diseñado para 5 diodos y conectó tres, es muy posible que la protección funcione y los diodos no se enciendan o parpadeen, lo que indica un modo de emergencia. Cabe señalar que la mayoría de los controladores no toleran la conexión a la tensión de alimentación sin carga; en esto son muy diferentes de una fuente de tensión convencional.

Entonces, hemos determinado la diferencia entre la fuente de alimentación y el controlador. Ahora veamos los principales tipos de controladores LED, comenzando por los más simples.

Resistor

Este es el controlador LED más simple. Parece un barril con dos cables. La resistencia puede limitar la corriente en el circuito seleccionando la resistencia deseada. Cómo hacer esto se describe en detalle en el artículo "Conexión de LED en un automóvil"
La desventaja es la baja eficiencia, la falta de aislamiento galvánico. No hay forma de alimentar de manera confiable un LED desde una red de 220 V a través de una resistencia, aunque muchos interruptores domésticos usan un circuito similar.

circuito de capacitores

Similar a un circuito de resistencia. Las desventajas son las mismas. Es posible hacer un circuito de capacitor de suficiente confiabilidad, pero el costo y la complejidad del circuito aumentarán considerablemente.

Microprocesador LM317

Este es el próximo miembro de la familia de los protozoos controladores para LED. Los detalles están en el artículo mencionado anteriormente sobre LED en automóviles. La desventaja es la baja eficiencia, se requiere una fuente de energía primaria. La ventaja es la fiabilidad, la simplicidad del circuito.

Controlador en chip tipo HV9910

Este tipo de driver ha ganado una considerable popularidad debido a la sencillez del circuito, el bajo coste de los componentes y las pequeñas dimensiones.
Ventaja - versatilidad, accesibilidad. La desventaja es que requiere habilidad y cuidado al ensamblarlo. No hay aislamiento galvánico de la red de 220 V. Alto ruido de impulso en la red. Bajo factor de potencia.

Controlador con entrada de bajo voltaje

Esta categoría incluye controladores diseñados para conectarse a una fuente de voltaje principal: una fuente de alimentación o una batería. Por ejemplo, estos son controladores para luces LED o lámparas diseñadas para reemplazar las halógenas de 12 V. La ventaja es su pequeño tamaño y peso, alta eficiencia, confiabilidad y seguridad en la operación. La desventaja es que se requiere una fuente de tensión primaria.

controlador de red

Completamente lista para usar y contiene todos los elementos necesarios para alimentar los LED. La ventaja es alta eficiencia, confiabilidad, aislamiento galvánico, seguridad operativa. La desventaja es el alto costo, difícil de obtener. Pueden estar tanto en el caso como sin el caso. Estos últimos suelen utilizarse como parte de lámparas u otras fuentes de luz.

Aplicación de drivers en la práctica.

La mayoría de las personas que planean usar LED están cometiendo un error común. Cómprate a ti mismo primero DIRIGIÓ, luego debajo de ellos se selecciona conductor. Esto puede considerarse un error porque en la actualidad no hay tantos lugares donde pueda comprar una variedad suficiente de controladores. Como resultado, al tener los LED codiciados en sus manos, se está devanando los sesos: cómo elegir un controlador entre los disponibles. Entonces compró 10 LED, y solo hay 9 controladores. Y tienes que devanarte los sesos: qué hacer con este LED adicional. Tal vez era más fácil contar con 9 a la vez. Por lo tanto, la selección del controlador debe ocurrir simultáneamente con la selección de los LED. A continuación, debe tener en cuenta las características de los LED, es decir, la caída de voltaje entre ellos. Por ejemplo, un LED rojo de 1 W tiene una corriente de funcionamiento de 300 mA y una caída de voltaje de 1,8-2 V. La potencia consumida será de 0,3 x 2 \u003d 0,6 W. Pero un LED azul o blanco tiene una caída de tensión de 3-3,4 V a la misma corriente, es decir, una potencia de 1 W. Por lo tanto, un controlador con una corriente de 300 mA y una potencia de 10 W "jalará" 10 LED blancos o 15 rojos. La diferencia es significativa. Un diagrama típico para conectar LED de 1 W a un controlador con una corriente de salida de 300 mA se ve así:

Para los LED estándar de 1W, el terminal negativo es más grande que el positivo, por lo que es fácil distinguirlo.

¿Qué sucede si solo hay controladores de 700 mA disponibles? Entonces tienes que usar número par de LED incluyendo dos de ellos en paralelo.

Quiero señalar que muchos asumen erróneamente que la corriente de funcionamiento de 1 W de LED es de 350 mA. No lo es, 350 mA es la corriente de funcionamiento MÁXIMA. Esto significa que cuando se trabaja durante mucho tiempo es necesario utilizar fuente de poder con una corriente de 300-330 mA. Lo mismo es cierto para la conexión en paralelo: la corriente por LED no debe exceder la cifra especificada de 300-330 mA. No significa en absoluto que operar a una corriente mayor hará que el LED falle. Pero con una disipación de calor insuficiente, cada miliamperio adicional puede reducir la vida útil. Además, cuanto mayor sea la corriente, menor será la eficiencia del LED, lo que significa que su calentamiento es más fuerte.

A la hora de conectar una tira de LED o módulos diseñados para 12 o 24 voltios, hay que tener en cuenta que las fuentes de alimentación que se ofrecen para ellos limitan la tensión, no la corriente, es decir, no son drivers en la terminología aceptada. Esto significa, en primer lugar, que debe monitorear cuidadosamente la potencia de carga conectada a una fuente de alimentación en particular. En segundo lugar, si la unidad no es lo suficientemente estable, el pico de voltaje de salida puede matar su cinta. Hace la vida un poco más fácil que se instalen resistencias en las cintas y módulos (clusters), que le permiten limitar la corriente hasta cierto punto. Debo decir que la tira de LED consume una corriente relativamente grande. Por ejemplo, la cinta smd 5050, que tiene 60 LED por metro, consume alrededor de 1,2 A por metro. Es decir, para alimentar 5 metros, necesita una fuente de alimentación con una corriente de al menos 7-8 amperios. Al mismo tiempo, la propia cinta consumirá 6 amperios, y se deben dejar uno o dos amperios de reserva para no sobrecargar la unidad. Y 8 amperios son casi 100 vatios. Estos bloques no son baratos.
Los controladores son más óptimos para conectar una cinta, pero encontrar controladores específicos es problemático.

Resumiendo, podemos decir que la elección de un controlador para LED no debe recibir menos, si no más, atención que los LED. El descuido a la hora de elegir está plagado de fallos de leds, drivers, consumo excesivo y otras delicias :)

Yuri Ruban, Rubikon LLC, 2010 .

En los últimos 10 a 20 años, la cantidad de productos electrónicos de consumo se ha multiplicado varias veces. Apareció una gran variedad de componentes electrónicos y módulos prefabricados. Los requisitos de energía también han aumentado, muchos requieren un voltaje estabilizado o una corriente estable.

El controlador se usa con mayor frecuencia como estabilizador de corriente para LED y para cargar baterías de automóviles. Esta fuente se encuentra ahora en todos los focos, lámparas o luminarias LED. Considere todas las opciones para la estabilización, desde las antiguas y simples hasta las más efectivas y modernas. También se les llama controlador de led.
  • 1. Tipos de estabilizadores
  • 2. Modelos populares
  • 3. Estabilizador para LED
  • 4. Controlador para 220V
  • 5. Estabilizador de corriente, circuito
  • 6. LM317
  • 7. Estabilizador de corriente ajustable
  • 8. Precios en China

Tipos de estabilizadores

Pulso ajustable DC

Hace 15 años, en mi primer año, realicé pruebas en la materia "Fuentes de energía" para equipos electrónicos. Desde entonces hasta hoy, el chip LM317 y sus análogos, que pertenecen a la clase de estabilizadores lineales, siguen siendo los más populares y populares.

Por el momento, existen varios tipos de estabilizadores de tensión y corriente:

  1. lineal hasta 10A y tensión de entrada hasta 40V;
  2. pulso con un alto voltaje de entrada, bajando;
  3. pulso con bajo voltaje de entrada, aumentando.

En un controlador PWM de pulsos, normalmente de 3 a 7 amperios según las características. En realidad, depende del sistema de enfriamiento y la eficiencia en un modo particular. El aumento de un voltaje de entrada bajo genera un voltaje de salida más alto. Esta opción se utiliza para fuentes de alimentación con una pequeña cantidad de voltios. Por ejemplo, en un automóvil, cuando necesita hacer 19V o 45V de 12V. Con un dólar, es más fácil, el subidón se reduce al nivel deseado.

Lea sobre todas las formas de alimentar los LED en el artículo "a 12 y 220V". Los esquemas de conexión se describen por separado, desde los más simples por 20 rublos hasta bloques completos con buena funcionalidad.

Por funcionalidad, se dividen en especializados y universales. Los módulos universales suelen tener 2 resistencias variables para ajustar la salida de voltios y amperios. Los especializados a menudo no tienen elementos de construcción y los valores de salida son fijos. Entre los especializados, son comunes los estabilizadores de corriente para LED, hay una gran cantidad de circuitos en Internet.

Modelos Populares

Lm2596

Entre los de impulso, el LM2596 se ha vuelto popular, pero según los estándares modernos tiene una baja eficiencia. Si es más de 1 amperio, se requiere un disipador de calor. Una pequeña lista de similares:

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

Complementaré con un surtido chino moderno, que es bueno en términos de características, pero es mucho menos común. En Aliexpress, la búsqueda de la marca ayuda. La lista está compilada por tiendas en línea:

  • MP2307DN
  • XL4015
  • MP1584ES
  • XL6009
  • XL6019
  • XL4016
  • XL4005
  • L7986A

También es adecuado para luces de circulación diurna DRL chinas. Debido al bajo costo, los LED se conectan a través de una resistencia a la batería de un automóvil o a la red del automóvil. Pero el voltaje salta hasta 30 voltios en pulsos. Los LED de baja calidad no pueden soportar tales sobretensiones y comienzan a morir. Lo más probable es que haya visto DRL intermitentes o luces encendidas donde algunos de los LED no funcionan.

El ensamblaje del circuito de bricolaje en estos elementos será simple. En su mayoría, estos son estabilizadores de voltaje, que se encienden en el modo de estabilización actual.

No confunda el voltaje máximo de toda la unidad y el voltaje máximo del controlador PWM. Los condensadores de 20 V de bajo voltaje se pueden instalar en el bloque cuando el chip de pulso tiene una entrada de hasta 35 V.

Estabilizador LED

Es más fácil hacer un estabilizador de corriente para LED con sus propias manos en el LM317, solo necesita calcular la resistencia para el LED en una calculadora en línea. La comida se puede usar a la mano, por ejemplo:

  1. Fuente de alimentación para computadora portátil de 19V;
  2. de la impresora para 24V y 32V;
  3. de electrónica de consumo a 12 voltios, 9V.

Las ventajas de un convertidor de este tipo son el bajo precio, fácil de comprar, piezas mínimas, alta confiabilidad. Si el circuito estabilizador actual es más complicado, entonces no es racional ensamblarlo con sus propias manos. Si no eres un radioaficionado, comprar un estabilizador de corriente de conmutación es más fácil y rápido. En el futuro, se puede modificar a los parámetros requeridos. Puede obtener más información en la sección "Módulos listos para usar".

Controlador para 220V

..

Si está interesado en un controlador para un LED de 220v, es mejor pedirlo o comprarlo. Son de dificultad media para fabricar, pero la configuración llevará más tiempo y se requerirá experiencia en configuración.

El controlador 220 LED se puede quitar de las lámparas, accesorios y focos LED defectuosos que tienen un circuito LED defectuoso. Además, se puede modificar casi cualquier controlador existente. Para hacer esto, averigüe el modelo del controlador PWM en el que está ensamblado el convertidor. Normalmente, los parámetros de salida se establecen mediante una resistencia o varias. Mire la hoja de datos para ver cuál debe ser la resistencia para obtener los amperios requeridos.

Si coloca una resistencia ajustable del valor calculado, la cantidad de amperios en la salida será configurable. Simplemente no exceda la potencia nominal que se indicó.

Estabilizador de corriente, circuito

A menudo tengo que mirar a través del surtido en Aliexpress en busca de módulos económicos pero de alta calidad. La diferencia en el costo puede ser de 2 a 3 veces, se necesita tiempo para encontrar el precio mínimo. Pero gracias a esto hago un pedido de 2-3 piezas para pruebas. Compro por revisiones y consultas de fabricantes que compran componentes en China.

En junio de 2016, el módulo universal XL4015 se convirtió en la mejor opción, cuyo precio es de 110 rublos con envío gratuito. Sus características son adecuadas para conectar potentes LED de hasta 100 vatios.

Esquema en modo conductor.

En la versión estándar, la carcasa XL4015 está soldada a la placa, que sirve como disipador. Para mejorar el enfriamiento en la carcasa XL4015, debe colocar un radiador. La mayoría lo pone encima, pero la efectividad de tal instalación es baja. Es mejor colocar el sistema de enfriamiento en la parte inferior de la placa, frente al lugar donde se suelda el microcircuito. Idealmente, es mejor desoldarlo y colocarlo en un radiador de pleno derecho a través de pasta térmica. Lo más probable es que sea necesario alargar las piernas con alambres. Si se requiere un enfriamiento tan serio para el controlador, entonces el diodo Schottky también lo necesitará. También habrá que ponerlo en un radiador. Tal refinamiento aumentará significativamente la confiabilidad de todo el circuito.

En general, los módulos no cuentan con protección contra alimentación incorrecta. Esto los desactiva instantáneamente, tenga cuidado.

LM317

La aplicación (rollo) ni siquiera requiere habilidades y conocimientos de electrónica. La cantidad de elementos externos en los circuitos es mínima, por lo que esta es una opción asequible para cualquier persona. Su precio es muy bajo, sus posibilidades y aplicación han sido probadas y comprobadas en repetidas ocasiones. Solo que requiere una buena refrigeración, este es su principal inconveniente. Lo único que hay que tener en cuenta son los microcircuitos chinos LM317 de baja calidad, que tienen peores parámetros.

Debido a la ausencia de ruido innecesario en la salida, se utilizaron microcircuitos de estabilización lineal para alimentar los DAC Hi-Fi y Hi-End de alta calidad. Para los DAC, la limpieza de energía juega un papel muy importante, por lo que algunos usan baterías para esto.

La potencia máxima para el LM317 es de 1,5 amperios. Para aumentar la cantidad de amperios, puede agregar un transistor de efecto de campo o uno normal al circuito. Será posible obtener hasta 10A en la salida, se establece por baja resistencia. En este esquema, el transistor KT825 asume la carga principal.

Otra forma es poner un análogo con especificaciones más altas en un sistema de enfriamiento más grande.

Estabilizador de corriente ajustable

Como radioaficionado con 20 años de experiencia, estoy satisfecho con la gama de bloques y módulos confeccionados a la venta. Ahora puede ensamblar cualquier dispositivo a partir de bloques prefabricados en un tiempo mínimo.

Empecé a perder la confianza en los productos chinos después de ver en el "Tank Biathlon" cómo al mejor tanque chino se le caía una rueda.

Las tiendas en línea chinas se han convertido en el líder en la gama de fuentes de alimentación, convertidores de corriente DC-DC, controladores. En su venta gratuita, puede encontrar casi cualquier módulo, si se ve mejor, entonces los muy especializados. Por ejemplo, por 10 000 mil rublos, puede ensamblar un espectrómetro por valor de 100 000 rublos. Donde el 90% del precio es un margen de beneficio para una marca y un software chino ligeramente modificado.

El precio comienza desde 35 rublos. para un convertidor de voltaje CC-CC, el controlador es más caro y tiene dos resistencias de corte en lugar de una.

Para un uso más versátil, es mejor un controlador ajustable. La principal diferencia es la instalación de una resistencia variable en el circuito que establece los amperios de salida. Estas características se pueden indicar en circuitos de conmutación típicos en las especificaciones del microcircuito, hoja de datos, hoja de datos.

Los puntos débiles de dichos controladores son el calentamiento del inductor y el diodo Schottky. Dependiendo del modelo de controlador PWM, pueden soportar de 1A a 3A sin enfriamiento adicional del microcircuito. Si está por encima de 3A, se requiere el enfriamiento del PWM y un potente diodo Schottky. El inductor se rebobina con un cable más grueso o se reemplaza por uno adecuado.

La eficiencia depende del modo de funcionamiento, la diferencia de voltaje entre la entrada y la salida. Cuanto mayor sea la eficiencia, menor será el calentamiento del estabilizador.

Precios en China

El costo es muy bajo teniendo en cuenta que el envío está incluido en el precio. Solía ​​​​pensar que debido a los productos por 30-50 rublos, los chinos ni siquiera se ensuciarán, mucho trabajo con bajos ingresos. Pero como ha demostrado la práctica, estaba equivocado. Cualquier tontería de un centavo que empaquetan y envían. Viene en el 98% de los casos, y llevo más de 7 años comprando en Aliexpress y por grandes cantidades, probablemente ya alrededor de 1 millón de rublos.

Por lo tanto, hago un pedido por adelantado, generalmente 2-3 piezas del mismo nombre. Venta innecesaria en un foro local o Avito, todo se vende como pan caliente.

A pesar de los problemas objetivos con la introducción de la iluminación LED, cada vez más empresas se dedican al desarrollo y producción de dispositivos de iluminación de semiconductores. La empresa científica y de producción "Plazmaininform" ingresó a este mercado en 2010 y actualmente se posiciona como desarrollador y fabricante en serie de fuentes de corriente para lámparas LED.

Las fuentes de alimentación (PS) de los LED son la parte más importante de una lámpara de semiconductores, lo que determina en gran medida el funcionamiento, el rendimiento de iluminación y la confiabilidad del dispositivo de iluminación. Para las empresas involucradas en el diseño e instalación de sistemas de iluminación, además del flujo luminoso y la temperatura de color, también son importantes otras características como la seguridad eléctrica, la eficiencia, el factor de potencia, el factor de ondulación del flujo luminoso, la compatibilidad electromagnética y el costo. Como resultado de la cooperación entre Plazmaininform SPC y una serie de empresas que desarrollan y fabrican dispositivos de iluminación, nacieron fuentes de corriente de tipo abierto y se pusieron en producción en masa, proporcionando energía eléctrica de 15, 20, 30, 35, 50 y 100 W.

Un análisis de IP para lámparas LED producido por varias empresas muestra que el circuito de las fuentes de corriente está determinado por la potencia de salida requerida de la lámpara: si es inferior a 60 W, entonces un corrector de factor de potencia flyback (PFC) generalmente se selecciona con estabilización de corriente de salida. A una potencia de salida más alta, se utilizan un PFC separado y un convertidor separado con estabilización de corriente de salida y aislamiento galvánico de entrada/salida, realizados de acuerdo con el circuito de tipo LLC flyback, forward o resonante. Los convertidores sin aislamiento galvánico (tipo reductor, SEPIC, etc.) desde el punto de vista de garantizar la seguridad durante el funcionamiento de las lámparas LED, no se utilizan ampliamente.

Durante el desarrollo, se prestó gran atención a parámetros como la ondulación de la corriente de salida, la compatibilidad electromagnética (EMC) y el costo. La elección de las pulsaciones de corriente de salida está determinada por los requisitos para las pulsaciones de flujo luminoso, que están regulados por estándares y ascienden al 10-20% para lámparas de uso general y al 5-10% para lámparas de mesa durante un trabajo prolongado en una computadora. Para las farolas, la pulsación del flujo luminoso no está regulada y debe configurarse para cada aplicación específica.

Teniendo en cuenta que las luminarias se pueden conectar a redes eléctricas de longitud suficientemente grande, a las que se pueden conectar equipos de alta corriente, las fuentes de alimentación deben soportar la tensión de prueba de 1,5 kV cable a cable y cable a caja. , así como sobretensiones y caídas de impulsos de nanosegundos y microsegundos con una amplitud de hasta 1,0 kV. Además, a las mismas redes eléctricas se pueden conectar televisores, receptores y otros equipos susceptibles de sufrir interferencias. Por lo tanto, es necesario asegurarse de que la propiedad intelectual cumpla con los siguientes estándares EMC principales: GOST R 51318.15-99, GOST R 51514-99, GOST R 51317.3.2.2006 (secciones 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.

Las fuentes PSL (Power Supply Led) se fabrican según el esquema de un corrector de factor de potencia flyback con estabilización de corriente de salida y limitación de tensión. Un diagrama de bloques típico se muestra en la fig. 1. La base del convertidor es el controlador PFC, que controla el interruptor de alimentación y proporciona un factor de potencia superior a 0,9. Los oscilogramas de la tensión y corriente de entrada, así como los valores efectivos y límite de los armónicos de corriente de la fuente PSL50 se muestran en la fig. 2 y 3. El filtro EMC garantiza la compatibilidad electromagnética de acuerdo con los estándares de las luminarias.

Arroz. uno. Diagrama de bloque fuente

Arroz. 2. Formas de onda de tensión y corriente de entrada del PSL50

Arroz. 3. RMS y límites armónicos de corriente de entrada PSL50

Como ejemplo, la Tabla 1 muestra el nivel de interferencia de radio en los terminales de red del PSL50 en el rango de frecuencia de 0,009 a 30 MHz (valores casi pico).

Tabla 1 . Nivel de interferencia de radio PSL50

Frecuencia, MHz valor de voltaje
interferencia de radio, dB (μV)
Medido Permisible
(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 al nivel
ruido		 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

El filtro de salida proporciona el nivel requerido de ondulación de la corriente de salida y, en consecuencia, la ondulación del flujo luminoso. En la fig. 4–7.

Arroz. 4. Ondulación de la corriente de salida a carga nominal. Capacitancia del filtro 300uF (10mV corresponde a 100mA)

Arroz. 5. Ondulación del voltaje de salida a carga nominal. Capacitancia del filtro 300uF (DC 120V)

Arroz. 6. Ondulación de la corriente de salida a carga nominal. Capacitancia del filtro 500uF (10mV corresponde a 100mA)

Arroz. 7. Ondulación del voltaje de salida a carga nominal. Capacitancia del filtro 500uF (DC 120V)

Los oscilogramas muestran que un aumento de la capacidad de salida en un 60% reduce a la mitad el rizado de corriente y, en consecuencia, reduce el rizado del flujo luminoso, ya que la relación entre ellos es casi lineal. Cuando se encienden, las fuentes proporcionan un suministro de voltaje uniforme durante 50 ms. La forma de la tensión de salida al inicio del PSL50 se muestra en la fig. ocho.

Arroz. ocho. Voltaje de salida de PSL50 al encender

El amplificador de señal de error (USO) para corriente proporciona la formación de una señal de error, manteniendo la corriente a través de los LED en un nivel determinado. El voltaje USO limita el voltaje de salida en reposo. La unidad de aislamiento galvánico está diseñada para transmitir una señal de error al controlador, al circuito primario. El amortiguador limita el aumento de voltaje en el drenaje del interruptor de alimentación, lo que permite el uso de un transistor de voltaje más bajo y más económico.

La fuente es alimentada por una red de corriente alterna. El aislamiento galvánico de los circuitos de entrada y salida entre ellos y la carcasa resiste 1,5 kV y garantiza un funcionamiento seguro. Las fuentes cumplen con los estándares nacionales e internacionales con respecto a EMC. Hay una protección incorporada contra cortocircuitos en la salida, se proporciona una operación de ralentí. Las principales características técnicas de las fuentes se dan en la Tabla 2.

Tabla 2 . Opciones de fuente de alimentación

Nombre del parámetro Tipo de fuente
PSL15 PSL20 PSL30 PSL35 PSL50 PSL100
Tensión de alimentación 176-264 V, 50/60 Hz
Potencia máxima, W 20 20 20 20 20 20
Rango de tensión de salida, V 24–32 36–48 44–50 25–38 100–144 200–300
Corriente de salida, mA 500±30 360±20 600±20 900±30 360±20 370±20
Inestabilidad de la corriente de salida, %
(no más)		 5 5 5 5 5 5
Ondulación de la corriente de salida, %
(no más)		 20 20 20 20 10 10
Eficiencia, %
(al menos)		 85 85 85 85 90 90
Factor de potencia, %
(al menos)		 90 90 90 90 97 95
Temperatura de funcionamiento, °C –25…+65 0…+40 0…+40 0…+40 0…+40 –45…+60
Recurso promedio, h 50 000
Dimensiones totales, mm (no más) 135×40×25 145×30×25 145×30×25 145×30×25 160×33×25 180×40×36
Peso, g (no más) 100 100 100 100 110 160

La apariencia de PSL15, PSL35, PSL50 y PSL100 se muestra en la fig. 9–12, respectivamente. Las fuentes PSL20 y PSL30 tienen un diseño similar al PSL35.

Arroz. nueve. Fuente PSL15

Arroz. diez. Fuente PSL35

Arroz. once. Fuente PSL50

Arroz. 12 Fuente PSL100

Para diseños especiales de luminarias, se ha desarrollado una fuente de corriente no aislada de red económica con una potencia de 9 W (PSL9). Es un convertidor reductor con corrección pasiva del factor de potencia. El diagrama fuente se muestra en la fig. 13, apariencia - en la fig. 14. La base de la fuente es el chip controlador HV9910. Cadena С1–VD2–VD3–VD4–C2 - caja registradora pasiva. La corriente de salida se establece mediante las resistencias R4, R5, R6. C3 es el condensador del filtro de salida. Los parámetros de la fuente PSL9 se muestran en la Tabla 3.

Arroz. trece. Esquema PSL9

Arroz. catorce. Fuente PSL9

Tabla 3 . Opciones de fuente de PSL9

Tensión de alimentación 176-264 V, 50/60 Hz
Eficiencia, % (no menos de) 80
Factor de potencia, % (no menos de) 84
Tensión mínima de funcionamiento de salida, V 20
Tensión máxima de funcionamiento de salida, V 32
Tensión máxima de circuito abierto, V 350
Corriente de salida estabilizada, mA 350±10
Inestabilidad de la corriente de salida, % (no más) 5
Ondulación de la corriente de salida, % (no más) 15
Dimensiones totales (L×W×H), mm 45×33×25
Rango de temperatura de funcionamiento, °C 0…+40

Las luminarias, en cuyo diseño se utilizan PSL9, PSL15, PSL30, PSL100, se encuentran en operación de prueba. Las luminarias con PSL20, PSL35 y PSL50 se fabrican en masa.

El esquema elegido para la construcción de las fuentes de energía permite modificar el diseño sin mayor costo para obtener otros valores de voltaje y corriente de salida dentro de la potencia declarada, proporcionando energía a las luminarias con un esquema diferente de encendido de LED.

Hasta la fecha, existen cientos de variedades de LED que difieren en apariencia, color de brillo y parámetros eléctricos. Pero todos ellos están unidos por un principio de funcionamiento común, lo que significa que los circuitos para conectar a un circuito eléctrico también se basan en principios generales. Es suficiente entender cómo conectar un indicador LED, para luego aprender a dibujar y calcular cualquier circuito.

asignación de pines LED

Antes de proceder a considerar el problema de la conexión correcta del LED, debe aprender a determinar su polaridad. La mayoría de las veces, los indicadores LED tienen dos salidas: un ánodo y un cátodo. Con mucha menos frecuencia, en un caso con un diámetro de 5 mm, hay instancias que tienen 3 o 4 cables para la conexión. Pero también es fácil averiguar su pinout.

Los LED SMD pueden tener 4 salidas (2 ánodos y 2 cátodos), lo que se debe a la tecnología de su producción. Las conclusiones tercera y cuarta pueden no usarse eléctricamente, pero usarse como un disipador de calor adicional. El pinout que se muestra no es un estándar. Para calcular la polaridad, es mejor mirar primero la hoja de datos y luego confirmar lo que ve con un multímetro. Puede determinar visualmente la polaridad de un LED SMD con dos cables mediante un corte. El corte (llave) en una de las esquinas de la carcasa siempre se encuentra más cerca del cátodo (menos).

El diagrama de cableado LED más simple.

No hay nada más fácil que conectar un LED a una fuente de voltaje constante de bajo voltaje. Puede ser una batería, una batería recargable o una fuente de alimentación de bajo consumo. Es mejor si el voltaje es de al menos 5 V y no más de 24 V. Dicha conexión será segura y para su implementación solo necesitará 1 elemento adicional: una resistencia de baja potencia. Su tarea es limitar la corriente que fluye a través de la unión p-n a un nivel que no supere el valor nominal. Para hacer esto, la resistencia siempre se instala en serie con el diodo emisor.

Siempre respete la polaridad cuando conecte un LED a una fuente de voltaje (corriente) constante.

Si la resistencia se excluye del circuito, la corriente en el circuito estará limitada solo por la resistencia interna de la fuente EMF, que es muy pequeña. El resultado de tal conexión será una falla instantánea del cristal radiante.

Cálculo de resistencia limitante

Al observar la característica de voltaje de corriente del LED, queda claro cuán importante es no cometer un error al calcular la resistencia limitadora. Incluso un pequeño aumento en la corriente nominal provocará un sobrecalentamiento del cristal y, como resultado, una disminución de la vida útil. La elección de una resistencia se realiza en función de dos parámetros: resistencia y potencia. La resistencia se calcula mediante la fórmula:

  • U – tensión de alimentación, V;
  • U LED: caída de voltaje directo en el LED (valor de pasaporte), V;
  • I - corriente nominal (valor de pasaporte), A.

El resultado obtenido se debe redondear al valor más cercano de la serie E24 hacia arriba, y luego calcular la potencia que tendrá que disipar la resistencia:

R es la resistencia del resistor aceptado para la instalación, Ohm.

En el artículo se puede encontrar información más detallada sobre los cálculos con ejemplos prácticos. Y aquellos que no quieran sumergirse en los matices pueden calcular rápidamente los parámetros de la resistencia usando una calculadora en línea.

Encendido de los LED desde la fuente de alimentación

Estamos hablando de fuentes de alimentación (PSU) que funcionan con CA de 220 V. Pero incluso ellas pueden diferir mucho entre sí en los parámetros de salida. Puede ser:

  • fuentes de tensión alterna, dentro de las cuales solo hay un transformador reductor;
  • fuentes de voltaje directo no estabilizado (PSV);
  • IBP estabilizados;
  • Fuentes de corriente constante estabilizada (controladores LED).

Puede conectar un LED a cualquiera de ellos complementando el circuito con los elementos de radio necesarios. En la mayoría de los casos, se utilizan como fuente de alimentación PSI estabilizados de 5 V o 12 V. Este tipo de PSU implica que con posibles fluctuaciones en el voltaje de la red, así como con un cambio en la corriente de carga en un rango dado, el voltaje de salida Sin cambio. Esta ventaja le permite conectar LED a la fuente de alimentación usando solo resistencias. Y es precisamente este principio de conexión el que se implementa en los circuitos con indicadores LED.
Los LED potentes deben conectarse a través de un estabilizador de corriente (controlador). A pesar de su mayor costo, esta es la única forma de garantizar un brillo estable y un funcionamiento a largo plazo, así como evitar el reemplazo prematuro de un costoso elemento emisor de luz. Tal conexión no requiere una resistencia adicional, y el LED se conecta directamente a la salida del controlador, sujeto a la condición:

  • I conductor - conductor actual según el pasaporte, A;
  • I LED - corriente nominal del LED, A.

Si no se cumple la condición, el LED conectado se quemará debido a una sobrecorriente.

Conexión en serie

No es difícil ensamblar un circuito de trabajo en un solo LED. Otra cosa es cuando hay varios de ellos. ¿Cómo conectar 2, 3 ... N LED correctamente? Para hacer esto, debe aprender a calcular esquemas de conmutación más complejos. Un circuito en cadena es un circuito de varios LED, en el que el cátodo del primer LED está conectado al ánodo del segundo, el cátodo del segundo al ánodo del tercero, y así sucesivamente. Una corriente de la misma magnitud fluye a través de todos los elementos del circuito:

Y las caídas de tensión se resumen:

En base a esto, podemos sacar las siguientes conclusiones:

  • es recomendable combinar en un circuito en serie solo LED con la misma corriente de funcionamiento;
  • si un LED falla, el circuito se abrirá;
  • El número de LED está limitado por el voltaje de la fuente de alimentación.

Coneccion paralela

Si es necesario encender varios LED desde una fuente de alimentación con un voltaje de, por ejemplo, 5 V, deberán conectarse en paralelo. En este caso, en serie con cada LED, debe colocar una resistencia. Las fórmulas para el cálculo de corrientes y tensiones tendrán la siguiente forma:

Por lo tanto, la suma de las corrientes en cada rama no debe exceder la corriente máxima permitida de la fuente de alimentación. Al conectar el mismo tipo de LED en paralelo, basta con calcular los parámetros de una resistencia, y el resto tendrá el mismo valor.

Todas las reglas para la conexión en serie y en paralelo, ejemplos ilustrativos, así como información sobre cómo no encender los LED se pueden encontrar en.

inclusión mixta

Habiendo tratado los esquemas de conexión en serie y en paralelo, es hora de combinar. En la figura se muestra una de las opciones para la conexión combinada de LED.

Por cierto, así es como se organiza cada tira de LED.

Inclusión en la red de corriente alterna

No siempre es aconsejable conectar LED desde una fuente de alimentación. Especialmente cuando se trata de la necesidad de hacer un interruptor de luz de fondo o un indicador de la presencia de voltaje en la regleta. Para tales fines, bastará con ensamblar uno de los simples. Por ejemplo, un circuito con una resistencia limitadora de corriente y un diodo rectificador que protege el LED del voltaje inverso. La resistencia y la potencia del resistor se calculan utilizando una fórmula simplificada, despreciando la caída de voltaje en el LED y el diodo, ya que es 2 órdenes de magnitud menor que el voltaje de la red:

Debido a la disipación de alta potencia (2-5 W), la resistencia a menudo se reemplaza con un condensador no polar. Trabajando en corriente alterna, "extingue" el exceso de voltaje y casi no se calienta.

Conexión de LED intermitentes y multicolores

Externamente, los LED parpadeantes no son diferentes de los análogos convencionales y pueden parpadear en uno, dos o tres colores según el algoritmo especificado por el fabricante. La diferencia interna consiste en la presencia de otro sustrato debajo de la caja, en el que se encuentra el generador de impulsos integrado. La corriente nominal de funcionamiento, por regla general, no supera los 20 mA, y la caída de tensión puede variar de 3 a 14 V. Por lo tanto, antes de conectar un LED intermitente, debe familiarizarse con sus características. Si no están allí, puede averiguar los parámetros experimentalmente conectándose a una fuente de alimentación ajustable de 5-15 V a través de una resistencia de 51-100 ohmios.

En el caso del multicolor hay 3 cristales independientes de color verde, rojo y azul. Por lo tanto, al calcular los valores de la resistencia, debe recordarse que cada color del brillo corresponde a su propia caída de voltaje.

Una vez más sobre tres puntos importantes.

  1. La corriente nominal directa es el parámetro principal de cualquier LED. Al subestimarlo, perdemos brillo y al sobreestimarlo, reducimos drásticamente la vida útil. Por lo tanto, la mejor fuente de alimentación es un controlador de LED, cuando se conecta a la que siempre fluirá una corriente constante de la cantidad deseada a través del LED.
  2. El voltaje dado en la hoja de datos al LED no es decisivo y solo indica cuántos voltios caerán en la unión p-n cuando fluya la corriente nominal. Su valor debe ser conocido para poder calcular correctamente la resistencia de la resistencia si el LED está alimentado por una fuente de alimentación convencional.
  3. Para conectar LED de alta potencia, es importante no solo una fuente de alimentación confiable, sino también un sistema de enfriamiento de alta calidad. La instalación de LED con un consumo de energía de más de 0,5 W en un radiador garantizará su funcionamiento estable y a largo plazo.

Leer también