Изготовление дверей

Драйвер 12в для светодиодной ленты


Драйвер для светодиодов: что это такое, как выбрать и подключить

Светодиоды, в последние годы серьезно потеснившие все остальные источники света, сегодня можно встретить повсеместно. Они используются в квартирах и офисах, освещают улицы, украшают здания и интерьеры. Но для правильной работы полупроводникового источника света необходим качественный и надежный драйвер для светодиодов. Сегодня мы поговорим об этом исключительно важном узле и разберемся, почему этот драйвер так необходим, как он работает, и даже попытаемся сделать led driver своими руками.

Что такое драйвер и зачем он нужен

Если заглянуть в англо-русский словарь, то можно узнать, что драйвер – это буквально «водитель» (driver – водитель, англ.). Откуда такое странное название и что он водит? Для того чтобы в этом разобраться, немного отвлечемся и поговорим о светодиодах.

Светодиод (led) – полупроводниковый прибор, способный излучать свет под воздействием приложенного к нему напряжения. Причем для правильной работы полупроводника напряжение, обеспечивающее оптимальный ток через кристалл, должно быть постоянным и строго стабилизированным. Особенно это касается мощных светодиодов, которые крайне критически относятся к всевозможным перепадам и скачкам питающего тока. Стоит питанию диода чуть снизиться, как упадет ток и, как следствие, уменьшится светоотдача. При малейшем превышении нормальной величины тока полупроводник мгновенно перегревается и сгорает.

Основное назначение драйвера – обеспечить светоизлучающий диод необходимым для его нормальной работы током. Таким образом, led драйвер – это, по сути, блок питания для светодиодов, их «водитель», обеспечивающий длительную и качественную работу полупроводникового осветителя.

Ты не встретишь ни одного осветительного прибора, имеющего в своем составе мощный светодиод, который бы не имел драйвера. Поэтому так важно разобраться, какими бывают драйверы, как они работают и какими характеристиками должны обладать. к содержанию ↑

Виды светодиодных драйверов

Все драйверы для светодиодов можно разделить по принципу стабилизации тока. На сегодняшний день таких принципов два:

Линейный стабилизатор

Предположим, в нашем распоряжении мощный светодиод, который нужно зажечь. Соберем простейшую схему:

Схема, поясняющая линейный принцип регулировки тока

Выставляем резистором R, выполняющим роль ограничителя, нужное значение тока – светодиод горит. Еcли напряжение питания изменилось (к примеру, батарея садится), поворачиваем движок резистора и восстанавливаем необходимый ток. Если увеличилось, то таким же образом ток уменьшаем. Именно это и делает простейший линейный стабилизатор: следит за током через светодиод и при необходимости «крутит ручку» резистора. Только делает он это очень быстро, успевая реагировать на малейшее отклонение тока от заданной величины. Конечно, никакой ручки у драйвера нет, ее роль выполняет транзистор, но суть пояснения от этого не меняется.

В чем недостаток линейной схемы стабилизатора тока? Дело в том, что через регулирующий элемент тоже течет ток и бесполезно рассеивает мощность, которая просто греет воздух. Причем чем входное напряжение больше, тем выше потери. Для светодиодов с небольшим рабочим током такая схема годится и успешно используется, но мощные полупроводники линейным драйвером питать себе дороже: драйверы могут съедать больше энергии, чем сам осветитель.

К преимуществам такой схемы питания можно отнести относительную простоту схемотехники и невысокую стоимость драйвера, сочетающуюся с высокой надежностью.

Линейный драйвер для питания светодиода в карманном фонаре 

Импульсная стабилизация

Перед нами тот же светодиод, но схему питания соберем несколько иную:

Схема, поясняющая принцип работы широтно-импульсного стабилизатора

Теперь вместо резистора у нас кнопка КН и добавлен накопительный конденсатор С. Подаем напряжение на схему и нажимаем кнопку. Конденсатор начинает заряжаться, и при достижении на нем рабочего напряжения светодиод загорается. Если продолжать держать кнопку нажатой, то ток превысит допустимую величину, и полупроводник сгорит. Отпускаем кнопку. Конденсатор продолжает питать светодиод и постепенно разряжается. Как только ток опустится ниже допустимого для светодиода значения, снова нажимаем кнопку, подпитывая конденсатор.

Вот так сидим и периодически жмем кнопку, поддерживая нормальный режим работы светодиода. Чем выше питающее напряжение, тем нажатия будут короче. Чем напряжение ниже, тем кнопку придется держать нажатой дольше. Это и есть принцип широтно-импульсной модуляции. Драйвер следит за током через светодиод и управляет ключом, собранным на транзисторе или тиристоре. Делает он это очень быстро (десятки и даже сотни тысяч нажатий в секунду).

С первого взгляда работа утомительная и сложная, но только не для электронной схемы. Зато КПД импульсного стабилизатора может достигать 95%. Даже при питании сверхмощных светодиодных прожекторов потери энергии минимальны, а ключевые элементы драйвера не требуют мощных теплоотводов. Конечно, импульсные стабилизаторы несколько сложнее по конструкции и дороже, но все это окупается высокой производительностью, исключительным качеством стабилизации тока и отличными массогабаритными показателями.

Этот импульсный драйвер способен выдать ток до 3 А безо всяких радиаторов  к содержанию ↑

Как подобрать драйвер для светодиодов

Разобравшись с принципом работы led driver, осталось научиться их правильно выбирать. Если ты не забыл основ электротехники, полученных в школе, то дело это нехитрое. Перечислим основные характеристики преобразователя для светодиодов, которые будут участвовать в выборе:

  • входное напряжение;
  • выходное напряжение;
  • выходной ток;
  • выходная мощность;
  • степень защиты от окружающей среды.

Прежде всего, необходимо решить, от какого источника будет питаться твой светодиодный светильник. Это может быть сеть 220 В, бортовая сеть автомобиля или любой другой источник как переменного, так и постоянного тока. Первое требование: то напряжение, которое ты будешь использовать, должно укладываться в диапазон, указанный в паспорте на драйвер в графе «входное напряжение». Кроме величины, нужно учесть и род тока: постоянный или переменный. Ведь в розетке, к примеру, ток переменный, а в автомобиле – постоянный. Первый принято обозначать аббревиатурой АС, второй DC. Почти всегда эту информацию можно увидеть и на корпусе самого прибора.

Этот драйвер рассчитан для работы от сети переменного тока напряжением от 100 до 265 В

Далее переходим к выходным параметрам. Предположим, у тебя есть три светодиода на рабочее напряжение 3.3 В и ток 300 мА каждый (указано в сопроводительной документации). Ты решил сделать настольную лампу, схема соединения диодов последовательная. Складываем рабочие напряжения всех полупроводников, получаем падение напряжения на всей цепочке: 3.3 * 3 = 9.9 В. Ток при таком соединении остается тем же – 300 мА. Значит, тебе нужен драйвер с выходным напряжением 9.9 В, обеспечивающий стабилизацию тока на уровне 300 мА.

Важно! Все полупроводники, работающие от одного драйвера, должны быть однотипными и желательно из одной партии. В противном случае, неизбежен разброс параметров светодиодов, в результате которого один из них будет светить вполнакала, а второй быстро сгорит.

Конечно, именно на это напряжение прибор найти не удастся, но это и не нужно. Все драйверы рассчитаны не на конкретное напряжение, а на некоторый диапазон. Твоя задача – уложить свое значение в этот диапазон. А вот выходной ток должен точно соответствовать 300 мА. В крайнем случае он может быть несколько меньше (лампа будет светить не так ярко), но никогда не больше. Иначе твоя самоделка сгорит сразу либо через месяц.

Идем дальше. Выясняем, какой мощности драйвер нам нужен. Этот параметр должен как минимум совпадать с потребляемой мощностью нашей будущей лампы, а лучше превышать это значение на 10-20%. Как рассчитать мощность нашей «гирлянды» из трех светодиодов? Вспоминаем: электрическая мощность нагрузки – это ток, идущий через нее, умноженный на приложенное напряжение. Берем калькулятор и перемножаем общее рабочее напряжение всех светодиодов на ток, предварительно переведя последний в амперы: 9.9 * 0.3 = 2.97 Вт.

Последний штрих. Конструктивное исполнение. Прибор может быть как в корпусе, так и без него. Первый, естественно, боится пыли и влаги, и в плане электробезопасности он не лучший вариант. Если ты решил встроить драйвер в лампу, корпус которой является хорошей защитой от окружающей среды, тогда подойдет. Но если корпус лампы имеет кучу вентиляционных отверстий (светодиоды должны охлаждаться), а само устройство будет стоять в гараже, то лучше выбрать источник питания в собственном корпусе.

Итак, нам нужен светодиодный драйвер со следующими характеристиками:

  • питающее напряжение — сеть 220 В переменного тока;
  • выходное напряжение – 9.9 В;
  • выходной ток – 300 мА;
  • выходная мощность — не менее 3 Вт;
  • корпус — пылевлагозащитный.

Отправляемся в магазин и смотрим. Вот он:

Драйвер для питания светодиодов

Причем не просто подходящий, а идеально соответствующий запросам. Слегка пониженный выходной ток продлит жизнь светодиодов, но на яркости их свечения это абсолютно никак не отразится. Потребляемая мощность упадет до 2.7 Вт – будет запас мощности драйвера.

Если у тебя очень большое количество светодиодов, то при последовательном включении их общее напряжение может превысить максимально возможное для существующих драйверов. В этом случае обратись к разделу Схема подключения драйвера к светодиодам, который находится в конце этой статьи. к содержанию ↑

В чем отличия между драйвером для светодиодов и блоком питания для LED ленты

Бытует мнение, что блоки питания для светодиодных лент — нечто другое, чем обычный led драйвер. Попробуем прояснить этот вопрос, а заодно научимся правильно выбирать драйвер для светодиодной ленты. Светодиодная лента – это гибкая подложка, на которой расположены все те же светодиоды. Они могут стоять в 2, 3, 4 ряда, это не так важно. Важнее разобраться, как они соединены между собой.

Все полупроводники на ленте разбиты на группы по 3 светодиода, соединенных последовательно через токоограничивающий резистор. Все группы, в свою очередь, соединены параллельно:

Электрическая схема одной секции (слева) и всей светодиодной ленты 

Лента продается в бобинах обычно длиной по 5 м и рассчитана на рабочее напряжение 12 или 24 В. В последнем случае в каждой группе будет не 3, а 6 светодиодов. Предположим, ты купил ленту на 12 В с удельной потребляемой мощностью 14 Вт/м. Таким образом, общая мощность, потребляемая всей бобиной, составит 14 * 5 = 70 Вт. Если тебе не нужна такая длинная, ты можешь отрезать ненужную часть с условием, что будешь резать ее между секциями. Например, ты отрезал половину. Какие характеристики при этом изменятся? Только потребляемая мощность: она уменьшится вдвое.

Важно! Не забывай, что разрезать светодиодную ленту можно только между секциями по 3 светодиода (для 24-х вольтовой их будет 6), которые хорошо видны. На рисунке ниже я пометил их стрелками.Места разделения секций хорошо видны и даже помечены пиктограммами ножниц 

Надо ли ограничивать и стабилизировать ток через обычный светодиод? Безусловно, иначе он сгорит. Но мы совсем забыли о резисторе, установленном в каждой секции ленты. Он служит для ограничения тока и подобран таким образом, что при подаче на секцию ровно 12-ти вольт ток через светодиоды будет оптимальным. В задачу драйвера светодиодной ленты входит удержание питающего напряжение строго на уровне 12 В. Все остальное берет на себя токоограничивающий резистор.

Таким образом, главное отличие блока питания led ленты от обычного led драйвера – четко фиксированное выходное напряжение 12 или 24 В. Здесь уже не получится использовать обычный драйвер с выходным напряжением, скажем, от 9 до 14 В.

Остальные критерии выбора блока питания для светодиодной ленты следующие:

  • входное напряжение. Методика выбора та же, что и для обычного драйвера: прибор должен быть рассчитан на то входное напряжение и тот род тока, которым ты будешь питать светодиодную ленту;
  • выходная мощность. Мощность блока питания должна быть минимум на 10% выше мощности ленты. При этом слишком большой запас брать не стоит: снижается КПД всей конструкции;
  • класс защиты от окружающей среды. Методика та же, что и для светодиодного драйвера (см. выше): в прибор не должны попадать пыль и влага.

Драйвер для светодиодной ленты – не что иное, как высококачественный, но обычный стабилизатор напряжения. Он выдает строго фиксированное напряжение, но абсолютно не следит за выходным током. При желании и для эксперимента вместо него ты можешь использовать, к примеру, блок питания от ПК (шина 12 В). Яркость и долговечность ленты от этого не пострадают.

к содержанию ↑

Схема подключения драйвера к светодиодам

Подключить драйвер к светодиодам просто, с этим справится каждый. Вся маркировка нанесена на его корпус. На входные провода (INPUT) подаешь входное напряжение, к выходным (OUTPUT) подключаешь линейку светодиодов. Единственно, необходимо соблюдать полярность, и на этом я остановлюсь подробнее.

Полярность входа (INPUT)

Если питающее драйвер напряжение постоянное, то вывод, помеченный знаком «+» необходимо подключить к положительному полюсу источника питания. Если напряжение переменное, то обрати внимание на маркировку входных проводов. Возможны следующие варианты:

  1. Маркировка «L» и «N»: на вывод «L» нужно подать фазу (находится при помощи индикаторной отвертки), на вывод «N» — ноль.
  2. Маркировка «~», «АС» или отсутствует: полярность соблюдать не нужно.

Полярность выхода (OUTPUT)

Здесь полярность соблюдается всегда! Плюсовой провод подключается к аноду первого светодиода, минусовой — к катоду последнего. Сами светодиоды соединяются между собой: анод последующего к катоду предыдущего.

Схема подключения драйвера к гирлянде из трех последовательно включенных светодиодов 

Если у тебя очень много светодиодов (скажем, 12 шт.), то их придется разбить на несколько одинаковых групп, а эти группы соединить параллельно. При этом учти, что общая потребляемая светильником мощность составит сумму мощностей всех групп, а рабочее напряжение будет соответствовать напряжению одной группы.

При таком способе подключения токи всех четырех групп светодиодов складываются к содержанию ↑

 Линейный драйвер для светодиодов своими руками

С теорией закончим, перейдем к практике и попробуем собрать линейный драйвер своими руками. Проще всего эту задачу решить при помощи широко распространенного интегрального стабилизатора КР142ЕН12А (его импортный аналог — LM317). Найти его можно в любом соответствующем магазине, и стоит он в районе 20 рублей. Необходимые материалы и инструменты: паяльник, тестер и провода.

Эта микросхема рассчитана на входное напряжение до 40 В, выдерживает ток до 1.5 А и, главное, имеет встроенную защиту от перегрузки, короткого замыкания и перегрева. Правда, это стабилизатор напряжения, а драйвер должен стабилизировать ток. Но мы этот вопрос решим, чуть изменив типовую схему включения микросхемы.

Универсальный драйвер для светодиодов на интегральном стабилизаторе

Здесь микросхема применяется в роли регулирующего элемента, стабилизирующего ток на заданном уровне. Какой величины этот ток будет? Все зависит от сопротивления резистора R1, номинал которого рассчитывается по простой формуле: R = 1.2/I, где:

  • R – сопротивление в омах;
  • I – необходимый ток в амперах.

Давай попробуем построить драйвер для тех светодиодов, из которых мы делали настольную лампу в начале статьи. Итак, нам нужен драйвер, на напряжение 9.9 В выдающий стабилизированный ток 300 мА. Делаем расчет номинала резистора R1: 1.2/0.3= 4 Ом. Поскольку резистор стоит в токовой цепи, мощность его выбираем не менее 4 Вт.

Здесь отлично подойдут резисторы, используемые практически во всех телевизорах в качестве гасящих по питанию (такие лежат в любом магазине). Они имеют мощность 2 Вт и сопротивление 1-2 Ом. Если резисторы одноомные, то их понадобится 4 шт, если двухомные – 2 шт. Соединяем их последовательно, чтобы сопротивления сложились.

Крепим микросхему на небольшой радиатор и подключаем к выходу нашего драйвера цепочку из трех последовательно соединенных светодиодов, соблюдая полярность. Можно включать. Но куда? Какое входное напряжение у этого драйвера? Вот тут начинается самое интересное. Напряжение на входе должно быть минимум на 2-3 вольта больше того, что необходимо светодиодам, но не более 40 В – больше микросхема не выдержит.

В нашем конкретном случае светодиодам нужно 9.9 В. Значит, на вход можно подать постоянное напряжение величиной от 12 до 40 В. Причем напряжение это может быть нестабилизированное. Подойдет автомобильный аккумулятор, блок питания ноутбука или ПК, понижающий трансформатор с диодным мостом. Подключаем, соблюдая полярность, и наш фонарь готов!

А как же с выходным напряжением? Об этом не нужно беспокоиться. Как только драйвер стабилизирует ток на заданном уровне, нужное напряжение на светодиодах установится без нашей помощи. Кто не верит, берет тестер и измеряет.

Вот и закончилась наша беседа о led драйверах. Надеюсь, теперь ты не только знаешь, как работает этот важный узел, но и сможешь его правильно выбрать, подключить, а при необходимости даже собрать своими руками.

Следующая

lampaexpert.ru

Драйвер для светодиодной ленты: назначение, устройство, виды, характеристики и рассчет

Светодиодное освещение получило большую популярность. Среди осветительных приборов данного класса очень удобна светодиодная лента – за счет легкости ее монтажа. Для обеспечения стабильного электропитания нужен преобразователь напряжения – драйвер для светодиодной ленты. Так называемый led driver гарантирует пользователю качество свечения и долговечность работы светодиодов.

Назначение и принцип работы

Драйвер для светодиода – это электронное устройство, стабилизированный импульсный преобразователь. Функциональное назначение заключается в стабилизации тока, поступающего к led-лампе. Именно тока, в отличие от блока питания, стабилизирующего напряжение. На сегодняшний день блоки питания также называют драйверами для светодиодов, основное условие – устойчивые параметры питания постоянным током.

Блок питания трансформирует переменное напряжение 220 В в постоянное заданной величины. Подходит для запитки светодиодных лент, Led планок и отдельных светодиодов, собранных по одному параллельно, когда напряжение на всех элементах неизменное. В этом случае выходное напряжение, указанное на корпусе блока питания, должно соответствовать значению, указанному на светодиодной ленте. А ток, заявленный на БП, должен быть выше тока нагрузки всех светодиодов сборки.

Пример расчета: 1 метр светодиодной ленты напряжения 12 В с плотностью диодов 60 штук на метр потребляет 0,4 А, 5 метров потребляет 2 А, блок питания должен быть с выходным напряжением 12 В и с током выше 2 А (5 Ампер подойдет). Но в данной статье речь пойдет именно о лед-драйверах, стабилизирующих ток.

Драйвер обеспечивает равномерное свечение более разветвленных светодиодных конструкций, в которых наблюдается различное падение напряжений на светодиодах. Стабилизатор предоставляет одинаковое значение тока во всех точках, а выходное напряжение меняется в заданном диапазоне. Мощность сложной светодиодной схемы увеличивается, но как обеспечить полноценное электропитание?

При переменном токе значительная доля мощности теряется на сглаживающих резисторах сборки, и КПД падает. Но с драйвером, стабилизирующим ток, сглаживающие сопротивления не требуются, а КПД остается очень высоким.

Применяются для запитки светодиодного освещения от электрической сети 220 В в помещениях. Для питания лед-диодов в автомобилях, велосипедных фарах, ручных фонариках.

к содержанию ↑

Основные характеристики

Параметры указаны на корпусе лед-драйвера:

  1. Номинальная мощность – определяет нагрузку, которую можно подключить к данному преобразователю, зависит от мощности каждого диода, цвета и количества.
  2. Рабочий ток – прямо пропорционален мощности светодиодов и интенсивности их излучения.
  3. Выходное напряжение – зависит от схемы соединения светодиодов и их количества.

Мощность номинальная рассчитывается по формуле:

Pн=PLED*N,

где PLED – мощность одного диода (часто встречающиеся 0,35 А и 0,7 А),

N – количество диодов в схеме.

Мощность драйвера (указана на корпусе) должна быть больше расчетного значения на 20–30%. Pmax = 1,3*Pн. Мощность нагрузки зависит от цвета следующим образом:

  • красный диод имеет падение напряжения 1,9–2,4 В при 0,35 А. Мощность составит в среднем 0,75 Вт.
  • зеленый диод имеет падение напряжения 3,3–3,9 В при 0,35 А. Мощность составит в среднем 1,25 Вт.

Драйвером на 10 Вт можно запитать 13 красных или 8 зеленых светодиодов.

Существуют почти все цвета светодиодов: красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, белый. Величины падения напряжения можно посмотреть в техдокументации на диод.

к содержанию ↑

Виды

По типу устройства драйверы делятся на линейные и импульсные:

  1. Линейные – основываются на токовом генераторе с р-канальным транзистором. Дают плавную стабилизацию тока при нестабильном напряжении. Простая конфигурация, небольшой КПД = 85%, дешевизна и большая теплоотдача предполагают использование в маломощных схемах светодиодов. Плюс – плавный режим работы, не создающий электромагнитные высокочастотные помехи.
  2. Импульсные – образуют на выходе высокочастотные импульсы. Принцип работы – ШИМ (широтно-импульсная модуляция). Средняя величина выходного тока обеспечивается коэффициентом заполнения (отношение длительности импульса к количеству повторений). Изменение значения среднего тока на выходе происходит из-за вариации величины заполнения от 10 до 80% при неизменной частоте импульсов. Широкое применение получили благодаря высокому КПД (95%), длительному сроку службы и малым размерам. К минусам относится высокий уровень помех.

По наличию гальванической развязки, которая предоставляет повышенный КПД, надежность и безопасность, предпочтение стоит отдавать драйверам, обладающим этим свойством. Если гальванической развязки нет, драйвер стоит дешевле, но есть опасность удара электротоком (нет защиты).

к содержанию ↑

Срок службы

Преобразователь питания служит меньше, чем светодиоды. Оптика проработает 100 тысяч часов, а работа драйвера зависит от эксплуатационных условий – скачков напряжения, перепадов температур, влажности и рабочей нагрузки. Неполная загруженность преобразователя по мощности вредна тем, что неиспользованная мощность возвращается в сеть, создавая перегрузку драйверу.

Срок службы также зависит от качества:

  • низкого качества – 20 тысяч часов (подходит для эксплуатации в бытовых помещениях);
  • среднего качества – 50 тысяч часов;
  • высокого качества из брендовых компонентов – 70 тысяч часов.

Следует делать выбор, исходя из окупаемости.

к содержанию ↑

Схема драйвера для светодиодов своими руками

Для изготовления обыкновенного драйвера для светодиода своими руками понадобится 2 транзистора и 2 резистора. Стабилизацию тока, протекающего через диод, производит мощный полевой n-канальный транзистор VT2. Резистор R2 устанавливает наибольший ток, поступающий на светодиод, выполняет функцию датчика тока для транзистора VT1 в цепи обратной связи.

Когда ток, проходящий через VT2, увеличивается, напряжение на R2 падает и транзистор VT1 открывается, снижая напряжение на затворе VT2. Токовое значение на диоде уменьшается и происходит стабилизация выходного тока. Запитать схему можно блоком питания 12в и 0,5 А.

Входное напряжение должно быть минимум на 1–2 В больше падения напряжения на диоде. Сопротивление R2 должно рассеивать мощность 1–2 Вт, в зависимости от нужного тока и питающего напряжения. Транзистор VT2 рассчитан на ток не менее 500 мА: IRFЯ48, IRFZ44N, IRF530. VT1 – маломощный биполярный npn транзистор: BC547, 2N3904, 2N2222, 2N5088 мощностью 0,125-0,25 Вт, сопротивлением 100 вОм. Монтаж можно произвести без платы, так как количество компонентов небольшое.

к содержанию ↑

Как подобрать драйвер для светодиодов

На рынке предлагается широкий выбор драйверов для светодиодов. Многие стабилизаторы не соответствуют указанным параметрам, часто этим грешат китайские производители. Недорогие драйверы «подозрительных» производителей могут занижать мощность и вместо обозначенных 50 Вт фактически выдавать 40 Вт. К тому же у них непродолжительное время работы. Перед покупкой следует отдавать предпочтение брендовым производителям с большим количеством часов работы.

к содержанию ↑

Расчет выбора драйверов для светодиодов

Перед приобретением устройства желательно определиться, какие параметры требуются для драйвера. Взять для примера 6 светодиодов током 0,3 А с падением напряжения 12В. Выбор драйвера определяется схемой соединения светодиодов:

  1. Параллельная схема – потребуется преобразователь на 6 В и ток 0,6 А. Напряжения нужно вдвое меньше, но тока – вдвое больше. Минус схемы: токи в отдельной ветке различны из-за неодинаковых параметров светодиодов, поэтому одна из веток будет светиться интенсивней, чем вторая. 
  2. Последовательная схема – потребуется драйвер на 12 В и ток 0,3 А. Цепь одна с одинаковым током на всем протяжении. Диоды излучают свет все с одинаковой яркостью. Минус схемы – при большом количестве диодов потребуется преобразователь с очень большим напряжением. 
  3. Последовательно-параллельная схема – потребуется driver с такими же характеристиками, как при параллельной схеме, но диоды будут светить с одинаковой интенсивностью. Минус схемы – в первый момент подачи питания в одном из диодов (из-за различных характеристик) может оказаться ток, превышающий номинальное значение в два раза. Светодиоды выдерживают непродолжительные скачки тока, но все же эта схема менее предпочтительна. Не допускается соединять более двух диодов параллельно, так как скачок тока будет значительным и может вывести из строя осветительный элемент. 

Во всех трех случаях мощность драйвера одинакова, составляет 3,6 Вт (Ватт), рассчитывается по формуле:

P=I*U,

где I – сила тока (Ампер), U – напряжение (Вольт).

Мощность преобразователя не зависит от схемы соединения светодиодов, а зависит лишь от их количества.

Приобрести данный товар можно в:

  • интернет-магазинах производителей, Aliexpress или Ebay;
  • специальных пунктах реализации электроники и радиодеталей.

Рекомендуется тщательно подбирать драйверы для светодиодов, от этого зависит срок их службы.

Драйвер для светодиодной ленты: назначение, устройство, виды, характеристики и рассчет

220.guru

Схемотехника блоков питания для светодиодных лент и не только

Светодиоды заменяют таким типы источников света, такие как люминесцентные лампы и лампы накаливания. Практически в каждом доме уже есть светодиодные лампы, они потребляют гораздо меньше двух своих предшественников (до 10 раз меньше чем лампы накаливания и от 2 до 5 раз меньше, чем КЛЛ или энергосберегающие люминесцентные лампы). В ситуациях, когда необходим длинный источник света, или нужно организовать подсветку сложной формы в ход идёт светодиодная лента.

Led лента идеальна для целого ряда ситуаций, главное её преимущество перед отдельными светодиодами и светодиодными матрицами являются источники питания. Их легче найти в продаже почти в любом магазине электротоваров, в отличие от драйверов для мощных светодиодов, к тому же подбор блока питания осуществляется только по потребляемой мощности, т.к. подавляющее большинство светодиодных лент имеют напряжение питания в 12 Вольт.

В то время как для мощных светодиодов и модулей при выборе источника питания нужно искать именно источник тока с требуемой мощностью и номинальным током, т.е. учитывать 2 параметра, что усложняет подбор.

В этой статье рассмотрены типовые схемы блоков питания и их узлы, а также советы по их ремонту для начинающих радиолюбителей и электриков.

Типы и требования к источникам питания для светодиодных лент и 12 В led ламп

Основное требование к источнику питания как для светодиодов, так и для светодиодных лент – качественная стабилизация напряжения/тока, вне зависимости от скачков сетевого напряжения, а также низкие выходные пульсации.

По типу исполнения блоки питания для LED продукции различают:

  • Герметичные. Они сложнее в ремонте, корпус не всегда поддаётся аккуратной разборке, а внутри и вовсе может быть залит герметиком или компаундом.

  • Негерметичные, для применения в помещении. Лучше поддаются ремонту, т.к. плата изымается после откручивания нескольких винтов.

По типу охлаждения:

  • Пассивное воздушное. Блок питания охлаждается за счёт естественной конвекции воздуха через перфорацию его корпуса. Недостаток – невозможность достигнуть высоких мощностей сохранив массогабаритные показатели;

  • Активное воздушное. Блок питания охлаждается с помощью кулера (небольшого вентилятора, как устанавливают на системных блоках ПК). Такой тип охлаждения позволяет достичь большей мощности при аналогичных размерах с пассивным блоком питания.

Схемы блоков питания для светодиодных лент

Стоит понимать, что нет в электронике такого понятия как «блок питания для светодиодной ленты», в принципе к любому устройству подойдёт любой блок питания с подходящим напряжением и током большим чем потребляемый прибором. Это значит, что информация описанная ниже применима к практически любым блокам питания.

Однако в обиходе проще говорить о блоке питания по его предназначению для конкретного устройства.

Общая структура импульсного блока питания

Для питания светодиодных лент и другой техники последние десятилетия применяются импульсные блоки питания (ИБП). Они отличаются от трансформаторных тем, что работают не на частоте питающего напряжения (50 Гц), а на высоких частотах (десятки и сотни килогерц).

Поэтому для его работы нужен генератор высокой частоты, в дешевых и рассчитанных на малые токи (единицы ампер) блоках питания часто встречается автогенераторная схема, она применяется в:

  • электронных трансформаторах;

  • электронных балластах для люминесцентных ламп;

  • зарядных устройствах для мобильного телефона;

  • дешевых ИБП для светодиодных лент (10-20 вт) и других устройствах.

Схему подобного блока питания можно увидеть на рисунке (для увеличения нажмите на картинку):

Его структура следующая:

1. Голубым цветом выделен диодный мост, стоящий на входе блока питания он выпрямляет входное переменное напряжение, для питания следующих узлов постоянным напряжением величиной 220*1.41=310 В. В случае поломки – проверьте наличие и величину напряжения ДО моста и ПОСЛЕ него, если оно отсутствует – потребуется замена диодов или моста, если он собран в отельном корпусе.

На схеме не указан, но по линии 220 В может присутствовать предохранитель или низкоомный резистор, прежде чем приступать к ремонту проверьте его целостность.

2. Коричневым обведен фильтр пульсаций, его главным элементом является C4 – электролитический конденсатор. Его ёмкость зависит от того, насколько сэкономил производитель, обычно до 220 мкФ на 400 Вольт. L1 – фильтр пульсаций и электромагнитных помех, которые возникают при работе импульсного блока питания. В большинстве дешевых блоков питания он отсутствует.

Частая проблема фильтра – высыхание, взрыв или вздутие электролитического конденсатора, приводит к некачественной работе всего импульсного блока питания в целом или его полной неработоспособности. Заменить его можно таким же и большей ёмкости, но подходящим по размеру.

3. Зеленым цветом выделена силовая часть VT1 силовой транзистор, в данном случае полевой, но может быть и биполярный. T1 – импульсный трансформатор с тремя обмотками: первичной, вторичной и базовой.

Третья обмотка необходима для генерации высокочастотных колебаний – если интересен принцип работы автогенераторного блока питания лучше прочитать книги Моина, Зиновьева и другие учебники по источникам питания импульсного типа.

Импульсные трансформаторы гораздо меньше по габаритам, чем сетевые, опять же из-за работы на высоких частотах и выполнены не из железа, а из феррита. Чаще всего выходит из строя силовой ключ.

Прозвоните транзистор мультиметром в режиме проверки диодов, и вы сразу обнаружите его пробой или обрыв. Остальные элементы – это обвязка этого узла, по отдельности редко выходит из строя, в основном вслед за силовым транзистором. Однако всегда стоит убедиться в соответствии номинальным значениям резисторов и конденсаторов.

Диоды в обвязке трансформатора VD7 и VD5 выполняют роль снаббера защищая цепи от всплесков противо-ЭДС, в моменты переключения транзистора. Являются тоже довольно нагруженным и ответственным узлом.

4. Красным цветом выделена цепочка обратной связи по напряжению на базе регулируемого стабилитрона TL431 и их аналогов (любые буквы в обозначении с цифрами «431»). Дополнительная информация про TL431: Легендарные аналоговые микросхемы

В состав ОС включена оптопара U1, с её помощью в силовую часть автогенератора поступает сигнал с выхода и поддерживается стабильное выходное напряжение. В выходной части может отсутствовать напряжение из-за обрыва диода VD8, часто это сборка Шоттки, подлежит замене. Также часто вызывает проблемы вздутый электролитический конденсатор C10.

Как вы видите всё работает с гораздо меньшим количеством элементов, надёжность соответствующая…

Более дорогие и блоки питания

Схемы, которые вы увидите ниже часто встречаются в блоках питания для светодиодных лент, DVD-проигрывателей, магнитол и других маломощных устройств (десятки Ватт).

Прежде чем перейти к рассмотрению популярных схем, ознакомьтесь со структурой импульсного блока питания с ШИМ-контроллером.

Верхняя часть схемы отвечает за фильтрацию, выпрямление и сглаживание пульсаций сетевого напряжения 220, по сути аналогична как в предыдущем типе, так и в последующих.

Самое интересное – это блок ШИМ, сердце любого достойного блока питания. ШИМ-контроллер – это устройство управляющие коэффициентом заполнения импульсов выходного сигнала на основании уставки, определенной пользователем или обратной связи по току или напряжению. ШИМ может управлять как мощностью нагрузки с помощью полевого (биполярного, IGBT) ключа, так и полупроводниковым управляемым ключом в составе преобразователя с трансформатором или дросселем.

Изменяя ширину импульсов при заданной частоте – вы изменяете и действующее значение напряжение, сохраняя при этом амплитудное, вы можете проинтегрировать его с помощью C- и LC-цепей для устранения пульсаций. Такой метод называется Широтно-Импульсное Моделирование, то есть моделирование сигнала за счёт ширины импульсов (скважности/коэффициента заполнения) при постоянной их частоте.

На английском языке это звучит, как PWM-controller, или Pulse-Width Modulation controller.

На рисунке изображен биполярный ШИМ. Прямоугольные сигналы – это сигналы управления на транзисторах с контроллера, пунктиром изображена форма напряжения в нагрузке этих ключей – действующее напряжение.

Более качественные блоки питания малой средней мощности часто построены на интегральных ШИМ-котроллерах со встроенным силовым ключом. Преимущества перед автогенераторной схемой:

  • Рабочая частота преобразователя не зависит ни от нагрузки, ни от напряжения питания;

  • Более качественная стабилизация выходных параметров;

  • Возможность более простой и надежной настройки рабочей частоты на этапе проектирования и модернизации блока.

Ниже будут расположены несколько типовых схем блоков питания (для увеличения нажмите на картинку):

Здесь RM6203 – и контроллер и ключ в одном корпусе.

В этой схеме используется внешний MOSFET ключ.

То же самое, но на другой микросхеме.

Обратная связь осуществляется с помощью резистора, иногда оптопары подключенной к входу с названием Sense (датчик) или Feedback (обратная связь). Ремонт таких блоков питания в общем аналогичен. Если все элементы исправны, и напряжение питания поступает на микросхему (ножка Vdd или Vcc), значит дело скорее всего в ней, более точно можно определить с помощью осциллографа просмотрев сигналы на выходе (ножка drain, gate).

Практически всегда заменить такой контроллер можно любым аналогом с подобной структурой, для этого нужно сверить datasheet на тот, что установлен на плате и тот, что у вас в наличии и впаять, соблюдая распиновку, как это изображено на следующих фотографиях.

Или вот схематически изображена замена подобных микросхем.

Мощные и дорогие блоки питания

Блоки питания для светодиодных лент, а также некоторые блоки питания для ноутбуков выполняются на ШИМ-контроллере UC3842.

Схема более сложная и надежная. Основным силовым компонентом является транзистор Q2 и трансформатор. При ремонте нужно проверить фильтрующие электролитические конденсаторы, силовой ключ, диоды Шоттки в выходных цепях и выходные LC-фильтры, напряжения питания микросхемы, в остальном методы диагностики аналогичны.

Однако более подробная и точная диагностика возможна лишь с использованием осциллографа, в противном случае – проверьте короткие замыкания платы, пайку элементов и обрывы дороже. Может помочь замена подозрительных узлов на заведомо рабочие.

Более совершенные модели источников питания для светодиодных лент выполнены на практически легендарной микросхеме TL494 (любые буквы с цифрами «494») или её аналоге KA7500. Кстати на этих же контроллерах построено большинство компьютерных блоков питания AT и ATX. 

Вот типовая схема блока питания на этом ШИМ-контроллере (нажмите на схему):

Такие блоки питания отличаются высокой надёжностью и стабильностью работы.

Краткий алгоритм проверки:

1. Запитываем микросхему согласно распиновки от внешнего источника питания 12-15 вольт (12 ножка – плюс, а на 7 ножку – минус).

2. На 14 ножки должно появиться напряжение 5 Вольт, которое будет оставаться стабильным при изменении питания, если оно «плавает» - микросхему под замену.

3. На 5 выводе должно быть пилообразное напряжение «увидеть» его можно только с помощью осциллографа. Если его нет или форма искажена – проверяем соответствие номинальным значениям времязадающей RC-цепи, которая подключена к 5 и 6 выводам, если нет – на схеме это R39 и C35, их под замену, если после этого ничего не изменилось – микросхема вышла из строя.

4. На выходах 8 и 11 должны быть прямоугольные импульсы, но их может не быть из-за конкретной схемы реализации обратной связи (выводы 1-2 и 15-16). Если выключить и подключить 220 В, на какое-то время они там появятся и блок снова уйдёт в защиту – это признак исправной микросхемы.

5. Проверить ШИМ можно закоротив 4 и 7 ножку, ширина импульсов увеличится, а закоротив 4 на 14 ножки – импульсы исчезнут. Если у вас получились другие результаты – проблема в МС.

Это наиболее краткая проверка данного ШИМ-контроллера, о ремонте блоков питания на их основе есть целая книга «Импульсные блоки питания для IBM PC».

Хоть и посвящена она компьютерным блоками питания, но там много полезной информации для любого радиолюбителя.

Вывод

Схемотехника блоков питания для светодиодных лент аналогична любым блокам питания с подобными характеристиками, довольно хорошо поддаётся ремонту, модернизации и перестройки на необходимые напряжения, разумеется, в разумных пределах. 

Алексей Бартош

Смотрите также у нас на сайте: 

Схемы блоков питания переносных электронных устройств

Что такое импульсный блок питания и чем он отличается от обычного аналогового

Советы по ремонту импульсных блоков питания

Видеозаписи процесса ремонта различной бытовой техники

electrik.info

Расчет драйвера для светодиодной ленты. Подбор блоков питания для светодиодной ленты

Многие знают, что подключать светодиодную ленту напрямую в розетку нельзя – она сразу сгорит. Для этого необходимо использовать блок питания для светодиодной ленты, а как его выбрать и рассчитать мощность ленты, мы вам расскажем в данной статье.

Всего можно выделить два основных: блок питания для светодиодной ленты 12 Вт и 24 Вт. Мы рекомендуем использовать на 12 Вт, ведь по стоимости они гораздо ниже, в то же время выполняют подобный функционал.

Блоки на 12 Вт считаются оптимальными, их можно с легкостью найти на любом рынке. Для установки в домашних условиях лучше прибора не найти.

Если вы будете подключать большую ленту, тогда вам пригодится на 24 Вт, как правило, для подсветки большого участка натяжного потолка он подойдет в самый раз. Если хотите вообще обойтись без блока, тогда задумайтесь о .

Расчет мощности блока питания для светодиодной ленты

В первую очередь, нужно определить, какой мощностью обладает один метр светодиодной ленты. Как правило, такие показатели указаны на упаковке, если их нет, тогда смотрите следующую таблицу.

Попробуем сделать расчет исходя из одного метра светодиодной ленты SMD 5050. В таблице указано значение в 7.2 Вт. Далее определяем длину нашей ленты, берем, к примеру, ленту на 10 метров.

Выполняем простое умножение: 10 метров умножаем на 7. Вт. Получается 72 ватта – это мощность, которой должен обладать блок.

Помните! Блок нужно всегда покупать с запасом мощности, если ее не хватит, он перегрузиться и сгорит вся лента вместе с блоком. Оптимально иметь запас в 30%, если говорить за наши расчеты, то 72 Ватт + 30% = 93 Ватт.

Типы блоков питания для светодиодной ленты

Всего можно назвать три основных типа. Их можно встретить в любом магазине, они отличаются только способом установки. К примеру, один может устанавливаться только в сухом помещении, другой можно установить даже в ванной комнате.

Герметичный блок питания для светодиодной ленты в пластиковом корпусе

Они считаются самыми популярными, хотя многие люди даже не используют их функционал на полную. Максимальная мощность такого блока составляет 75 Ватт. Этой мощности хватает для средней светодиодной ленты. Такой блок можно использовать .

Блок питания в алюминиевом корпусе

Его мощность составляет 100 Ватт, с помощью него можно запитать сразу две светодиодные ленты. У него довольно большой вес (более килограмма) и серьезные габариты.

Можно устанавливать на улице, данный блок надежный, не боится влаги, защищен от воздействия мороза, солнца, дождя и небольших механических повреждений.

Мощность составляет 100 Ватт, он имеет самые большие размеры, поэтому его нельзя устанавливать в качестве подсветки стен, потолков, ведь его невозможно никуда спрятать. Применяется для подсветки больших участков и только в помещении, к примеру, его можно спрятать в обычный шкаф. Боится влаги и механического воздействия, зато имеет низкую стоимость.

Интересная статья

Одним из самых важных этапов, является подбор для светодиодной ленты. Правильный подбор источников питания обеспечит максимальную надежность и долговечность всей цепи. На этом этапе чаще всего совершают ошибки, что приводит к поломкам и проблема при обслуживании.

5 РАСПРОСТРАНЕННЫХ ОШИБОК ПРИ ПОДБОРЕ БЛОКА ПИТАНИЯ ДЛЯ СВЕТОДИОДНОЙ ЛЕНТЫ:

    Неправильно подобрано напряжение. Напряжение ленты и трансформатора должно быть одинаковым. Неправильный выбор напряжения может испортить всю ленту, гарантии испорченная лента не подлежит.

    Неправильно рассчитана мощность блоков питания. Блоки питания греются и выходят из строя.

    Блоки питания разного типа в одной цепи. Участки ленты загораются не одновременно, один участок отстает и загорается позже.

    Один мощный блок питания, вместо нескольких менее мощных. Все блоки питания, мощностью свыше 250w оснащены кулером, который требует эксплуатации и создает шум.

    Н еправильно подобрана ip защита. Эксплуатация блоков питания без должной защиты во влажных помещениях или на улице, что приводит к короткому замыканию и выходу из строя.

Как рассчитать мощность и количество блоков питания, для светодиодной ленты на определенную.

Итак, мы определились с задачами, выбрали , теперь нам нужно подобрать блок питания. Обязательно приобретайте трансформаторы с соответствующим напряжением. Самые распространенные виды напряжений для светодиодной ленты это 12 и 24 вольт. Для расчета мощности блоков питания нам необходимо знать 2а параметра:

    Потребление 1 метра светодиодной ленты (Можно посмотреть в карточке товара выбранной модели)

    Общая длина ленты.

Расчет производим по простой формуле: Wл * Lл + 20% = Wип где: Wл - потребление 1 метра светодиодной ленты. Lл - длина ленты. 20% - запас мощности.

Wип - мощность источника питания.

Пример: Лента: 5060 60led 24v Длина участка (Lл): 10 метров Потребление 1 метра ленты (Wл): 14.4 w Расчет:

14.4*10+20%=172,8 w

После просчета получаем минимальную мощность источника питания на 10 метров для данного типа ленты. Подойдет любой блок питания соответствующего напряжения, мощностью от 170 w и выше.Очень важно помнить, что светодиодные ленты подключаются отрезками по 5 метров. Это значит, что от каждого пятиметрового отрезка ленты, необходимо тянуть провода к блоку питания. Подключать ленту последовательно нельзя!

Пример подбора блоков питания для конкретной задачи.

Пропишем точное тех. задание и пример расчета. Задача: Необходимо основное освещение в помещении размером 10 на 7 метров. Используемая лента: 3528 240 led 24v White.

Общий метраж комнаты - 34 метра.

Расчет с ошибкой: 34*19.6+20%=799.68w (Для удобства округлим до 800w) Общая мощность потребления ленты с запасом 20% для данной комнаты равна 800w. Именно на этом этапе чаще всего совершают ошибку. Выбирают блок питания мощностью 200 или 250w и общую мощность делят на мощность одного блока питания, чтоб получить количество источников питания данной мощности. Получаем два варианта на выбор: 800/200 = 4 шт мощностью 200w или 800/250 = 3.2 шт мощностью 250w - обычно округляют в меньшую сторону и приобретают 3 шт.

Чтобы понять в чем ошибка, необходимо обратиться к изображению ниже.

На изображении мы видим помещение размерами 10 на 7 метров, по периметру которого расположены пяти метровые отрезки лент. Все отрезки ленты, кроме Л4 имеют длину 5 метров. Если мы приобрели 4 блока питания мощностью по 200 w мы будем подключать каждые 10 метров на 1 блок. Пересчитываем: 19.6*10+20%=235.2 w И тут мы понимаем, что нам необходимо либо резать ленту, чтоб не перегружать блок питания, либо докупать дополнительные источники питания. Если мы приобрели 3 источника питания мощностью 250 w На каждый трансформатор мы устанавливаем по 10 метров ленты. Блок 1 - отрезки Л1 и Л2 Блок 2 - Л7 и Л6 Блок 3 - Л5, Л3 Остается отрезок Л4 длиной 4 метра, который обычно подключают на ближайший блок питания. Давайте посчитаем, что получится: Л5 + Л3 + Л4 = 14 метров 19.6 * 14 + 20% = 329.28 w

Соответственно блок питания выйдет из строя в ближайшее время.

Правильный расчет: Для правильного расчета, необходимо нарисовать помещение и распределить все ленты, с учетом того, что стандартная длина одной катушки ленты- 5 метров, подбираем минимальное количество источников питания: Блок 1 (250w) - отрезки Л1 и Л2 Блок 2 (250w) - Л7 и Л6 Блок 3 (250w) - Л5, Л3 Подбираем блок питания на оставшийся отрезок длиной 4 метра: 19.6 * 4 + 20% = 94.08 w Общее количество источников питания: 250w - 4шт

100w - 1шт

После того как мы определились с мощностью и количеством блоков питания, необходимо подобрать модели с подходящей степенью защиты.

  1. Защитный кожух ip20 - применяется только в сухих помещениях с температурой окружающей среды от -10 до +40 градусов
  2. Пластиковый корпус ip65 - применяется во влажных помещениях с температурой окружающей среды от -20 до +40 градусов. Не предназначен для погружения в воду.
  3. В металлическом корпусе ip67 - возможна установка ну улице, максимальная степень защиты, работает при температуре от -30 до +60 градусов.

Обязательно на одну зону, подбирайте одинаковые по типу источники питания, иначе отдельные отрезки ленты могут загораться с задержкой - 0,3 - 1 секунда, что не является браком продукция. После того, как мы определились с мощностью и степенью защиты блока питания, часто возникает проблема их размещения. Мощные трансформаторы обладают достаточно большими размерами, что обычно не учитывалось на этапе проектировки. Чем мощнее светодиодная лента, тем больше по размеру будут блоки питания.

Варианты решения:

  • Подбор блока питания с подходящими размерами.
  • Увеличение количества блоков питания, подбор менее мощных, установка блока на каждый пятиметровый отрезок ленты.
  • Вывод блоков питания в соседнюю комнату, за потолок, в специальный люк с помощью проводов.

После того, как вы подобрали необходимые , вы можете перейти в соответствующий раздел и посмотреть, какие модели представлены у нас.

› Блок питания для светодиодной ленты

Включать светодиодную ленту напрямую в розетку категорически нельзя, она сразу же сгорит.

Светодиодные ленты питаются напряжением 12 или 24 вольт.

12и вольтную ленту проще приобрести и она стоит дешевле в отличи от 24 вольтовой.

Для того, чтобы преобразовать напряжение 220 вольт в 12, применятся импульсный блок питания. Его основной параметр - мощность, которую он может отдать светодиодной ленте .

Для наглядного примера расчета мощности блока питания возьмем две пятиметровые RGB-ленты SMD 5050 , 30 светодиодов на метр, которые нужно запитать.

Расчет блока питания для светодиодной ленты

Для начало, надо узнать, потребляемую мощность одного метра такой ленты.

Чему равна мощность одного метра ленты, вы можете посмотреть в этих таблицах:

Вот именно такой мощности необходим блок питания, для того чтобы запитать 10 метров светодиодной ленты SMD 5050 c 30 светодиодами на метре.

Открытый блок питания

Этот тоже выдает 100 ватт, но имеет самые большие размеры. Лично я не встречал ни разу, чтобы его использовали для подсветки потолков или стен. Его невозможно спрятать в нишу. Применяется для питания аппаратуры, обычно устанавливается в аппаратные отсеки или специальные шкафы. Его достоинство - это более низкая стоимость.

Компактный герметичный блок питания в пластиковом корпусе

Небольшой размер, легкий, влагозащищенный. Его мощность не привышает 75 ватт. Следовательно, чтобы запитать две ленты, понадобится два блока питания по 50 ватт. Такие блоки применяются для подсветке интерьеров, т.к. его проще спрятать.

Герметичный блок питания в алюминиевом корпусе

Мощность такого бока 100 ватт, его одного достаточно, чтобы запитать сразу две ленты. Вес этого блока больше килограмма и имеет большой размер. Такой блок применяется в основном, для подсветки уличных вывесок, т.к. очень надежный и хорошо защищает от внешних воздействий (дождь, солнце, мороз).

Интернет магазин готовых наборов для подсветки потолка. Доставка по России. 8 (499) 322-76-11

Мощность блока питания должна быть БОЛЬШЕ потребляемой мощности светодиодной ленты на 30%. Иначе, у него просто «не хватит сил», чтобы ее запитать. Он будет работать с перегрузкой. Начнет сильно греться, а потом и вовсе сгорит. Поэтому, прежде чем покупать блоки питания, необходимо произвести расчет потребляемой мощности.

Будем разбираться на конкретном примере

Допустим, для подсветки потолка в гостиной требуется 22 метра светодиодной многоцветной ленты SMD 5050 RGB серии LUX (30 светодиодов на метр). Открываем технический паспорт и смотрим, чему равна потребляемая мощность одного метра ленты.

В нашем случае, она равна 7,2 ватта на метр. Умножаем 7,2 ватта на 22 метра, получаем 158 ватт. Это значение необходимо еще умножить на коэффициент 1,3 (запас мощности 30%). Получается 204 ватта.

Такой мощности нужен блок питания. Блоки питания для светодиодной ленты отличаются друг от друга выходной мощностью. Существует ряд стандартных значений, и набрать 200 ватт можно тремя способами:

  • одним блоком мощностью 200 ватт
  • двумя блоками мощностью 100 ватт
  • и четырьмя мощностью 50 ватт

Какой вариант самый лучший для подсветки именно квартирных потолков?

Выскажу свою точку зрения, основанную на длительном практическом опыте. Здравая логика подсказывает, что чем меньше размеры блока питания, тем лучше. Ведь его необходимо незаметно спрятать в нишу потолка.

Блок мощностью 200 ватт имеет огромные размеры и весит более трех килограммов. Спрятать его в нише невозможно. Стоваттный блок меньше, но его тоже сложно спрятать в нише. Придется выносить в сторону, а это лишня работа. Но дело даже не в размерах.

У мощных блоков питания есть один большой недостаток, о котором многие не знают

Они пищат. Такой неприятный, еле слышный высокочастотный писк. На самом деле, пищат все блоки питания. Приложите к уху адаптер от ноутбука, и вы услышите писк.

Этот звук издает высокочастотный трансформатор , расположенный внутри (помните раньше, старые громоздкие трансформаторы гУУУдели, а сейчас современные и компактные пИИИщат). Чем больше мощность трансформатора, тем громче писк.

Его хорошо слышно, когда в комнате тихо и нет посторонних звуков. Очень неприятно для уха. А если вы оставите подсветку на ночь (дежурное освещение, например в детской комнате), то можно с ума сойти от этого звука.

Для объективности скажу, что громко пищат НЕ все мощные блоки питания. Примерно 50/50. Однако, в момент покупки это никак нельзя проверить.

  • Во-первых, в магазине всегда шумно;
  • Во-вторых, нужно подключить к блоку все ленты (чтобы полностью его нагрузить):
  • И в-третьих, многие блоки начинают пищать не стразу, а когда «разработаются», через месяц-два;

Компактные блоки питания для светодиодной подсветки потолков

Они специально созданы для монтажа в потолочных нишах. Легкие, компактные и Перейти в каталог с ценами. Их легко монтировать, легко подключать, схема соединения проще. А также, среди специалистов есть мнение – чем меньше мощность, тем надежнее блок питания. Только плюсы и никаких минусов.

Андрей Викторович, инженер по освещению

Предназначены для светодиодной подсветки ниш потолков в гостиной, кухне, спальне и других комнатах. Доставка по всей России.

Светодиодные ленты мы можем всё чаще увидеть в нашей повседневной жизни. Они могут иметь различные цвета и мощность. Ними украшают жилые помещения, фасады магазинов и бутиков, новогодние ёлки и деревья. Поэтому многих людей интересует вопрос, как подключить LED-ленту, которая питается от напряжения в 12 и 24 вольт и как правильно рассчитать необходимую мощность питающего трансформатора.

Особенности и характеристики светодиодных лент

Светодиодные ленты - это длинные гибкие платы с контактами, на которых находятся SMD диоды на определённом расстоянии друг от друга. Для того чтобы ограничить протекающий ток по ленте на ней припаяны специальные резисторы. Дизайнеры и проектировщики очень часто используют светодиоды для создания особенного стиля интерьера, визуального расширения пространства помещения, сокрытия источников света при монтаже натяжных или подвесных потолков и т. д.

Катушка со светодиодной лентой

Виды

LED-ленты могут быть различных видов:

Ленты со светодиодами могут иметь различное количество диодов разного типа. Наиболее популярными являются светодиоды марки 3528 и 5050. Цифры означают размеры диодов: 3,5х2,8 мм и 5х5 мм. Первые оснащены пластиковым корпусом с одним кристаллом. Вторые также имеют пластиковый корпус, в котором находится 3 кристалла, поэтому такие светодиоды светят намного ярче.

Кроме этого, выпускают двухрядные ленты с большим количеством диодов. В настоящее время в магазинах можно приобрести новые виды со специальными чипами smd2835, которые имеют улучшенные световые характеристики. Благодаря их низкой стоимости и высокой степени светоотдачи они быстро набирают большую популярность. Так как светодиоды в таких лентах работают на безопасном режиме с уменьшенным током, то этот факт позволяет использовать их длительное время без потери степени яркости. Они вполне могут отработать свои 50 тысяч часов, которые были заявлены производителем.

Катушка с двухрядной светодиодной лентой

Светодиодные ленты маломощные, поэтому потребляют минимальное количество электроэнергии. В настоящее время существует множество видов с различным типом мощности: 4,8 Вт/м; 7.2 Вт/м; 9,6 Вт/м; 14,4 Вт/м и т. д. Светодиоды дают настолько мощный яркий свет, что их можно использовать не только в качестве дополнительного освещения, но и в качестве главного источника света. Для этого обычно используют специальные ленты типа LED-TED, которые являются самыми яркими.

Преимущества

  • Минимальное потребление электроэнергии;
  • Срок эксплуатации более 10 лет;
  • Возможность крепления ленты под любым углом и придания ей различной геометрической формы;
  • Равномерное распределение освещения по всему периметру помещения;
  • Большой выбор цветовой гаммы;
  • Высокая степень пожаробезопасности и экологичности;
  • Светодиоды не имеют в составе ртути и выделяют в помещение минимальное количество тепла;
  • Не изменяют свой цвет в период всего рабочего срока;
  • Не имеют радиопомех.

Как правильно выбрать источник питания LED–лент

Трансформатор или питающий блок для светодиодов необходим для обеспечения их работы. Прямое питание в 220 вольт не подходит для такого типа освещения, так как при включении в сеть ленты она просто перегорит. Поэтому все блоки питания (адаптеры) в основном производятся на выходное напряжение в 12 В. Также существуют варианты с напряжением в 24 и 36 В.

Понижающий блок питания для светодиодной ленты

В принципе любая LED–лента может вполне работать от батареек или автомобильного аккумулятора, но длительность её эксплуатации будет ограничена.

Поэтому необходимо подбирать питающее устройство в зависимости от их указанной изготовителем мощности. На нём будет указана степень мощности в ваттах или амперах. Подбирается он только после приобретения самой ленты.

Что необходимо знать о питающих трансформаторах

Трансформатор необходимо подбирать по таким параметрам, как:

  • Напряжение питания;
  • Потребляемая мощность;
  • Степень влагозащищённости.

По своей системе охлаждения трансформаторы могут быть активными и пассивными:

  • При активной системе корпус устройства оснащён вентилятором, который существенно уменьшает размеры устройства, а также повышает степень его мощности. Недостатком можно считать шум работы вентилятора, который со временем будет только увеличиваться. Буквально через один или два года придётся чистить внутреннюю поверхность трансформатора, вентилятор смазывать специальным маслом или менять.
  • При пассивной системе корпус устройства имеет питание как у блока ноутбука. Также он может быть сверху закрыт крышкой.

По своим функциональным характеристикам трансформаторы бывают:

  • Простыми. Обеспечивают ленте только питание.
  • Со встроенным диммером.
  • Оснащёнными пультом дистанционного управления для работы с помощью радиоканала или инфракрасного канала.
  • Многофункциональные с диммером и дистанционным управлением. Такое устройство позволяет ограничить применение большого количества трансформаторов в различных местах.

Так как светодиодные ленты в своём преимуществе бывают двух типов на 12 и 24 вольт, то трансформатор должен выдавать именно такое напряжение.

Степень влагозащищённости устройства зависит от места его будущего монтажа. Если планируется устанавливать его в сухом месте, то можно приобрести обычный интерьерный трансформатор. Для ванной комнаты, сауны или бассейна необходимо выбирать устройство с влагозащитным корпусом.

Типы источников питания по характеристикам

По своему типу выполнения блоки могут быть:

  • Выполненные из чёрного пластика с указанными техническими характеристиками. Наиболее оптимальный вариант.
  • С герметичным алюминиевым корпусом для помещений с высокой степенью влажности. Блок не боится конденсата.
  • Блок с металлическим корпусом, небольшими отверстиями для циркуляции воздуха и контактной площадкой. Используется только в сухих помещениях, устанавливается в недоступном для людей месте и закрытом от пыли корпусе.

Трансформатор в непроницаемом корпусе из прочного пластика имеет достаточно компактные размеры, аккуратны внешний вид и небольшой вес. Высокая стоимость устройства, сложный теплообмен, который обусловлен конструкцией трансформатора и ограничение степени мощности - основные минусы блока.

Блок питания для светодиодных лент в пластиковом корпусе

Трансформатор в алюминиевом прочном корпусе имеет большое количество преимуществ, хотя и является наиболее дорогой моделью и достаточно тяжёлой. Это надёжное, герметичное и прочное устройство, которое способно предоставить хорошую степень теплообмена. Имеет высокую устойчивость к температурным перепадам, влаге, а также ультрафиолетовому излучению. Обычно используется для устройства внешней фасадной рекламы магазинов и других общественных зданий.

Трансформатор для светодиодных лент в алюминиевом корпусе

Открытый трансформатор считается наиболее востребованным и доступным устройством. В основном используется для устройства подсветки в жилых домах. Недостатком можно назвать большие размеры, непривлекательный внешний вид и отсутствие защитного корпуса.

Открытый трансформатор для светодиодных лент

Сетевой трансформатор является небольшим и простым устройством, которое не предусматривает стационарной установки. Степень мощности большей части моделей не более 60 Вт. Зачастую применяется для питающего источника светодиодных лент, длиной не больше пяти метров. Основное преимущество блока питания - лёгкость применения и возможность подключения к обычной сети.

Сетевой трансформатор для светодиодных лент

Современные производители трансформаторов

В настоящее время существует большое количество производителей понижающих трансформаторов, которые предназначены для подключения LED– лент.

Одной из самых известных является марка Arlight, которая предлагает потребителям трансформаторы, выполненные в металлическом, пластиковом, защитном корпусе. Все блоки данного производителя имеют специальную защиту от короткого замыкания и перегрузки. Металлический корпус способствует эффективному удалению тепла. Внутри корпус залит компаундом, имеет класс защиты IP 65 и 67. Во время работы не издают большого шума. Имеют степень мощности от 20 до 3000 Вт.

Трансформатор Arlight в алюминиевом корпусе

Небольшой трансформатор для светодиодной ленты Electronic Light

  • Трансформатор марки Brille DR-15W прекрасно подойдёт для питания маленького участка. Имеет номинальную мощность на выход 15 Вт, рабочее напряжение от 170 до 250 В. Корпус пыле и влагозащитный IP67.

Блок питания для светодиодных лент Brille

  • Небольшой трансформатор Brille DR-75W можно крепить в любом месте помещения. Имеет напряжение входное 110–120/220–240 В и 12 В на выходе. Степень защиты корпуса прибора IP20.

Расчёт мощности питающего трансформатора для 12 и 24 вольт

Зачастую для светодиодов необходимо присутствие постоянного напряжения в 12 или 24 вольт, поэтому нам требуется рассчитать мощность прибора, которое будет преобразовывать переменное напряжение (сеть в 220 В) в постоянное (12/24 В).

Мы рассмотрим расчёт мощности на примере простой SMD 3528 60 4,8 Вт/метр. Допустим, её длина равна 16 метров.

Так как напряжение производители указывают на упаковке или на самой ленте, то питающий прибор должен обеспечивать для работы именно такое напряжение.

  • На нашей ленте рабочее напряжение равно 12 вольт, поэтому мы должны приобрести трансформатор именно с таким напряжением с определённой степенью мощности.
  • Для того чтобы произвести правильный расчёт нам необходимо знать потребляемую мощность диодов 4,8 Вт/метр.
  • Нам необходимо умножить 16 метров на мощность 4,8 Вт (16х4,8=76,8 Вт).
  • Так как прибор должен обязательно иметь 20 или 30% запаса мощности, то для расчёта требуемой мощности нам необходимо полученный результат умножить на 1,2. (76,8х1,2=92,16 Вт).
  • Но так как блоки питание мощностью на 96 Вт не продают, то нам придётся приобрести трансформатор на 100 Вт.

Если LED-ленту мы будем монтировать на улице или в помещении с высоким уровнем влажности, то лучше всего приобрести влагозащитное устройство с герметичным корпусом типа IP65, 66 или 67.

Особенности установки трансформаторов

Установка трансформаторов производится по схеме, которая должна прилагаться к самим светодиодным лентам. Обычно их нарезают на части по три диода в каждой группе. Конструкция предполагает наличие токоограничивающего резистора. Но в некоторых случаях на одной части может быть от 5 до 10 диодов.

Место разреза указывается группами контактов с обеих сторон. Подключаются светодиоды по группам параллельным способом. Трансформатор может устанавливаться в любом месте помещения, но очень важна полярность «+» или «– ».

При покупке трансформатора необходимо убедиться, что он действительно предназначен для светодиодов, так как некоторые люди по ошибке выбирают устройства, которые используются для галогенных ламп. Хотя они и могут понижать напряжение до необходимых 12 вольт, на выходе они дают переменный ток, так как для работы LED - лент необходим ток постоянный.

  • Блок питания должен быть оснащён системой плавного пуска, что поможет существенно увеличить срок работы ленты.
  • Устройство обязательно должно иметь около 20–30% запаса мощности.
  • Устанавливать рекомендуют в месте, где до него можно легко достать.
  • Если установить блок в маленьком помещении, то он будет сильно перегреваться, что приведёт к поломке.
  • Важно учитывать степень защиты блока.

Правильное подключение со схемами и фото

Так как лента с диодами может работать от напряжения в 12 или 24 вольт, то нам необходимо подключить к ней понижающий блок (трансформатор). С одной стороны он подключается к электросети в 220 вольт, а со второй стороны к плате ленты.

Необходимо обязательно иметь в виду, что на выходе трансформатора расположено два разноцветных провода. Также и лента имеет два различных провода - красный и синий (иногда чёрный).

Красный обозначает «плюс», а синий – «минус». Поэтому во время подключения ленты надо соблюдать указанную полярность. Плюс идёт к плюсу, а минус к минусу. В случае ошибки устройство включаться не будет.

Схема подключения трансформатора к светодиодной ленте

Подключаем ленту длиной более 5 метров

Многие люди делают ошибку, когда начинают подсоединять куски ленты друг к другу. К концу первой ленты подсоединяют начало второй. Но это неправильно.

Неправильная схема подключения светодиодной ленты к блоку питания

Второй кусок LED ленты будет светить намного тусклее, а конечные диоды и вовсе тускло. При маломощной ленте, такой как SMD 3028, где расположено 60 диодов, степень яркости будет примерно одинаковой. Но по линии дорожек будет идти ток намного больше рабочего. Они будут сильно перегреваться, а это пагубно скажется на диодах. Использование такой схемы существенно снижает срок работы ленты. В этом случае необходимо использовать схему, которая приведена ниже.

Схема подключения двух последовательных диодных лент к одному блоку питания

Она предназначена для одного блока питания, где мощность устройства должна равняться сумме 2 лент или более.

Для того чтобы требуемое напряжение было доведено до второй платы ленты, надо к выходу прибора добавить ещё один провод для удлинения. Второй его конец подсоединяем ко 2 ленте. В результате ток будет течь по самому проводу, а не по токопроводящим линиям.

Сечение кабеля для удлинения должно быть достаточным, чтобы избежать потерь напряжения. Обычно берут провод длиной пять метров в 1,5 миллиметра сечением. Монтаж производится в нише, рядом с первым отрезком ленты.

Такую схему используют, если можно скрыть большой трансформатор. А если нет, то рекомендуют применить схему немного посложнее. В этом случае провод для удлинения цепи (0.75 мм) подсоединяется к электросети в 220 вольт и проводится к трансформатору второй ленты.

Схема подключения светодиодных лент с двумя блоками питания

Монтаж ленты по такой схеме несколько усложняется, так как требуется второй питающий трансформатор, но в этом случае степень мощности устройств снижается примерно вдвое. Габариты их также намного меньше.

Как правильно подключить RGB - ленту, контроллер и усилитель

Многоцветную LED - ленту подключают также как и одноцветную, но в этом случае надо между ней и трансформатором установить специальный контроллер. Они бывают различных типов и отличаются по своему внешнему виду, степени мощности, программам цветоуправления и другим параметрам. Но принцип работы у всех одинаковый: поступило на контроллер два провода от трансформатора, а вышло 4 на LED - ленту.

Подключение RGB контроллера для светодиодной ленты

Все контроллеры имеют аналогичную схему подключения. Разъёмы помечаются «V+» и «V– ». Красный провод подключается к плюсу контакту, а синий или чёрный - к минусу.

Разъёмы для подсоединения многоцветной ленты обозначаются латинскими буквами:

R - красный провод.

G - зелёный провод.

B - синий провод.

V+ - провод общего назначения. Цвет может быть любым.

Важно не перепутать ленточные провода. В принципе ничего не случится, но в этом случае вы можете нажать на пульте красную кнопку, а загорится синий цвет на ленте.

Дистанционный пульт управления цветами светодиодной ленты

Нельзя подключить две части многоцветной ленты последовательно, так как токопроводящие дорожки на это не рассчитаны. Способ удлинения аналогичный, как и при одноцветной ленте.

Схема первая.

Схема подключения многоцветной RGB-ленты к одному трансформатору

Для подключения нам понадобится провод с 4 жилами (1,5 миллиметра) и длиной пять метров. Мы будем подсоединять ленту RGB с тридцатью диодами на 1 метр. Но так как она имеет очень тусклое свечение, обычно её используют очень редко.

Лента с 60 диодами также может подключаться по вышеуказанной схеме, но потребуется трансформатор и контроллер с удвоенной степенью мощности.

Давайте подсчитаем итоги. Две многоцветные ленты способны потреблять 140 Ватт. Трансформатор с такой степенью мощности достаточно тяжёлый и большой, поэтому в нишу под потолком скрыть его достаточно сложно.

Контроллер с такой же степенью мощности очень часто ломается. Хотя производители указывают, что такие устройства рассчитаны на 140 ватт и способны тянуть от 10 до 15 метров диодной ленты, но, к сожалению, они недолговечны.

Поэтому такой прибор необходимо приобретать с двойным запасом мощности. В нашем случае - это 280 Ватт. Но так как стоит такое устройство не дешёво и найти его затруднительно, поэтому мы применяем схему, указанную ниже.

Схема соединения светодиодных многоцветных лент с RGB - усилителем

Видео: как подключить LED - ленту к трансформатору

Установка любой LED-ленты кажется многим людям достаточно сложным занятием. Но если все делать правильно и согласно представленной инструкции производителя и схеме, то можно выбрать блок питания и подключить ленту самостоятельно без привлечения специалистов.

electriced.ru

Светодиодный драйвер: принцип работы и правила подбора

Светодиоды получили большую популярность. Главную роль в этом сыграл светодиодный драйвер, поддерживающий постоянный выходной ток определенного значения. Можно сказать, что это устройство представляет собой источник тока для LED-приборов. Такой драйвер тока, работая вместе со светодиодом, обеспечивает долголетний срок службы и надежную яркость. Анализ характеристик и видов этих устройств позволяет понять, какие они выполняют функции, и как их правильно выбирать.

Что такое драйвер и каково его назначение?

Драйвер для светодиодов является электронным устройством, на выходе которого образуется постоянный ток после стабилизации. В данном случае образуется не напряжение, а именно ток. Устройства, которые стабилизируют напряжение, называются блоками питания. На их корпусе указывается выходное напряжение. Блоки питания 12 В применяют для питания LED-линеек, светодиодной ленты и модулей.

Основным параметром LED-драйвера, которым он сможет обеспечивать потребителя длительное время при определенной нагрузке, является выходной ток. В качестве нагрузки применяются отдельные светодиоды или сборки из аналогичных элементов.

КПД импульсного драйвера для светодиодов достигает 95%

Драйвер для светодиода обычно питается от сети напряжением 220 В. В большинстве случаев диапазон рабочего выходного напряжения составляет от трех вольт и может достигать нескольких десятков вольт. Для подключения светодиодов 3W в количестве шести штук потребуется драйвер с выходным напряжением от 9 до 21 В, рассчитанный на 780 мА. При своей универсальности он обладает малым КПД, если на него включить минимальную нагрузку.

При освещении в автомобилях, в фарах велосипедов, мотоциклов, мопедов и т. д., в оснащении переносных фонарей используется питание с постоянным напряжением, значение которого варьируется от 9 до 36 В. Можно не применять драйвер для светодиодов с небольшой мощностью, но в таких случаях потребуется внесение соответствующего резистора в питающую сеть напряжением 220 В. Несмотря на то, что в бытовых выключателях используется этот элемент, подключить светодиод к сети 220 В и рассчитывать на надежность достаточно проблематично.

Основные особенности

Мощность, которую эти устройства способны отдавать под нагрузкой, является важным показателем. Не стоит перегружать его, пытаясь добиться максимальных результатов. В результате таких действий могут выйти из строя драйверы для светодиодов или же сами LED-элементы.

Дешевый светодиодный драйвер

На электронную начинку устройства влияет множество причин:

  • класс защиты аппарата;
  • элементная составляющая, которая применяется для сборки;
  • параметры входа и выхода;
  • марка производителя.

Изготовление современных драйверов выполняется при помощи микросхем с использованием технологии широтно-импульсного преобразования, в состав которых входят импульсные преобразователи и схемы, стабилизирующие ток. ШИМ-преобразователи запитываются от 220 В, обладают высоким классом защиты от коротких замыканий, перегрузок, а так же высоким КПД.

Технические характеристики

Перед приобретением преобразователя для светодиодов следует изучить характеристики устройства. К ним относятся следующие параметры:

  • выдаваемая мощность;
  • выходное напряжение;
  • номинальный ток.
Схема подключения LED-драйвера

На выходное напряжение влияет схема подключения к источнику питания, количество в ней светодиодов. Значение тока пропорционально зависит от мощности диодов и яркости их излучения. Светодиодный драйвер должен выдавать столько тока для светодиодов, сколько потребуется для обеспечения постоянной яркости. Стоит помнить, что мощность необходимого устройства должна быть более потребляемой всеми светодиодами. Рассчитать ее можно, используя следующую формулу:

P = P(led) × n

P(led) – мощность одного LED-элемента;

n — количество LED-элементов.

Для обеспечения длительной и стабильной работы драйвера следует учитывать запас мощности устройства в 20–30% от номинальной.

Подключение светодиодов к драйверу

Выполняя расчет, следует учитывать цветовой фактор потребителя, так как он влияет на падение напряжения. У разных цветов оно будет иметь отличающиеся значения.

Срок годности

Светодиодные драйверы, как и вся электроника, обладают определенным сроком службы, на который сильно влияют эксплуатационные условия. LED-элементы, изготовленные известными брендами, рассчитаны на работу до 100 тысяч часов, что намного дольше источников питания. По качеству рассчитанный драйвер можно классифицировать на три типа:

  • низкого качества, с работоспособностью до 20 тысяч часов;
  • с усредненными параметрами — до 50 тысяч часов;
  • преобразователь, состоящий из комплектующих известных брендов — до 70 тысяч часов.

Многие даже не знают, зачем обращать внимание на этот параметр. Это понадобится для выбора устройства для длительного использования и дальнейшей окупаемости. Для использования в бытовых помещениях подойдет первая категория (до 20 тысяч часов).

Как подобрать драйвер?

Насчитывается множество разновидностей драйверов, используемых для LED-освещения. Большинство из представленной продукции изготовлено в Китае и не имеет нужного качества, но выделяется при этом низким ценовым диапазоном. Если нужен хороший драйвер, лучше не гнаться за дешевизной китайского производства, так как их характеристики не всегда совпадают с заявленными, и редко когда к ним прилагается гарантия. Может быть брак на микросхеме или быстрый выход из строя устройства, в таком случае не удастся совершить обмен на более качественное изделие или вернуть средства.

Светодиодный драйвер без корпуса

Наиболее часто выбираемым вариантом является бескорпусный драйвер, питающийся от 220 В или 12 В. Различные модификации позволяют использовать их для одного или более светодиодов. Эти устройства можно выбрать для организации исследований в лаборатории или же проведения экспериментов. Для фито-ламп и бытового применения выбирают драйверы для светодиодов, находящиеся в корпусе.  Бескорпусные устройства выигрывают в ценовом плане, но проигрывают в эстетике, безопасности и надежности.

Виды драйверов

Устройства, осуществляющие питание светодиодов, условно можно разделить на:

Импульсный драйвер

Устройства импульсного типа производят на выходе множество токовых импульсов высокой частоты и работают по принципу ШИМ, КПД у них составляет до 95%. Импульсные преобразователи имеют один существенный недостаток — во время работы возникают сильные электромагнитные помехи. Для обеспечения стабильного выходного тока в линейный драйвер установлен генератор тока, который играет роль выхода. Такие устройства имеют небольшой КПД (до 80%), но при этом просты в техническом плане и стоят недорого. Такие устройства не получится использовать для потребителей большой мощности.

Из вышеперечисленного можно сделать вывод, что источник питания для светодиодов следует выбирать очень тщательно. Примером может послужить люминесцентная лампа, на которую подается ток, превышающий норму на 20%. В ее характеристиках практически не произойдет изменений, а вот работоспособность светодиода уменьшится в несколько раз.

lampagid.ru

Доработка недорогих китайских драйверов для светодиов

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

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

Выбор пал на китайского производителя QIHANGвыпускающего широкий спектр данной продукции.

Где и как купить можно прочитать в моей статье на профильном блоге mysku.ru. Скажу только, что мне  20Вт драйвера на 6-10 светодиодов 600мА обошлись примерно по $2.5

Характеристики драйвера

  • Артикул: QH-20WLP6 ~ 10X3W
  • Входное напряжение: AC 85 ~ 277V
  • Выходное напряжение: DC 18 ~ 35V
  • Выходной ток: 0.6A
  • Выходная мощность: 20Вт
  • КПД: ? 88%
  • Точность выходных параметров: ± 3%
  • Коэффициент мощности (PF): ? 0,95
  • Размер пульсации на выходе: ? 50 мВ (не соответствует действительности)
  • Размеры: длина X ширина X высота = 47 х 20 х 13мм
  • Рабочая температура: -40 ~ + 85 ° C
  • Вес 20г

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

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

Схему перерисовал и немного доработал

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

Доработка №1. Уменьшаем пульсации на выходе.

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

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

Характеристики без конденсаторов ~0.9В и 8.7% (пульсации светового потока)

Конденсатор на выходе ожидаемо уменьшат пульсации вдвое ~0.4В и 4%

А вот 10мкФ конденсатор на входе уменьшает пульсации в 9 раз ~0.1В и 1%, правда добавление этого конденсатора значительно снижает PF (коэффициент мощности)

Оба конденсатора приближают характеристики выходных пульсаций к паспортным ~ 0.05В и 0.6%

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

Доработка №2. Настройка выходного тока драйвера

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

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

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

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

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

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

Доработка 3. Диммирование

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

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

Подпаиваем резистор на 100К к ноге 7 микросхемы

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

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

Если нужно организовать диммирование без внешнего питания, то можно взять напряжение питания драйвера ~15В (нога 2 микросхемы или резистор R7) и подать по следующей схеме.

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

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

#include

void setup() { pinMode(3, OUTPUT); Serial.begin(9600); analogWrite(3,0);

}

void loop() { for( int i=0; i< 255; i+=10 ){ analogWrite(3,i); delay(500); } for( int i=255; i>=0; i-=10 ){ analogWrite(3,i); delay(500); }

}

Получаю диммирование при помощи ШИМ.

Диммирование при помощи ШИМ увеличивает выходные пульсации примерно на 10-20% по сравнению с управлением постоянным током. Максимально пульсации увеличиваются примерно вдвое при установке тока драйвера в половину от максимального.

Проверка драйвера на КЗ

Токовый драйвер должен корректно реагировать на короткое замыкание. Но лучше китайцев проверить. Не люблю я такие штуки. Под напряжением что-то втыкать. Но искусство требует жертв. Закорачиваем выход драйвера во время работы:

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

Подведем итоги

Плюсы драйвера

  • Малые габариты
  • Низкая стоимость
  • Возможность регулировки тока
  • Возможность диммирования

Минусы

  • Высокие выходные пульсации (устраняется добавлением конденсаторов)
  • Вход диммирования нужно распаивать
  • Мало нормальной документации. Неполный даташит
  • При работе обнаружился еще один минус — помехи на радио в ФМ диапазоне. Лечится установкой драйвера в алюминиевый корпус или корпус обклеенный фольгой или алюминиевым скотчем

Драйверы вполне годятся для тех, кто дружит с паяльником или для тех кто не дружит, но готов терпеть выходные пульсации 3-4%.

Полезные ссылки

Из цикла — коты это жидкость. Тимофей — литров 5-6 )))

samopal.pro

Самодельный драйвер для светодиодов от сети 220В

Преимущества светодиодных лап рассматривались неоднократно. Обилие положительных отзывов пользователей светодиодного освещения волей-неволей заставляет задуматься о собственных лампочках Ильича. Все было бы неплохо, но когда дело доходит до калькуляции переоснащения квартиры на светодиодное освещения, цифры немного «напрягают».

Для замены обыкновенной лампы на 75Вт идёт светодиодная лампочка на 15Вт, а таких ламп надо поменять десяток. При средней стоимости около 10 долларов за лампу бюджет выходит приличный, да и еще нельзя исключить риск приобретения китайского «клона» с жизненным циклом 2-3 года. В свете этого многие рассматривают возможность самостоятельного изготовления этих девайсов.

Теория питания светодиодных ламп от 220В

Самый бюджетный вариант можно собирать своими руками из вот таких светодиодов. Десяток таких малюток стоит меньше доллара, а по яркости соответствует лампе накаливания на 75Вт. Собрать всё воедино не проблема, вот только напрямую в сеть их не подключишь – сгорят. Сердцем любой светодиодной лампы является драйвер питания. От него зависит, насколько долго и хорошо будет светить лампочка.

Что бы собрать светодиодную лампу своими руками на 220 вольт, разберёмся в схеме драйвера питания.

Параметры сети значительно превышают потребности светодиода. Что бы светодиод смог работать от сети требуется уменьшить амплитуду напряжения, силу тока и преобразовать переменное напряжение сети в постоянное.

Для этих целей используют делитель напряжения с резисторной либо ёмкостной нагрузкой и стабилизаторы.

Компоненты диодного светильника

Схема светодиодной лампы на 220 вольт потребует минимальное количество доступных компонентов.

  • Светодиоды 3,3В 1Вт – 12 шт.;
  • керамический конденсатор 0,27мкФ 400-500В – 1 шт.;
  • резистор 500кОм — 1Мом 0,5 — 1Вт – 1 ш.т;
  • диод на 100В – 4 шт.;
  • электролитические конденсаторы на 330мкФ и 100мкФ 16В по 1 шт.;
  • стабилизатор напряжения на 12В L7812 или аналогичный – 1шт.

Изготовление драйвера светодиодов на 220В своими руками

Схема лед драйвера на 220 вольт представляет собой не что иное, как импульсный блок питания.

В качестве самодельного светодиодного драйвера от сети 220В рассмотрим простейший импульсный блок питания без гальванической развязки. Основное преимущество таких схем – простота и надёжность. Но будьте осторожны при сборке, поскольку у такой схемы нет ограничения по отдаваемому току. Светодиоды будут отбирать свои положенные полтора ампера, но если вы коснётесь оголённых проводов рукой, ток достигнет десятка ампер, а такой удар тока очень ощутимый.

Схема простейшего драйвера для светодиодов на 220В состоит их трёх основных каскадов:

  • Делитель напряжения на ёмкостном сопротивлении;
  • диодный мост;
  • каскад стабилизации напряжения.

Первый каскад – ёмкостное сопротивление на конденсаторе С1 с резистором. Резистор необходим для саморазрядки конденсатора и на работу самой схемы не влияет. Его номинал не особо критичен и может быть от 100кОм до 1Мом с мощностью 0,5-1 Вт. Конденсатор обязательно не электролитический на 400-500В (эффективное амплитудное напряжение сети).

При прохождении полуволны напряжения через конденсатор, он пропускает ток, пока не произойдет заряд обкладок. Чем меньше его ёмкость, тем быстрее происходит полная зарядка. При ёмкости 0,3-0,4мкФ время зарядки составляет 1/10 периода полуволны сетевого напряжения. Говоря простым языком, через конденсатор пройдет лишь десятая часть поступающего напряжения.

Второй каскад – диодный мост. Он преобразует переменное напряжение в постоянное. После отсечения большей части полуволны напряжения конденсатором, на выходе диодного моста получаем около 20-24В постоянного тока.

Третий каскад – сглаживающий стабилизирующий фильтр.

Конденсатор с диодным мостом выполняют функцию делителя напряжения. При изменении вольтажа в сети, на выходе диодного моста амплитуда так же будет меняться.

Что бы сгладить пульсацию напряжения параллельно цепи подключаем электролитический конденсатор. Его ёмкость зависит от мощности нашей нагрузки.

В схеме драйвера питающее напряжение для светодиодов не должно превышать 12В. В качестве стабилизатора можно использовать распространённый элемент L7812.

Собранная схема светодиодной лампы на 220 вольт начинает работать сразу, но перед включением в сеть тщательно изолируйте все оголённые провода и места пайки элементов схемы.

Вариант драйвера без стабилизатора тока

В сети существует огромное количество схем драйверов для светодиодов от сети 220В, которые не имеют стабилизаторов тока.

Проблема любого безтрансформаторного драйвера – пульсация выходного напряжения, следовательно, и яркости светодиодов. Конденсатор, установленный после диодного моста, частично справляется с этой проблемой, но решает её не полностью.

На диодах будет присутствовать пульсация с амплитудой 2-3В. Когда мы устанавливаем в схему стабилизатор на 12В, даже с учётом пульсации амплитуда входящего напряжения будет выше диапазона отсечения.

Диаграмма напряжения в схеме без стабилизатора

Диаграмма в схеме со стабилизатором

Поэтому драйвер для диодных ламп, даже собранный своими руками, по уровню пульсации не будет уступать аналогичным узлам дорогих ламп фабричного производства.

Как видите, собрать драйвер своими руками не представляет особой сложности. Изменяя параметры элементов схемы, мы можем в широких пределах варьировать значения выходного сигнала.

Если у вас возникнет желание на основе такой схемы собрать схему светодиодного прожектора на 220 вольт, лучше переделать выходной каскад под напряжение 24В с соответствующим стабилизатором, поскольку выходной ток у L7812 1,2А, это ограничивает мощность нагрузки в 10Вт. Для более мощных источников освещения требуется либо увеличить количество выходных каскадов, либо использовать более мощный стабилизатор с выходным током до 5А и устанавливать его на радиатор.

Оцените, пожалуйста, статью. Мы старались:) (4 оценок, среднее: 5,00 из 5) Загрузка...

Понравилась статья? Расскажите о ней! Вы нам очень поможете:)

svetodiodinfo.ru


Смотрите также