Ufass.ru

Стройка и ремонт
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Виды и характеристики драйверов для светодиодных источников света

Виды и характеристики драйверов для светодиодных источников света

Драйвер для светодиодного светильника — важнейший элемент схемы, обеспечивающий хорошую яркость, эффективность и продолжительную эксплуатацию источников света. С его помощью происходит трансформация переменного тока промышленной сети напряжением 220 В в постоянный ток нужного значения (12/24/48 В). Разберемся во всех функциях электротехнического элемента и укажем важные критерии выбора устройств.

Понятие сетевого драйвера и его предназначение

Драйвер — электронный компонент, на который поступает напряжение переменного тока, происходит стабилизация и выходит напряжение постоянного тока. Здесь важно понимать, что речь идет о получении тока. Для преобразования напряжения используются обычные блоки питания (на корпусе указывается значение выходного напряжения). Блоки питания эксплуатируются в диодных лентах.

Блоки питания и драйвера для светодиодных осветительных приборов

Главная характеристика преобразователя для светодиодных осветительных приборов — выходной ток. Для нагрузки используют вспомогательные led-диоды или другие полупроводники. Практически всегда драйвер питается от промышленной сети 220 В, а диапазон напряжения на выходе начинается от 2 – 3 и заканчивается десятками Вольт. Чтобы подключить три светодиода на 3 Вт, необходим электронный драйвер с выходным напряжением 9 – 21 В и током 780 мА. При небольшой нагрузке универсальное устройство характеризуется низким коэффициентом полезного действия (КПД).

Для питания фар транспортных средств применяют источник с постоянным напряжением от 10 до 35 В. Если мощность невысокая, драйвер необязателен, но потребуется соответствующий резистор. Данный компонент — незаменимая часть бытового выключателя, но при коммутации led-диода к переменной сети 220 В нельзя рассчитывать на надежную и долговечную работу.

Принцип работы

Преобразователь выступает источником тока. Разберемся в отличиях изделия от блока питания — источника напряжения.

На выходе каждого преобразователя напряжения имеем определенное напряжение, которое не связано с нагрузкой. К примеру, если подключить к блоку питания 12 В сопротивление 40 Ом, через него будет идти ток 300 мА. Если установить два резистора параллельно, то в сумме получится ток 600 мА, хотя напряжение останется идентичным.

Что касается драйвера, он дает одинаковый ток, несмотря на изменяющееся в меньшую или большую сторону напряжение. Возьмите резистор 30 Ом и соедините его с драйвером на 225 мА. Напряжение упадет до 12 В. Если выполнить коммутацию двух параллельно соединенных резисторов по 30 Ом каждый, ток все равно останется равным 225 мА, но напряжение уменьшится вдвое — до 6 В.

Преобразование тока для светодиодов

Отсюда вывод: качественный драйвер гарантирует нагрузке заданный выходной ток независимо от изменяющегося напряжения. В результате led-диод при подаче напряжения 5 В будет светить одинаково ярко в сравнении с источником питания на 10 В при условии сохранения идентичного тока.

Технические характеристики

Необходимость покупки драйвера возникает, если был найден интересный светильник без преобразователя тока. Другой вариант — создание источника света с нуля путем приобретения каждого элемента отдельно.

Перед покупкой преобразователя тока изучите три главные характеристики:

  • выходной ампераж;
  • рабочая мощность;
  • выходной вольтаж.

Выходное напряжение рассчитывается исходя из схемы подключения к питанию и числа светодиодов. Значение тока оказывает воздействие на мощность и уровень свечения. Выходного тока драйвера для led-диодов должно быть достаточно для постоянного и яркого свечения.

Мощность изделия должна быть выше суммарного значения всех светодиодов. Для расчета используется формула P = P (led) × X, где

  • P (led) — мощность диода;
  • X — число диодов.

Для гарантии продолжительной эксплуатации драйвера нужно ориентироваться на запас мощности — покупайте преобразователи номинальной мощностью на 20 – 30 % выше требуемого значения. Не забывайте о цветовом факторе, непосредственно связанном с падением напряжения. Последняя величина изменяется в зависимости от разных цветов.

Срок годности

Срок эксплуатации драйвера несколько меньше по сравнению с оптической составляющей светодиодного светильника — порядка 30 000 часов. Это связано с рядом причин: скачками напряжения, изменениями температуры, влажности и нагрузкой на преобразователь.

Одно из уязвимых мест — сглаживающий конденсатор, в котором со временем испаряется электролит. В большинстве случаев это происходит при монтаже в помещениях с высокой влажностью или подключении к сети, в которой есть скачки напряжения. Подход приведет к повышению пульсаций на выходе устройства, что негативно воздействует на led-диоды.

Нередко срок службы драйвера уменьшается из-за частичной загруженности. Если используется устройство мощностью 200 Вт с уменьшенной в два раза нагрузкой (100 Вт), половина от номинального значения вернется в сеть, что вызовет перегрузку и более частые сбои питания.

Виды драйверов

Существуют две основные категории преобразователей тока для светодиодов — линейного и импульсного типов. На линейном оборудовании выход — генератор тока, гарантирующий стабилизацию при любых перепадах сетевого напряжения. Компонент выполняет плавную подстройку без образования электромагнитных волн высокой частоты. Простые и дешевые изделия с КПД ниже 80 %, что ограничивает область использования до светодиодов и лент малой мощности.

Читайте так же:
Каким проводом точечные светильник подключить

Принцип действия импульсных драйверов сложнее — на выходе образуется серия импульсов тока высокой частоты.

Частота появления импульсов тока всегда постоянна, но коэффициент заполнения может изменяться в диапазоне 10 – 80 %, что приводит к изменению значения выходного тока. Компактные габариты и высокий КПД (90 – 95 %) обусловили широкое распространение импульсных драйверов. Их главный недостаток — большее число электромагнитных помех (в сравнении с линейными).

На стоимости драйвера сказывается наличие или отсутствие гальванической развязки. В последнем случае устройства обычно дешевле, но надежность значительно ниже из-за вероятности поражения током.

Диммируемый драйвер

Диммер — устройство, позволяющее регулировать яркость источников света. Большинство драйверов поддерживают данную функцию. С их помощью понижается интенсивность освещения в светлое время суток, расставляются акценты на определенных предметах интерьера, выполняется зонирование комнаты. Все это предоставляет возможность снижения затрат на электроэнергию и увеличение ресурса отдельных компонентов.

Диммируемый драйвер для светодиодов

Китайские драйверы

Дешевые и низкокачественные китайские драйверы характеризуются отсутствием корпуса. Величина выходного тока обычно не превышает 700 мА. На фоне минимальной стоимости и (возможно) наличия гальванической развязки недостатки выглядят куда более серьезными:

  • короткий срок эксплуатации;
  • ненадежность — дешевые элементы для схем;
  • большие радиочастотные помехи;
  • многочисленные пульсации;
  • слабая защита от высокой температуры и повышения/снижения сетевого напряжения.

Как подобрать драйвер

Если хотите получить качественное устройство, которое прослужит несколько лет и будет выполнять требуемые функции, рекомендуем избегать приобретения дешевых китайских изделий. Далеко не всегда физические параметры таковых совпадают с заявленными значениями. Не покупайте приборы, у которых отсутствуют гарантийные талоны.

Самый простой, средний по качеству и цене вариант — преобразователь тока без корпуса, подключаемый к промышленной сети напряжением 220 В. Выбирая ту или иную модификацию устройства, можно использовать его для одного или нескольких светодиодов. Это отличные элементы, применяемые в лабораторных исследованиях и экспериментах. Для квартиры и дома желательно покупать драйверы с корпусом, поскольку при его отсутствии снижаются надежность и безопасность эксплуатации.

Готовые микросхемы преобразователей тока для светодиодных светильников

На рынке можно встретить готовые микросхемы для преобразования тока. Ниже рассмотрим наиболее популярные из всех:

  1. Supertex HV9910 — импульсный преобразователь с током до 10 мА, не поддерживающий развязку.
  2. ON Semiconductor UC3845 — устройство импульсного типа, выходной ток которого равен 1 А.
  3. Texas Instruments UCC28810 — драйвер импульсного типа с поддержкой развязки и выходным током не более 750 мА.
  4. LM3404HV — отличный вариант для питания светодиодов высокой мощности. Работа построена по принципу преобразователя резонансного типа. Для поддержания номинального тока используется резонансная цепь, состоящая из конденсатора и полупроводникового диода Шоттки. При выборе сопротивления RON есть возможность задать требуемую частоту коммутации.
  5. Maxim MAX16800 — линейный драйвер для малого напряжения (12 В). Выходной ток насчитывает не более 350 мА. Данная схема драйвера для светодиодной лампы — отличный вариант для мощного led-диода или фонарика. Поддерживается диммирование.

Самостоятельная сборка преобразователя для светодиодов 220 В

Рассмотренная схема напоминает блок питания импульсного типа. Для примера возьмем простой блок питания импульсного типа, не имеющий гальванической развязки. Главные преимущества подобной схемы — простота и надежность.

При выборе метода действуйте осторожно, поскольку отсутствуют какие-либо ограничения по выходному току. Светодиоды будут питаться от положенных им 1,5 – 2 А, но если по неосторожности коснуться руками оголенных проводов, значение тока вырастет до десятков ампер и произойдет сильный удар.

Простейшая схема преобразователя тока на 220 В содержит три каскада:

  • делитель напряжения с емкостным резистором;
  • несколько диодов (мост);
  • стабилизатор напряжения.

В первом каскаде емкостной резистор используется для самостоятельной подзарядки конденсатора, не имеет отношения к работе самой схемы. Номинал не имеет значения и обычно составляет от 100 кОм до 1 МОм при мощности не более 1 Вт. В этих целях нельзя выбирать электролитический конденсатор.

Ток через конденсатор проходит до тех пор, пока он полностью не зарядится. Чем ниже емкость конденсатора, тем быстрее завершится процесс. Конденсатор на 0,3 мкФ пропустит через себя меньшую часть от общего напряжения сети.

Читайте так же:
Как подключить светильники с веревочным выключателем

Схема подключения светодиодов с помошью гасящего конденсатора

Диодный мост используется для трансформации переменного напряжения в постоянное. После того как конденсатор «отсечет» практически весь вольтаж, диодный мост выдаст постоянный ток с напряжением 20 – 22 В.

На третьем каскаде устанавливают сглаживающий фильтр для стабилизации напряжения. Конденсатор и диодный мост уменьшают напряжение. Любые изменения напряжения в сети сказываются на выходной амплитуде диодного моста. Для уменьшения пульсации параллельно в схему подключают электролитический конденсатор.

Самостоятельная сборка преобразователя на 10 Ватт

Если хотите своими руками соорудить сетевой драйвер для питания мощного светодиода, воспользуйтесь электронными платами от испорченных экономок. Зачастую подобные светильники прекращают работу именно из-за перегоревших ламп, хотя электронная плата продолжает функционировать. Все компоненты могут применяться для создания блока питания, драйвера и прочих электротехнических приборов. В процессе потребуются конденсаторы, диоды, транзисторы и дроссели.

Разберите вышедшую из строя ртутную лампу мощностью 20 Вт (подходит для драйвера на 10 Вт). В таком случае гарантируется, что дроссель выдержит оказываемую нагрузку. С увеличением потребностей мощности для сетевого драйвера придется выбирать более мощную экономку или вместо дросселя воспользоваться аналогом с огромным сердечником.

Выполните 20 витков на обмотке и паяльником подключите ее к выпрямителю (диодному мосту). Подайте напряжение от промышленной сети 220 В и мультиметром измерьте полученное значение на выходе диодного моста. При использовании инструкции получится значение в районе 9 – 10 В. Светодиодный источник потребляет 0,8 А при номинале 900 мА. Поскольку вы будете подавать ток уменьшенного значения, сможете продлить срок эксплуатации led-диода.

Простой драйвер для 10-ваттного светодиода

Заключение

Несмотря на кажущуюся простоту и надежность, светодиоды более сложны и требовательны, нежели другие источники света. Взять те же источники питания. К примеру, если превысить мощность тока питания люминесцентной лампы на 15 – 25 %, характеристики не ухудшатся. В случае светодиодов срок их эксплуатации снизится в несколько раз. Наличие сетевого драйвера гарантирует подачу одинакового выходного тока независимо от скачков напряжения сети. По этой причине не стоит экономить на покупке данных устройств.

Как правильно выбрать драйвер для светодиодного светильника

Светодиодное освещение приобрело популярность в начале 2000-х годов. С тех времен появилось огромное количество производителей и большое разнообразие светодиодных источников света. Каждый год выпускается более тысячи новинок для всех отраслей рынка. Производители предоставляют гарантию на светильники в среднем от 3 до 5 лет.
Сердцем светодиодного светильника является драйвер — блок питания. В 96% случаях именно он является следствием поломки. Если светильник выходит из строя после гарантийного срока, то не всегда выгодно покупать новый или отправлять его ремонтировать на завод. Удобнее подобрать к нему драйвер, который продлит срок службы светодиодного светильника.

Чтобы правильно подобрать замену блоку питания следует учесть два важных фактора:
1. Драйвер светодиодного светильника имеет на выходе постоянный ток, а не постоянное напряжение. Например, 240 мА, 300 мА, 350 мА, 700 мА и выше.
2. Выходное напряжение драйвера — “плавающее”, т.е. находится в диапазоне значений. Например, от 40В до 97В.

Таким образом итоговая характеристика блока питания может выглядеть следующим образом: Output — выходное напряжение — 65…110В, выходной ток — 700мА.

РАЗБЕРЕМ ПЕРВЫЙ ПРИМЕР

Светодиодный led драйвер

У светодиодного светильника не работает блок питания. Его характеристики:
Выходной ток 350мА, диапазон выходного напряжения 12-35В.
Это означает, что аналогичный драйвер должен быть с выходным током 350мА и диапазоном напряжения, близким к оригиналу, либо быть с более широким интервалом. Например, 10-36В или 12-38В.

ВТОРОЙ ПРИМЕР

Драйвер светодиодного светильника

У светодиодного LED драйвера следующие характеристики: 36х1W, OUTPUT 60-120V, 350mA Max.
Расшифровка: выходное напряжение 60-120В, максимальный выходной ток равен 350мА, максимальная мощность 36Вт.
В данном примере у источника питания широкий выходной диапазон питания. По закону Ома при напряжении 120В и токе 350мА, его мощность должна быть 42Вт, но по маркировке видно, что нагрузка не должна превышать 36Вт.
Поэтому реальный диапазон выходного напряжения у аналога может быть скорректирован до значений, например, 90-108В или 80-114В.

ЛАЙФХАК

Имеют место быть случаи, когда не удается подобрать замену драйверу один в один по току или диапазону напряжения. Попробуйте вместо одного блока питания на светильник, сделать расчет формата “один блок на два светильника”, подключив его параллельно или последовательно.

! При последовательном соединении складывается напряжение. Ток остается неизменным.
! При параллельном соединении складывается значение выходного тока. Напряжение не изменяется.

Рассмотрим на примере по картинке:

Аналог светодиодного драйвера

Output Voltage: 25…40V Output Current: 350mA
Последовательное соединение: (25…40В)+(25…40В) = 50…80В , 350мА
Параллельное соединение: 25…40В , 350мА+350мА = 700мА

Читайте так же:
Как уменьшить ток светодиодных светильников

Как подобрать драйвер светодиода

Светодиодное освещение охватывает все больше потребителей, а его превосходство подтверждает эффективность использования. С помощью светодиодов, освещаются огромные территории, при этом затраты на электроэнергию совсем незначительны. Окупаемость led источников света на сегодняшний день уже ни для кого не новость. Также, примечательным можно назвать ремонтопригодность светодиодной продукции, в отличие от других видов освещения.

Надобность в ремонте происходит по следующим причинам :по истечению срока службы, неправильного использования, бракованных компонентов, несоответствие колебаний напряжения в сети.

Более уязвимым компонентом подсветки является преобразователь, так как он принимает на себя все удары, связаны со скачками напряжения в сети.

Для подключения led освещения применяют светодиодный драйвер и блок питания. Данные компоненты выполняют стабилизацию, однако по функциональности они абсолютно противоположны.

Блок питания – это источник напряжения. Его функциональностью является преобразование и подача стабильного напряжения 5В, 12В, 24В. С его помощью осуществляют подсветку светодиодной лентой, led линейками, led модулями и прочим.

Драйвер для светодиодов – это источник тока. Драйвер выдает стабилизированный ток, при этом имеет интервал выходного напряжения, которое балансирует в зависимости от нагрузки устройства.

Драйвер применяют для подключения светодиода или группы светодиодов. Распространеныдрайвера во многих осветительных приборах, к примеру, светодиодные прожекторы, люстры, светильники, автолампы.

Если к светодиодам или светильнику подключен драйвер, который соответствует параметрам, а также не имеет предельной нагрузки, то длительность использования и стабильно высокая яркость гарантирована. Поэтому, при выборе драйвера для подключения светодиодных источников света, необходимо ориентироваться на следующие характеристики:

  • входное напряжение;
  • выходное напряжение;
  • выходной ток;
  • степень защиты от влаги и пыли;
  • выходная мощность.

Все эти параметры можно посмотреть на драйвере. Наиболее важными характеристиками являются первые три. Параметр входного напряжения указывает безопасное рабочее напряжение. Выделяют несколько видов таких преобразователей:

  • драйвер 12В;
  • драйвер 12-24В;
  • драйвер 220В (185 – 240В).

Если при выборе преобразователя не учесть этот параметр, то возможен выход из строя данного устройства.

Выходное напряжение всегда обозначается интервалом. Универсальный led драйвер имеет широкий диапазон выходного напряжения. Чтобы правильно подобрать драйвер по выходному напряжению, достаточно посмотреть его на старом источнике тока, при этом интервал должен соответствовать или быть в пределах.

Что делать, если нет информации о выходном напряжении? В этом случае необходимо узнать рабочее напряжение светодиода. К примеру, светодиод 3 Вт (белого свечения) имеет рабочее напряжение от 3,4В до 3,6В. Источник света имеет 10 шт. таких светодиодов, которые соединены последовательно. Соответственно, чтобы узнать интервал рабочего напряжения источника освещения, необходимо параметры одного светодиода умножить на десять. В данном случае имеет от 34В до 36В.

Выходной ток является стабилизированным, и должен соответствовать при замене драйвера. Если старый преобразователь имеет ток 320мА, а мы устанавливаем новый на 300мА – это не критично. В этом случае есть запас, при котором увеличивается срок службы диодов. Однако если ток существенно выше необходимого, то срок работы такого устройства обречен на перегорание светоизлучающих полупроводников.

Для светодиодов 1Вт применяют драйвера с током 280-350А, 3Вт применяют 650-750А.

Если драйвер имеет постоянный контакт с внешней средой, то наличие защиты от влаги и пыли является обязательным. Различают следующие популярные степени защиты драйверов:

  • драйвер IP20 – представлен в виде платы без корпуса. Устанавливается внутрь устройств, светильников и прочих приборов.
  • led драйвер IP44 – IP54 – имеет вид платы в корпусе. Зачастую корпус изготовлен из пластика. Такая защита служит, скорее всего, для оформления или безопасности использования.

Принцип работы источников питания

Почти полуторавековая «эра» применения ламп накаливания в настоящее время подходит к концу. На смену им на короткое время сначала пришли энергосберегающие люминесцентные лампы, а в последнее время все более прочные позиции занимают светодиодные светильники.

К сожалению, принципы питания электрических ламп накаливания настолько укоренились в массовом сознании, что механически переносятся и на светодиодные светильники. Однако, если лампу накаливания достаточно подключить к соответствующему напряжению, неважно, переменного или постоянного тока, чтобы она светила, то светодиодам требуются источники питания с особыми характеристиками, которые мы сейчас и рассмотрим.

Светодиод представляет собой полупроводниковый кристалл, состоящий из двух зон, одна из которых содержит свободные электроны, а другая — «дырки». Свечение возникает при рекомбинации электронов и «дырок» в области перехода между этими двумя зонами. Яркость свечения в первом приближении пропорциональна силе протекающего через него тока.

А как же быть с напряжением? Ведь лампы накаливания способны светить при самых разных величинах питающего напряжения — от долей вольта до нескольких тысяч вольт, лишь бы сопротивление спирали соответствовало нужному значению в соответствии с законом Ома. Оказывается, никак! P-N-переход — структура, обладающая фиксированным порогом, при котором возникает излучение света и зависящем только от материала кристалла и технологии его изготовления. Для светодиодов разного цвета он составляет от 1,6 В (инфракрасные и красные) до 4,4 В (ультрафиолетовые) — Рис. 1. Зависимость падения напряжения на P-N-переходе светодиодов разного цвета от силы протекающего через них тока

Схема 1

Наиболее часто применяемые для освещения белые светодиоды (на самом деле они либо синие, либо ультрафиолетовые, покрытые люминофором, переизлучающим свет в видимом диапазоне), имеют падение на P-N-переходе порядка 3…3,3 В. Таким образом, светодиоды, в принципе, являются низковольными источниками света, к тому же требующими для своего питания постоянный ток. К относительно высокому напряжению их можно подключать, лишь соединив несколько светодиодов последовательно в «гирлянду».

Как видно из Рис. 1, пока напряжение через P-N-переход светодиода не достигло порога открывания, ток через него практически не протекает и свет не излучается вообще! Как только переход открылся и через него начал протекать ток, начинается свечение. При этом минимальное приращение напряжения на P-N-переходе ведет к драматическому повышению тока через него (линия вольт-амперной характеристики идет почти вертикально). Если же при этом учесть, что протекание тока через светодиод вызывает его нагрев, при котором падение напряжения на P-N-переходе снижается, то очевидно, что при питании светодиодов стабильным напряжением ток через них будет все время возрастать, пока выделяющееся на кристалле тепло не превысит максимально допустимое значение и он не разрушится от теплового пробоя. Особенно критичен данный эффект для мощных светодиодов (0,5…1…2…5 Вт), которые по определению выделяют достаточно много тепла.

Поэтому светодиоды следует питать не стабильным напряжением, а стабильным током! А падение напряжения на P-N-переходе будет таким, какое уж получится при данном токе и температуре кристалла. Таким образом, источники питания для светодиодов (их еще называют «драйверами», т.е. «водителями») являются стабилизаторами тока.

Поскольку мы здесь рассматриваем только сетевые источники питания, то опустим особенности конструкции низковольтных светодиодных лент и светодиодных фонариков.

По принципу стабилизации выходного тока светодиодные драйверы, питающиеся от сети переменного тока напряжением 230 В (с 2014 г. действует ГОСТ 32144-2013, в котором это напряжение задекларировано вместо привычных 220 В), можно подразделить:

— на базе реактивного сопротивления балластного конденсатора
— на базе импульсных преобразователей входного переменного напряжения в постоянный выходной ток

Конденсаторный драйвер является самым простым по конструкции, но в то же время и с самыми отвратительными характеристиками излучаемого света. Поскольку на частоте 50 Гц через балластный конденсатор протекает примерно 70 мА тока на каждую микрофараду емкости, то очевидно, что для питания даже одноваттных светодиодов током до 350 мА, потребуется емкость порядка 4…5 мкФ. Габариты такого конденсатора будут чрезмерно большими, а пульсации яркости светильника с таким драйвером — неприемлемо высокими.

Рис. 2 Пульсации яркости светодиодной лампы с конденсаторным драйвером, фиксируемые камерой смартфона (горизонтальные чередующиеся темные и светлые полосы)

У конденсаторных драйверов есть еще оно крайне неприятное свойство. При подаче питания на пике синусоиды сетевого напряжения импульс тока через конденсатор намного превышает допустимый для светодиодов, вызывая их электрический пробой.

На Рис. 3 приведены фото двух светодиодных ламп. Слева — с конденсаторным драйвером и справа – с полупроводниковым преобразователем. Как видно, пульсации яркости левой лампы с частотой сети не позволяют отнести ее к категории полезных для глаз.

Таким образом, задачей драйвера, предназначенного для питания светодиодных светильников, является формирование стабильного тока через них, при напряжении, соответствующем текущему падению на цепочке светодиодов.

По принципу связи с питающим сетевым напряжением транзисторные драйверы можно подразделить на изолированные, в которых выходные клеммы подачи напряжения на светодиоды (т.н. «холодная» часть), никак не связаны гальванически со входными цепями («горячая» часть) и неизолированные, в которых выходные клеммы тоже «горячие», т.е. гальванически соединены со входными. Драйверы первого типа предназначены для светильников, эксплуатирующихся под открытым небом и подвергающихся всем воздействиям непогоды (сырость, туман, дождь, снег и т.п.), а также в сырых помещениях и в ручных светильниках. Драйверы второго типа можно использовать в стационарных светильниках, размещаемых в помещениях с низкой влажностью, если не предусматривается прикосновения к ним руками. Конечно, и в этих случаях можно использовать драйверы первого типа, если устраивает их цена (первые, как правило, дороже вторых).

Опциональным (необязательным, но весьма желательным) узлом драйверов, а для светильников мощностью 20 Вт и более — обязательным, является корректор коэффициента мощности (ККМ или англоязычный термин —Power Factor Corrector, PFL). Он существенно снижает влияние выпрямителя с емкостным фильтром на форму сетевого напряжения (Рис. 4).

Диодно-конденсаторный корректор

Рис. 4 Искажения формы сетевого напряжения из-за влияния выпрямителя
с емкостным фильтром без корректора коэффициента мощности

Высокопроизводительный ККМ с хорошими параметрами выполняется на специализированных микросхемах. Рекомендуемый иногда (с целью удешевления) пассивный диодно-конденсаторный ККМ (Рис. 5) увеличивает уровень пульсаций выпрямленного сетевого напряжения, а следовательно, пульсаций яркости светильников и для глаз также не полезен.

На входе преобразователя обычно размещается сетевой противопомеховый конденсаторно-дроссельный фильтр (Рис. 6), главной задачей которого является отнюдь не защита самого преобразователя, а наоборот — предотвращение проникновения импульсных помех, формируемых преобразователем, в сеть, поскольку они могут привести к сбоям некоторых электронных устройств (модемы, телефоны и т.п.). В состав ККМ он обычно входит по умолчанию (Рис. 6).

Важным параметром источников питания светодиодных светильников является мощность, которую они могут обеспечить на светодиодах. Не углубляясь в обсуждение принципиальной разницы между вольт-амперами (В˖А) и Ваттами (Вт) и учитывая, что на каждом P-N-переходе падает 3…3,3 В, можно прикинуть, что светодиод мощностью один ватт потребляет ток, равный 0,3…0,35 А. Двухваттный — соответственно, 0,6…0,7 А и т.д. Мощность светодиодов, соединенных последовательно, суммируется, а поскольку на каждом из них падают те же 3…3,3 В, то суммируется и падение напряжения на их цепочке, тогда, как ток через нее остается неизменным, независимо от количества последовательно включенных светодиодов. Указанные токи являются максимально допустимыми при длительной (непрерывной) работе, разогревая кристалл светодиода до достаточно высоких температур. Практически для работы выбирают примерно 80 % от максимального значения допустимого тока. Яркость свечения при этом падает незначительно (практически незаметно для глаз), а вот нагрев — существенно, продлевая срок функционирования светодиодов.

Хотя выше было указано, что выходное напряжение источника питания светодиодных светильников является вторичным и некритичным параметром, вместе с тем, его следует учитывать при выборе драйвера. Если в техническом описании указано, что он способен обеспечить на выходе 15…115 В, то значит, что к такому драйверу можно подключить от 5 до 36 светодиодов, соединенных последовательно в одну цепочку (3…3,3 В ˖ 5…36 = 15…118 В).

Размеры драйвера хоть и являются второстепенным параметром, однако, могут сыграть определенную роль в конструкции светодиодных светильников, обеспечивая их миниатюризацию.

В заключение хотелось бы развеять широко распространенное заблуждение о необходимости защиты выхода светодиодного драйвера от короткого замыкания. Для стабилизаторов напряжения справедлива редакция формулы закона Ома:

где: I — ток нагрузки, U — выходное напряжение, R — сопротивление нагрузки.

При R, стремящемся к бесконечности (отсутствие нагрузки), выходной ток I стремится к нулю независимо от значения выходного напряжения U. И наоборот, при коротком замыкании (К.З.) выхода (R → 0) выходной ток стремится к бесконечности. Естественно, такой аварийной ситуации следует избегать, вводя в схему узел защиты от превышения выходного тока.

Для светодиодных драйверов, являющихся стабилизаторами тока, действует другая редакция формулы закона Ома:

Исходя из нее, видим, что при стремящемся к нулю сопротивлении нагрузки, к нулю стремится и выходное напряжение, независимо от установленного тока. Это значит, что режим К.З. их выхода (в отличие от стабилизаторов напряжения) является штатным. Иными словами, выходной ток больше того, на который настроен драйвер, не будет превышен никогда! А вот обрыв нагрузки, при котором ее сопротивление стремится к бесконечности, ведет к такому же, стремящемуся к бесконечности, росту выходного напряжения. Поскольку идеальных компонентов не бывает, это напряжение «найдет себе дорогу», разрушив (пробив) выходные цепи драйвера (Рис. 7). Поэтому светодиодный драйвер обязательно должен быть защищен от аварийного обрыва нагрузки, который является намного более вероятным, чем К.З.

Разрушение сетевого драйвера

Рис. 7 Разрушение сетевого драйвера светодиодного светильника
вследствие обрыва цепочки питаемых им светодиодов

Электрооборудование, выполненное непрофессионалами не сможет должным образом обеспечить надёжную работу ваших светодиодных светильников. Покупайте продукцию только у проверенных производителей.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector