Nedílnou součástí každé vysoce kvalitní LED lampy nebo svítidla je ovladač. Ve vztahu k osvětlení je třeba pojem „ovladač“ chápat jako elektronický obvod, který převádí vstupní napětí na stabilizovaný proud dané hodnoty. Funkčnost driveru je dána šířkou rozsahu vstupního napětí, možností nastavení výstupních parametrů, náchylností na změny v napájecí síti a účinností.

Ukazatele kvality lampy nebo lampy jako celku, životnost a cena závisí na uvedených funkcích. Všechny napájecí zdroje (PS) pro LED jsou konvenčně rozděleny na lineární a pulzní převodníky. Lineární zdroje mohou mít proudovou nebo napěťovou stabilizační jednotku. Radioamatéři často konstruují obvody tohoto typu vlastníma rukama pomocí mikroobvodu LM317. Takové zařízení se snadno sestavuje a má nízké náklady. Ale vzhledem k velmi nízké účinnosti a zjevným omezením výkonu připojených LED jsou vyhlídky na vývoj lineárních měničů omezené.

Přepínací ovladače mohou mít účinnost více než 90 % a vysoký stupeň ochrany proti rušení sítě. Jejich příkon je desítkykrát menší než výkon dodávaný do zátěže. Díky tomu je lze vyrábět v uzavřeném pouzdře a nebojí se přehřátí.

První pulzní stabilizátory měly složité zařízení bez ochrany při nečinnosti. Poté byly modernizovány a díky rychlému rozvoji LED technologií se objevily specializované čipy s frekvenční a pulzně šířkovou modulací.

Napájecí obvod LED na bázi kondenzátorového děliče

Design levných 220V LED žárovek z Číny bohužel neposkytuje ani lineární, ani pulzní stabilizátor. Čínský průmysl, motivovaný výjimečně nízkou cenou hotového výrobku, dokázal co nejvíce zjednodušit napájecí obvod. Říkat to řidiči není správné, protože zde není žádná stabilizace. Obrázek ukazuje, že elektrický obvod lampy je navržen pro provoz ze sítě 220V. Střídavé napětí je redukováno RC obvodem a přiváděno na diodový můstek. Poté je usměrněné napětí částečně vyhlazeno kondenzátorem a je přiváděno k LED přes odpor omezující proud. Tento obvod nemá galvanické oddělení, to znamená, že všechny prvky jsou neustále na vysokém potenciálu.

V důsledku toho vedou časté poklesy síťového napětí k blikání LED lampy. Naopak nadměrné síťové napětí způsobuje nevratný proces stárnutí kondenzátoru se ztrátou kapacity a někdy způsobí jeho prasknutí. Stojí za zmínku, že další vážnou negativní stránkou tohoto schématu je zrychlený proces degradace LED v důsledku nestabilního napájecího proudu.

Obvod ovladače pro CPC9909

Moderní pulzní ovladače pro LED lampy mají jednoduchý obvod, takže si ho snadno vyrobíte i vlastníma rukama. Dnes se pro sestavení ovladačů vyrábí řada integrovaných obvodů, speciálně navržených pro řízení vysoce výkonných LED. Pro zjednodušení úkolu pro milovníky elektronických obvodů poskytují vývojáři integrovaných ovladačů pro LED v dokumentaci typická schémata zapojení a výpočty elektroinstalačních prvků.

Obecná informace

Americká společnost Ixys zahájila výrobu čipu CPC9909, určeného pro ovládání LED sestav a vysoce svítivých LED. Ovladač založený na CPC9909 má malou velikost a nevyžaduje velké investice. IC CPC9909 se vyrábí v planárním provedení s 8 piny (SOIC-8) a má vestavěný regulátor napětí.

Díky přítomnosti stabilizátoru je pracovní rozsah vstupního napětí 12-550V ze stejnosměrného zdroje. Minimální úbytek napětí na LED je 10 % napájecího napětí. Proto je CPC9909 ideální pro připojení vysokonapěťových LED. IC funguje perfektně v rozsahu teplot od -55 do +85°C, což znamená, že je vhodné pro navrhování LED svítidel a svítidel pro venkovní osvětlení.

Přiřazení pinu

Za zmínku stojí, že s pomocí CPC9909 můžete nejen zapínat a vypínat výkonnou LED, ale také ovládat její záři. Chcete-li se dozvědět o všech možnostech IC, zvažte účel jeho závěrů.

1. VIN. Určeno k napájení napájecího napětí.
2. CS. Určeno pro připojení externího proudového senzoru (rezistoru), kterým se nastavuje maximální proud LED.
3. GND. Obecný výstup ovladače.
4. BRÁNA. Výstup mikroobvodu. Přivádí modulovaný signál do hradla výkonového tranzistoru.
5. P.W.M.D. Vstup nízkofrekvenčního stmívání.
6. VDD. Výstup pro regulaci napájecího napětí. Ve většině případů je připojen přes kondenzátor na společný vodič.
7. L.D. Navrženo pro nastavení analogového stmívání.
8. RT. Určeno pro připojení odporu pro nastavení času.

Schéma a princip jeho fungování

Typické zapojení CPC9909 napájeného ze sítě 220V je znázorněno na obrázku. Obvod je schopen řídit jednu nebo více vysoce výkonných nebo vysoce svítivých LED diod. Obvod lze snadno sestavit vlastníma rukama, dokonce i doma. Hotový ovladač nevyžaduje úpravu, s ohledem na správný výběr vnějších prvků a dodržování pravidel pro jejich instalaci.
Ovladač pro 220V LED lampu založený na CPC9909 pracuje metodou pulzní frekvenční modulace. To znamená, že doba pauzy je konstantní (time-off=const). Střídavé napětí je usměrněno diodovým můstkem a vyhlazeno kapacitním filtrem C1, C2. Poté přejde na vstup VIN mikroobvodu a spustí proces generování proudových impulsů na výstupu GATE. Výstupní proud IC pohání výkonový tranzistor Q1. V okamžiku otevření tranzistoru (doba pulsu „time-on“) protéká obvodem zátěžový proud: „+ diodový můstek“ – LED – L – Q1 – R S – „-diodový můstek“.
Během této doby induktor akumuluje energii, aby ji během pauzy přenesl do zátěže. Když se tranzistor sepne, energie induktoru poskytuje zatěžovací proud v obvodu: L – D1 – LED – L.
Proces je cyklický a výsledkem je pilovitý proud skrz LED. Maximální a minimální hodnota pily závisí na indukčnosti induktoru a pracovní frekvenci.
Pulzní frekvence je určena hodnotou odporu RT. Amplituda impulsů závisí na odporu rezistoru RS. Proud LED je stabilizován porovnáním vnitřního referenčního napětí integrovaného obvodu s poklesem napětí na R S . Pojistka a termistor chrání obvod před možnými nouzovými stavy.

Výpočet vnějších prvků

Rezistor pro nastavení frekvence

Doba trvání pauzy je nastavena externím rezistorem RT a určena pomocí zjednodušeného vzorce:

t pauza =RT /66000+0,8 (us).

Doba pauzy zase souvisí s pracovním cyklem a frekvencí:

t pauza =(1-D)/f (s), kde D je pracovní cyklus, což je poměr doby pulzu k periodě.

Snímač proudu

Jmenovitý odpor R S udává hodnotu amplitudy proudu procházejícího LED a vypočítá se podle vzorce: R S =U CS /(I LED +0,5*I L impuls), kde U CS je kalibrované referenční napětí rovné 0,25 V;

I LED – proud přes LED;

I L pulse – hodnota zvlnění zatěžovacího proudu, která by neměla překročit 30%, tedy 0,3*I LED.

Po transformaci bude mít vzorec tvar: R S =0,25/1,15*I LED (Ohm).

Výkon rozptýlený proudovým snímačem je určen vzorcem: P S =R S *I LED *D (W).

Pro instalaci je akceptován odpor s výkonovou rezervou 1,5-2 krát.

Plyn

Jak je známo, proud induktoru se nemůže náhle změnit, během pulsu se zvyšuje a během pauzy klesá. Úkolem radioamatéra je vybrat cívku s indukčností, která poskytuje kompromis mezi kvalitou výstupního signálu a jeho rozměry. Chcete-li to provést, nezapomeňte na úroveň zvlnění, která by neměla přesáhnout 30%. Pak budete potřebovat indukčnost s nominální hodnotou:

L=(US LED *t pauza)/ I L impuls, kde U LED je úbytek napětí na LED(kách), převzatý z I-V charakteristické křivky.

Napájecí filtr

V napájecím obvodu jsou instalovány dva kondenzátory: C1 – pro vyhlazení usměrněného napětí a C2 – pro kompenzaci frekvenčního rušení. Protože CPC9909 pracuje v širokém rozsahu vstupního napětí, není potřeba velká elektrolytická kapacita C1. 22 uF bude stačit, ale je možné i více. Kapacita kovového filmu C2 pro obvod tohoto typu je standardní - 0,1 μF. Oba kondenzátory musí odolat napětí minimálně 400V.

Výrobce čipu však trvá na instalaci kondenzátorů C1 a C2 s nízkým ekvivalentním sériovým odporem (ESR), aby se předešlo negativnímu dopadu vysokofrekvenčního šumu, ke kterému dochází při přepnutí ovladače.

Usměrňovač

Diodový můstek se volí na základě maximálního dopředného proudu a zpětného napětí. Pro provoz v síti 220V musí být její zpětné napětí minimálně 600V. Vypočtená hodnota propustného proudu přímo závisí na zatěžovacím proudu a je definována jako: I AC =(π*I LED)/2√2, A.

Výslednou hodnotu je nutné pro zvýšení spolehlivosti obvodu vynásobit dvěma.

Výběr zbývajících prvků obvodu

Kondenzátor C3 instalovaný v napájecím obvodu mikroobvodu by měl mít kapacitu 0,1 µF s nízkou hodnotou ESR, podobně jako C1 a C2. Nepoužité piny PWMD a LD jsou také připojeny ke společnému vodiči přes C3.

Tranzistor Q1 a dioda D1 pracují v pulzním režimu. Proto by měl být výběr proveden s ohledem na jejich frekvenční vlastnosti. Pouze prvky s krátkou dobou zotavení budou schopny zadržet negativní dopad přechodových jevů v okamžiku přepnutí na frekvenci cca 100 kHz. Maximální proud přes Q1 a D1 se rovná hodnotě amplitudy proudu LED, přičemž se bere v úvahu zvolený pracovní cyklus: I Q1 = I D1 = D*I LED, A.

Napětí přivedené na Q1 a D1 je pulzní povahy, ale ne více než usměrněné napětí s přihlédnutím ke kapacitnímu filtru, tj. 280V. Volba výkonových prvků Q1 a D1 by měla být provedena s rezervou, přičemž vypočtená data se vynásobí dvěma.

Pojistka chrání obvod před nouzovými zkraty a musí dlouhodobě odolávat maximálnímu zatěžovacímu proudu včetně impulsního šumu.

I FUSE =5*I AC, A.

Instalace termistoru RTH je nezbytná pro omezení zapínacího proudu budiče, když je filtrační kondenzátor vybitý. RTH musí svým odporem chránit diody můstkového usměrňovače před průrazem v prvních sekundách provozu.

R TH = (√2*220)/5*I AC, Ohm.

Další možnosti pro povolení CPC9909

Pozvolný start a analogové stmívání

V případě potřeby může CPC9909 zajistit jemné rozsvícení LED, jak se jeho jas postupně zvyšuje. Měkký start je realizován pomocí dvou pevných rezistorů připojených na LD pin, jak je znázorněno na obrázku. Toto řešení umožňuje prodloužit životnost LED.

Také pin LD umožňuje implementovat funkci analogového stmívání. K tomu je odpor 2,2 kOhm nahrazen proměnným odporem 5,1 kOhm, čímž se plynule mění potenciál na kolíku LD.

Pulzní stmívání

Můžete ovládat záři LED přivedením obdélníkových impulsů na kolík PWMD (pulse width modulation dimming). K tomu se používá mikrokontrolér nebo pulzní generátor s povinným oddělením přes optočlen.

Kromě uvažované možnosti ovladače pro LED žárovky existují podobná řešení obvodů od jiných výrobců: HV9910, HV9961, PT4115, NE555, RCD-24 atd. Každý z nich má své silné a slabé stránky, ale obecně úspěšně vyrovnat se s přiděleným zatížením při montáži vlastníma rukama.

Přečtěte si také

Každá LED lampa se skládá z několika částí (komponentů): tělo lampy, driver, LED diody a radiátor nebo deska pro odvod tepla.

V tomto článku se podíváme na to, co je ovladač, jeho hlavní vlastnosti a jak vybrat správnou lampu, aby ovladač nainstalovaný v něm vydržel co nejvíce času.

Začněme tím, co je řidič? Mnoho lidí si plete napájecí zdroj a driver, rozdíl mezi nimi je ten, že napájecí zdroje stabilizují napětí a driver stabilizuje proud, který je nutný pro napájení LED. Vzhledem k tomu, že uvažujeme o lampách, budeme předpokládat, že používají LED s výkonem 1 watt.

LED diody fungují z konstantního zdroje energie, takže pro jejich připojení je třeba snížit střídavé napětí. Jakákoli LED lampa (která má LED obvody) má parametry, jako je výkon, jmenovitý proud a napětí. Tyto parametry je rozhodně třeba vzít v úvahu při výběru ovladače pro lampu. Podívejme se na tyto parametry v pořadí:

1. Výkon. Maximální výkon ovladače pro LED lampu je indikován výrobcem na štítku a ukazuje, jakou maximální zátěž lze připojit. Označení například označuje (30x36)x1W, to znamená, že k tomuto ovladači lze připojit cca 30-36 jednowattových LED. Pokud mluvíme o připojení 12 nebo 24 V LED pásků nebo modulů, je třeba vzít v úvahu, že pro ně nabízené zdroje omezují napětí, nikoli proud, to znamená, že nejsou ovladači v přijímané terminologii. To znamená, že za prvé musíte pečlivě sledovat výkon zátěže připojené ke konkrétnímu zdroji napájení. Při výběru driveru pro pásku nebo moduly je třeba vzít v úvahu, že výkon zdroje je přibližně o 20%-30% vyšší než výkon obvodu, není třeba šetřit a zatěžovat zdroj „do kapacita“; je lepší nainstalovat dva nebo více zdrojů energie nebo zvolit výkonnější. Pokud tak neučiníte, zdroj se začne zahřívat a rychle selže.

2. Jmenovité parametry proudu a napětí. Na všech LED diodách výrobce uvádí jmenovitý proud, proto je třeba na základě toho vybírat ovladače LED. Nejčastěji se ve svítidlech používají budiče LED se jmenovitým proudem 350 a 700 miliampérů. 350 mA je MAXIMÁLNÍ provozní proud. To znamená, že pro delší provoz je nutné použít napájecí zdroj s proudem 300-330 mA. Totéž platí pro paralelní zapojení - proud na LED by neměl překročit specifikovanou hodnotu 300-330 mA. To neznamená, že provoz při vyšším proudu způsobí selhání LED. Ale při nedostatečném odvodu tepla může každý miliampér navíc zkrátit životnost lampy. Kromě toho, čím vyšší proud, tím nižší je účinnost LED, což znamená, že se více zahřívá a tím zkracuje životnost lampy. Pokud mluvíme o LED páscích a modulech, obvykle se vyrábějí ve dvou napěťových normách - 12 a 24 Voltů. Zdroje jsou označeny hodnotami napětí a výkonu.

3. Třída těsnosti a ochrany proti vlhkosti (IP). V současné době je třída ochrany určena dvěma čísly uvedenými za zkratkou IP (IP = Ingress Protection). První číslice označuje třídu ochrany proti pronikání pevných cizích těles do zařízení (prach). Druhá označuje třídu ochrany proti pronikání kapalných cizích těles (vody). Je třeba poznamenat, že třída ochrany IP nevypovídá nic o okolní teplotě, při které je lampa provozována.

1. číslice	Označení	2. číslice	Označení
IP0X	Neexistuje žádná ochrana.	IPX0	Neexistuje žádná ochrana.
IP1X	Ochrana proti velkým cizím tělesům D>50 mm. Nedostatek ochrany proti úmyslnému vniknutí.	IPX1	Ochrana proti vertikálně padajícím kapkám vody.
IP2X	Ochrana proti středně velkým cizím tělesům D>12mm. Držte prsty dál.	IPX2	Ochrana proti diagonálně padajícím kapkám vody, 15° vzhledem k běžnému umístění předmětu.
IP3X	Ochrana proti malým cizím tělesům D>2,5 mm. Udržujte přístroj a kabel mimo dosah.	IPX3	Ochrana proti malému postříkání vodou až do úhlu 60° vzhledem k běžnému umístění předmětu.
IP4X	Ochrana proti pískovým nečistotám D>1mm. Udržujte nářadí a kabel mimo dosah.	IPX4	Ochrana proti velkému množství stříkající vody ze všech stran.
IP5X	Ochrana proti usazeninám prachu	IPX5	Ochrana před silnými proudy vody ze všech směrů.
IP6X	Ochrana proti prachu	IPX6	Ochrana proti dočasnému zaplavení (silný proud vody).

Standardní obvod ovladače LED RT4115 je znázorněn na obrázku níže:

Napájecí napětí by mělo být alespoň o 1,5-2 voltů vyšší než celkové napětí na LED. Podle toho lze v rozsahu napájecího napětí od 6 do 30 voltů k ovladači připojit 1 až 7-8 LED.

Maximální napájecí napětí mikroobvodu 45V, ale provoz v tomto režimu není zaručen (raději věnujte pozornost podobnému mikroobvodu).

Proud procházející LED diodami má trojúhelníkový tvar s maximální odchylkou od průměrné hodnoty ±15 %. Průměrný proud procházející LED diodami je nastaven rezistorem a vypočítán podle vzorce:

I LED = 0,1 / R

Minimální přípustná hodnota je R = 0,082 Ohm, což odpovídá maximálnímu proudu 1,2 A.

Odchylka proudu procházejícího LED od vypočteného nepřesahuje 5% za předpokladu, že je instalován odpor R s maximální odchylkou od jmenovité hodnoty 1%.

Takže pro rozsvícení LED při konstantním jasu necháme DIM pin viset ve vzduchu (je vytažen až na úroveň 5V uvnitř PT4115). V tomto případě je výstupní proud určen pouze odporem R.

Pokud mezi pin DIM a zem připojíme kondenzátor, získáme efekt plynulého rozsvícení LED diod. Doba potřebná k dosažení maximálního jasu bude záviset na kapacitě kondenzátoru; čím větší je, tím déle bude lampa svítit.

Pro referenci: Každý nanofarad kapacity prodlužuje dobu zapnutí o 0,8 ms.

Pokud chcete vytvořit stmívatelný ovladač pro LED s nastavením jasu od 0 do 100 %, můžete se uchýlit k jedné ze dvou metod:

1. První způsob předpokládá, že na vstup DIM je přiváděno konstantní napětí v rozsahu od 0 do 6V. V tomto případě se nastavení jasu od 0 do 100 % provádí při napětí na kolíku DIM od 0,5 do 2,5 voltů. Zvýšení napětí nad 2,5 V (a do 6 V) neovlivňuje proud procházející LED (jas se nemění). Naopak snížení napětí na úroveň 0,3V nebo nižší vede k vypnutí obvodu a jeho přepnutí do pohotovostního režimu (spotřeba proudu klesne na 95 μA). Můžete tak efektivně ovládat provoz ovladače bez odpojení napájecího napětí.
2. Druhý způsob zahrnuje dodávku signálu z pulsně-šířkového měniče s výstupní frekvencí 100-20000 Hz, jas bude určen pracovním cyklem (pulsní pracovní cyklus). Pokud například vysoká úroveň trvá 1/4 periody a nízká úroveň 3/4, bude to odpovídat úrovni jasu 25 % maxima. Musíte pochopit, že pracovní frekvence ovladače je určena indukčností induktoru a v žádném případě nezávisí na frekvenci stmívání.

Obvod ovladače LED PT4115 se stmívačem konstantního napětí je znázorněn na obrázku níže:

Tento obvod pro nastavení jasu LED funguje skvěle díky tomu, že uvnitř čipu je pin DIM „vytažen“ na 5V sběrnici přes odpor 200 kOhm. Když je tedy jezdec potenciometru v nejnižší poloze, vytvoří se dělič napětí 200 + 200 kOhm a na pinu DIM se vytvoří potenciál 5/2 = 2,5V, což odpovídá 100% jasu.

Jak schéma funguje

V prvním okamžiku, kdy je přivedeno vstupní napětí, je proud přes R a L nulový a výstupní spínač zabudovaný v mikroobvodu je rozpojený. Proud přes LED začne postupně narůstat. Rychlost nárůstu proudu závisí na velikosti indukčnosti a napájecího napětí. Obvodový komparátor porovnává potenciály před a za rezistorem R a jakmile je rozdíl 115 mV, objeví se na jeho výstupu nízká úroveň, která sepne výstupní spínač.

Díky energii uložené v indukčnosti proud přes LED nezmizí okamžitě, ale začne postupně klesat. Postupně se snižuje úbytek napětí na rezistoru R. Jakmile dosáhne hodnoty 85 mV, komparátor opět vydá signál k rozepnutí výstupního spínače. A celý cyklus se opakuje dokola.

Pokud je potřeba zmenšit rozsah vlnění proudu přes LED, je možné paralelně s LED zapojit kondenzátor. Čím větší je jeho kapacita, tím více se vyhladí trojúhelníkový tvar proudu procházejícího LED a tím více se bude podobat sinusovému. Kondenzátor neovlivňuje pracovní frekvenci nebo účinnost budiče, ale prodlužuje dobu, za kterou se ustálí specifikovaný proud procházející LED.

Důležité montážní detaily

Důležitým prvkem obvodu je kondenzátor C1. Nejenže vyhlazuje vlnění, ale také kompenzuje energii akumulovanou v induktoru v okamžiku sepnutí výstupního spínače. Bez C1 bude energie uložená v induktoru proudit přes Schottkyho diodu do napájecí sběrnice a může způsobit poruchu mikroobvodu. Pokud tedy zapnete ovladač bez kondenzátoru, který posunuje napájení, je téměř zaručeno, že se mikroobvod vypne. A čím větší je indukčnost induktoru, tím větší je pravděpodobnost spálení mikrokontroléru.

Minimální kapacita kondenzátoru C1 je 4,7 µF (a když je obvod napájen pulzujícím napětím za diodovým můstkem - alespoň 100 µF).

Kondenzátor by měl být umístěn co nejblíže čipu a mít co nejnižší hodnotu ESR (tj. tantalové kondenzátory jsou vítány).

Velmi důležité je také zodpovědně přistupovat k výběru diody. Musí mít nízký úbytek napětí v propustném směru, krátkou dobu zotavení při spínání a stabilitu parametrů při zvyšování teploty p-n přechodu, aby se zabránilo nárůstu svodového proudu.

V zásadě můžete vzít běžnou diodu, ale pro tyto požadavky jsou nejvhodnější Schottkyho diody. Například STPS2H100A v SMD verzi (napětí vpřed 0,65V, vzad - 100V, pulzní proud do 75A, provozní teplota do 156°C) nebo FR103 v pouzdře DO-41 (zpětné napětí do 200V, proud do 30A, teplota do 150 °C). Velmi dobře si vedly běžné SS34, které můžete vytáhnout ze starých desek nebo koupit celé balení za 90 rublů.

Indukčnost induktoru závisí na výstupním proudu (viz tabulka níže). Nesprávně zvolená hodnota indukčnosti může vést ke zvýšení výkonu rozptýleného na mikroobvodu a překročení limitů provozní teploty.

Pokud se přehřeje nad 160°C, mikroobvod se automaticky vypne a zůstane ve vypnutém stavu, dokud nevychladne na 140°C, poté se automaticky spustí.

Navzdory dostupným tabulkovým údajům je přípustné instalovat cívku s odchylkou indukčnosti větší, než je jmenovitá hodnota. V tomto případě se účinnost celého okruhu změní, ale zůstane funkční.

Můžete si vzít tovární tlumivku, nebo si ji můžete vyrobit sami z feritového kroužku ze spálené základní desky a drátu PEL-0,35.

Pokud je důležitá maximální autonomie zařízení (přenosné lampy, lucerny), pak má smysl trávit čas pečlivým výběrem induktoru, aby se zvýšila účinnost obvodu. Při nízkých proudech musí být indukčnost větší, aby se minimalizovaly chyby řízení proudu vyplývající ze zpoždění při spínání tranzistoru.

Tlumivka by měla být umístěna co nejblíže SW pinu, ideálně připojena přímo k němu.

A nakonec nejpřesnějším prvkem obvodu budiče LED je rezistor R. Jak již bylo řečeno, jeho minimální hodnota je 0,082 Ohmů, což odpovídá proudu 1,2 A.

Bohužel není vždy možné najít rezistor vhodné hodnoty, takže je čas si zapamatovat vzorce pro výpočet ekvivalentního odporu, když jsou rezistory zapojeny do série a paralelně:

• R last = R1+R2 +...+Rn;
• R páry = (R1xR2) / (R1+R2).

Kombinací různých způsobů připojení můžete získat požadovaný odpor z několika rezistorů po ruce.

Je důležité vést desku tak, aby proud Schottkyho diody neprotékal po dráze mezi R a VIN, protože to může vést k chybám v měření zatěžovacího proudu.

Nízká cena, vysoká spolehlivost a stabilita charakteristik ovladače na RT4115 přispívají k jeho širokému použití v LED lampách. Téměř každá druhá 12voltová LED lampa se základnou MR16 je namontována na PT4115 (nebo CL6808).

Odpor rezistoru s nastavením proudu (v ohmech) se vypočítá pomocí přesně stejného vzorce:

R = 0,1 / I LED[A]

Typické schéma zapojení vypadá takto:

Jak vidíte, vše je velmi podobné obvodu LED lampy s ovladačem RT4515. Popis činnosti, úrovně signálu, vlastnosti použitých prvků a rozložení desky plošných spojů jsou naprosto stejné, takže nemá smysl se opakovat.

CL6807 se prodává za 12 rublů/ks, jen je třeba dávat pozor, aby neklouzaly pájené (doporučuji vzít).

SN3350

SN3350 je další levný čip pro LED ovladače (13 rublů/kus). Jedná se téměř o úplnou obdobu PT4115 s jediným rozdílem, že napájecí napětí se může pohybovat od 6 do 40 voltů a maximální výstupní proud je omezen na 750 miliampérů (nepřetržitý proud by neměl překročit 700 mA).

Stejně jako všechny výše popsané mikroobvody je SN3350 pulzní snižující převodník s funkcí stabilizace výstupního proudu. Jako obvykle je proud v zátěži (a v našem případě jedna nebo více LED diod působí jako zátěž) nastaven odporem rezistoru R:

R = 0,1 / I LED

Aby se zabránilo překročení maximálního výstupního proudu, odpor R by neměl být nižší než 0,15 Ohm.

Čip je dostupný ve dvou balíčcích: SOT23-5 (maximálně 350 mA) a SOT89-5 (700 mA).

Jako obvykle přivedením konstantního napětí na pin ADJ změníme obvod na jednoduchý nastavitelný ovladač pro LED.

Charakteristickým rysem tohoto mikroobvodu je mírně odlišný rozsah nastavení: od 25% (0,3V) do 100% (1,2V). Když potenciál na pinu ADJ klesne na 0,2 V, mikroobvod přejde do režimu spánku se spotřebou kolem 60 µA.

Typické schéma zapojení:

Další podrobnosti viz specifikace mikroobvodu (soubor pdf).

ZXLD1350

Navzdory skutečnosti, že tento mikroobvod je dalším klonem, některé rozdíly v technických vlastnostech neumožňují jejich přímé vzájemné nahrazení.

Zde jsou hlavní rozdíly:

• mikroobvod začíná na 4,8 V, ale normálního provozu dosáhne pouze s napájecím napětím 7 až 30 V (až 40 V lze dodávat po dobu půl sekundy);
• maximální zatěžovací proud - 350 mA;
• odpor výstupního spínače v rozepnutém stavu je 1,5 - 2 Ohmy;
• Změnou potenciálu na pinu ADJ z 0,3 na 2,5 V můžete měnit výstupní proud (jas LED) v rozsahu od 25 do 200 %. Při napětí 0,2 V po dobu alespoň 100 µs přejde ovladač do režimu spánku s nízkou spotřebou energie (asi 15-20 µA);
• pokud se nastavení provádí pomocí PWM signálu, pak při frekvenci opakování pulzu pod 500 Hz je rozsah změn jasu 1-100 %. Pokud je frekvence nad 10 kHz, pak od 25 % do 100 %;

Maximální napětí, které lze přivést na vstup ADJ, je 6V. V tomto případě v rozsahu od 2,5 do 6V budič produkuje maximální proud, který je nastaven odporem omezujícím proud. Odpor odporu se vypočítá přesně stejným způsobem jako u všech výše uvedených mikroobvodů:

R = 0,1 / I LED

Minimální odpor rezistoru je 0,27 Ohm.

Typické schéma zapojení se neliší od svých protějšků:

Bez kondenzátoru C1 NENÍ MOŽNÉ napájet obvod!!! V nejlepším případě se mikroobvod přehřeje a vytvoří nestabilní charakteristiky. V nejhorším případě okamžitě selže.

Podrobnější charakteristiku ZXLD1350 naleznete v datasheetu k tomuto čipu.

Náklady na mikroobvod jsou nepřiměřeně vysoké (), navzdory skutečnosti, že výstupní proud je poměrně malý. Obecně platí, že je to moc pro každého. Já bych se do toho nepletl.

QX5241

QX5241 je čínský analog MAX16819 (MAX16820), ale ve výhodnějším balení. Dostupné také pod názvy KF5241, 5241B. Je označena „5241a“ (viz foto).

V jednom známém obchodě se prodávají téměř na váhu (10 kusů za 90 rublů).

Budič funguje na úplně stejném principu jako všechny výše popsané (kontinuální step-down měnič), ale neobsahuje výstupní spínač, takže provoz vyžaduje připojení externího tranzistoru s efektem pole.

Můžete použít jakýkoli N-kanálový MOSFET s vhodným odběrovým proudem a napětím zdroje kolektoru. Vhodné jsou například: SQ2310ES (do 20V!!!), 40N06, IRF7413, IPD090N03L, IRF7201. Obecně platí, že čím nižší je otevírací napětí, tím lépe.

Zde jsou některé klíčové funkce ovladače LED na QX5241:

• maximální výstupní proud - 2,5 A;
• Účinnost až 96 %;
• maximální frekvence stmívání - 5 kHz;
• maximální pracovní frekvence převodníku je 1 MHz;
• přesnost stabilizace proudu pomocí LED - 1%;
• napájecí napětí - 5,5 - 36 Voltů (běžně funguje při 38!);
• výstupní proud se vypočítá podle vzorce: R = 0,2 / I LED

Přečtěte si specifikaci (v angličtině) pro více podrobností.

Ovladač LED na QX5241 obsahuje několik dílů a je vždy sestaven podle tohoto schématu:

Čip 5241 je dodáván pouze v balení SOT23-6, takže je nejlepší se k němu nepřibližovat páječkou na pájecí pánve. Po instalaci by měla být deska důkladně omyta, aby se odstranilo tavidlo, jakákoli neznámá kontaminace může negativně ovlivnit činnost mikroobvodu.

Rozdíl mezi napájecím napětím a celkovým úbytkem napětí na diodách by měl být 4 volty (nebo více). Pokud je menší, pak jsou pozorovány některé závady v provozu (nestálost proudu a pískání induktoru). Berte to tedy s rezervou. Navíc, čím větší je výstupní proud, tím větší je napěťová rezerva. I když jsem možná právě narazil na špatnou kopii mikroobvodu.

Pokud je vstupní napětí menší než celkový pokles na LED, pak generování selže. V tomto případě se spínač výstupního pole úplně otevře a LED svítí (samozřejmě ne na plný výkon, protože napětí nestačí).

AL9910

Společnost Diodes Incorporated vytvořila jeden velmi zajímavý IC driver LED: AL9910. Kuriózní je tím, že rozsah jeho provozního napětí umožňuje jeho přímé připojení do sítě 220V (přes jednoduchý diodový usměrňovač).

Zde jsou jeho hlavní charakteristiky:

• vstupní napětí - až 500V (až 277V pro střídavé);
• vestavěný stabilizátor napětí pro napájení mikroobvodu, který nevyžaduje zhášecí odpor;
• možnost nastavení jasu změnou potenciálu na ovládací noze z 0,045 na 0,25 V;
• vestavěná ochrana proti přehřátí (spouští se při 150°C);
• pracovní frekvence (25-300 kHz) se nastavuje externím rezistorem;
• pro provoz je nutný externí tranzistor s efektem pole;
• K dispozici v osminohých obalech SO-8 a SO-8EP.

Ovladač namontovaný na čipu AL9910 nemá galvanické oddělení od sítě, takže by měl být používán pouze tam, kde není možný přímý kontakt s prvky obvodu.

Ovladač pro LED lampu je nejdůležitějším prvkem obvodu, který zajišťuje dobrý jas, účinnost a dlouhodobý provoz světelných zdrojů. S jeho pomocí se střídavý proud průmyslové sítě o napětí 220 V transformuje na stejnosměrný proud požadované hodnoty (12/24/48 V). Pochopíme všechny funkce elektrického prvku a uvedeme důležitá kritéria pro výběr zařízení.

Pojem síťového ovladače a jeho účel

Budič je elektronická součástka, která přijímá střídavé napětí, stabilizuje ho a vydává stejnosměrné napětí. Zde je důležité pochopit, že mluvíme o příjmu proudu. Pro převod napětí se používají klasické napájecí zdroje (hodnota výstupního napětí je uvedena na pouzdru). Zdroje jsou provozovány v diodových páscích.

Hlavní charakteristikou měniče pro LED osvětlovací zařízení je výstupní proud. Pro zátěž jsou použity pomocné LED diody nebo jiné polovodiče. Téměř vždy je driver napájen z průmyslové sítě 220 V a rozsah výstupního napětí začíná od 2 - 3 a končí v desítkách voltů. Pro připojení tří LED 3 W potřebujete elektronický budič s výstupním napětím 9 - 21 V a proudem 780 mA. Při malém zatížení se univerzální zařízení vyznačuje nízkým koeficientem výkonu (COP).

Pro napájení světlometů vozidel se používá zdroj s konstantním napětím 10 až 35 V. Při nízkém výkonu není ovladač nutný, ale bude potřeba příslušný odpor. Tato součástka je nepostradatelnou součástí domácího vypínače, ale při přepínání LED diody do sítě 220 V AC nelze počítat se spolehlivým a odolným provozem.

Princip činnosti

Převodník funguje jako zdroj proudu. Podívejme se na rozdíly mezi produktem a zdrojem – zdrojem napětí.

Na výstupu každého měniče napětí máme určité napětí, které nesouvisí se zátěží. Pokud například připojíte k 12V zdroji odpor 40 Ohmů, poteče jím proud 300 mA. Pokud nainstalujete dva odpory paralelně, celkový proud bude 600 mA, i když napětí zůstane stejné.

Co se týče driveru, ten dává stejný proud, i když se napětí mění nahoru nebo dolů. Vezměte 30 ohmový odpor a připojte jej k 225 mA driveru. Napětí klesne na 12 V. Pokud přehodíte dva paralelně zapojené odpory po 30 ohmech, proud zůstane stále rovný 225 mA, ale napětí se sníží na polovinu - na 6 V.

Z toho plyne závěr: kvalitní budič zaručuje zátěži daný výstupní proud bez ohledu na měnící se napětí. Díky tomu bude LED dioda při napájení napětím 5 V svítit stejně jasně ve srovnání se zdrojem 10 V za předpokladu, že proud zůstane stejný.

Specifikace

Potřeba zakoupit ovladač vzniká, pokud byla nalezena zajímavá lampa bez proudového měniče. Další možností je postavit světelný zdroj od začátku zakoupením každého prvku zvlášť.

Před zakoupením měniče proudu zvažte tři hlavní vlastnosti:

• výstupní proud;
• provozní výkon;
• výstupní napětí.

Výstupní napětí se vypočítá na základě schématu připojení napájení a počtu LED diod. Aktuální hodnota ovlivňuje výkon a úroveň žhavení. Výstupní proud budiče pro LED diody by měl být dostatečný pro konstantní a jasný svit.

Výkon výrobku musí být vyšší než celková hodnota všech LED. Vzorec použitý pro výpočet je P = P (led) × X, kde

• P (led) - výkon diody;
• X je počet diod.

Pro zaručení dlouhodobého provozu driveru je třeba se zaměřit na výkonovou rezervu – kupujte měniče s jmenovitým výkonem o 20 - 30 % vyšším, než je požadovaná hodnota. Nezapomeňte na barevný faktor, který přímo souvisí s poklesem napětí. Poslední hodnota se liší v závislosti na různých barvách.

Datum minimální trvanlivosti

Životnost driveru je oproti optickému komponentu LED svítilny poněkud kratší – cca 30 000 hodin. To je způsobeno řadou důvodů: napěťovými rázy, změnami teploty, vlhkosti a zatížení měniče.

Jedním ze zranitelných míst je vyhlazovací kondenzátor, ve kterém se elektrolyt postupem času odpařuje. Ve většině případů k tomu dochází při instalaci v místnostech s vysokou vlhkostí nebo připojení k síti, která má napěťové rázy. Tento přístup povede ke zvýšenému zvlnění na výstupu zařízení, což negativně ovlivňuje LED diody.

Životnost ovladače se často zkracuje v důsledku částečného zatížení. Pokud se použije 200W zařízení s polovičním zatížením (100W), polovina jmenovité hodnoty se vrátí do sítě, což způsobí přetížení a častější výpadky napájení.

Typy ovladačů

Existují dvě hlavní kategorie proudových měničů pro LED – lineární a pulzní typy. Na lineárním zařízení je výstupem proudový generátor, který zaručuje stabilizaci při jakýchkoli změnách síťového napětí. Komponenta provádí plynulé nastavení bez generování vysokofrekvenčních elektromagnetických vln. Jednoduché a levné produkty s účinností pod 80 %, což omezuje rozsah použití na LED a nízkopříkonové pásky.

Princip činnosti pulzních budičů je složitější - na výstupu se tvoří řada vysokofrekvenčních proudových pulzů.

Frekvence výskytu proudových impulsů je vždy konstantní, ale pracovní cyklus se může měnit v rozmezí 10 - 80 %, což vede ke změně hodnoty výstupního proudu. Kompaktní rozměry a vysoká účinnost (90 – 95 %) vedly k širokému použití pulzních měničů. Jejich hlavní nevýhodou je větší počet elektromagnetických interferencí (ve srovnání s lineárními).

Náklady na ovladač jsou ovlivněny přítomností nebo nepřítomností galvanického oddělení. V druhém případě jsou zařízení obvykle levnější, ale spolehlivost je mnohem nižší kvůli pravděpodobnosti úrazu elektrickým proudem.

Stmívatelný ovladač

Dimmer je zařízení, které umožňuje upravit jas světelných zdrojů. Většina ovladačů tuto funkci podporuje. S jejich pomocí se snižuje intenzita osvětlení během denních hodin, akcenty jsou umístěny na určité předměty interiéru a místnost je zónována. To vše poskytuje možnost snížit náklady na energii a zvýšit životnost jednotlivých komponent.

Čínští řidiči

Levné a nekvalitní čínské ovladače se vyznačují absencí pouzdra. Výstupní proud obvykle nepřesahuje 700 mA. Na pozadí minimálních nákladů a (možná) přítomnosti galvanické izolace vypadají nevýhody mnohem vážněji:

• krátká životnost;
• nespolehlivost - levné prvky pro obvody;
• velké vysokofrekvenční rušení;
• četné pulzace;
• špatná ochrana proti vysoké teplotě a zvýšení/poklesu síťového napětí.

Jak si vybrat řidiče

Pokud chcete získat kvalitní zařízení, které vydrží několik let a bude plnit požadované funkce, doporučujeme se vyhnout nákupu levných čínských produktů. Fyzikální parametry takových se nemusí vždy shodovat s deklarovanými hodnotami. Nekupujte zařízení, která nemají záruční listy.

Nejjednodušší možností, průměrnou kvalitou a cenou, je proudový měnič bez pouzdra, připojený k průmyslové síti s napětím 220 V. Výběrem jedné nebo jiné úpravy zařízení jej můžete použít pro jednu nebo více LED. Jedná se o vynikající prvky používané v laboratorním výzkumu a experimentech. Pro byty a domy je vhodné zakoupit ovladače s pouzdrem, protože jeho absence snižuje spolehlivost a bezpečnost provozu.

Hotové mikroobvody měniče proudu pro LED žárovky

Na trhu můžete najít hotové mikroobvody pro konverzi proudu. Níže považujeme za nejoblíbenější ze všech:

1. Supertex HV9910 je pulsní měnič s proudem do 10 mA, který nepodporuje decoupling.
2. ON Semiconductor UC3845 je zařízení pulzního typu, jehož výstupní proud je 1 A.
3. Texas Instruments UCC28810 je budič pulzního typu s podporou oddělení a výstupním proudem maximálně 750 mA.
4. LM3404HV je vynikající volbou pro napájení vysoce výkonných LED. Práce je založena na principu měniče rezonančního typu. Pro udržení jmenovitého proudu je použit rezonanční obvod složený z kondenzátoru a polovodičové Schottkyho diody. Při volbě odporu RON je možné nastavit požadovanou frekvenci spínání.
5. Maxim MAX16800 - lineární budič pro nízké napětí (12 V). Výstupní proud není větší než 350 mA. Tento obvod ovladače pro LED lampu je vynikající volbou pro výkonnou LED diodu nebo svítilnu. Podporováno stmívání.

Samostatná montáž měniče pro LED 220 V

Uvažovaný obvod připomíná napájecí zdroj spínaného typu. Vezměme si například jednoduchý spínaný zdroj, který nemá galvanické oddělení. Hlavními výhodami takového schématu jsou jednoduchost a spolehlivost.

Při výběru metody postupujte opatrně, protože neexistují žádná omezení výstupního proudu. LED diody budou napájeny přidělenými 1,5 - 2 A, ale pokud se rukou neopatrně dotknete holých vodičů, hodnota proudu se zvýší na desítky ampér a dojde k silnému rázu.

Nejjednodušší obvod měniče proudu 220 V obsahuje tři stupně:

• dělič napětí s kapacitním rezistorem;
• několik diod (můstek);
• Regulátor napětí.

V první fázi je kapacitní rezistor použit k samostatnému dobíjení kondenzátoru a nesouvisí s provozem samotného obvodu. Na jmenovitém výkonu nezáleží a obvykle se pohybuje mezi 100 kOhm a 1 MOhm s výkonem nejvýše 1 W. Pro tyto účely nemůžete zvolit elektrolytický kondenzátor.

Proud protéká kondenzátorem, dokud není plně nabitý. Čím nižší je kapacita kondenzátoru, tím rychleji bude proces dokončen. Kondenzátor 0,3 µF sám projde menší část celkového síťového napětí.

Pro přeměnu střídavého napětí na stejnosměrné se používá diodový můstek. Poté, co kondenzátor „odřízne“ téměř celé napětí, bude diodový můstek produkovat stejnosměrný proud o napětí 20 - 22 V.

Ve třetí fázi je instalován vyhlazovací filtr pro stabilizaci napětí. Kondenzátor a diodový můstek snižují napětí. Jakékoli změny napětí v síti ovlivňují výstupní amplitudu diodového můstku. Pro snížení zvlnění je paralelně k obvodu zapojen elektrolytický kondenzátor.

Vlastní montáž 10W měniče

Pokud chcete vytvořit síťový ovladač s vlastními rukama pro napájení výkonné LED, použijte elektronické desky od poškozených hospodyně. Takové lampy často přestanou fungovat právě kvůli spáleným lampám, ačkoli elektronická deska nadále funguje. Všechny komponenty lze použít k vytvoření napájecího zdroje, ovladače a dalších elektrických zařízení. Proces bude vyžadovat kondenzátory, diody, tranzistory a tlumivky.

Demontujte vadnou 20W rtuťovou výbojku (vhodná pro 10W driver). V tomto případě je zaručeno, že škrticí klapka vydrží aplikované zatížení. S rostoucími požadavky na napájení síťového ovladače budete muset zvolit výkonnější ekonomickou jednotku nebo místo tlumivky použít analog s velkým jádrem.

Udělejte 20 závitů na vinutí a pomocí páječky jej připojte k usměrňovači (diodovému můstku). Přiveďte napětí z průmyslové sítě 220 V a pomocí multimetru změřte výslednou hodnotu na výstupu diodového můstku. Pokud použijete návod, dostanete hodnotu v oblasti 9 - 10 V. LED zdroj má spotřebu 0,8 A při jmenovitém proudu 900 mA. Jelikož budete dodávat snížený proud, můžete prodloužit životnost LED diody.

Závěr

Navzdory své zdánlivé jednoduchosti a spolehlivosti jsou LED diody složitější a náročnější než jiné světelné zdroje. Vezměte stejné zdroje energie. Pokud například překročíte napájecí proud zářivky o 15 - 25 %, výkon se nezhorší. V případě LED se jejich životnost několikanásobně sníží. Přítomnost síťového ovladače zajišťuje, že je dodáván stejný výstupní proud bez ohledu na rázy síťového napětí. Z tohoto důvodu byste na nákupu těchto zařízení neměli šetřit.

LED lampy se rozšířily, v důsledku čehož začala aktivní výroba sekundárních napájecích zdrojů. Ovladač LED lampy je schopen stabilně udržovat zadané hodnoty proudu na výstupu zařízení a stabilizovat napětí procházející řetězem diod.

Řekneme si vše o typech a principech činnosti zařízení pro přepočítávání proudu pro provoz diodové žárovky. Náš článek poskytuje pokyny pro výběr ovladače a poskytuje užitečná doporučení. Nezávislí domácí elektrikáři najdou schémata zapojení ověřená v praxi.

Diodové krystaly se skládají ze dvou polovodičů - anody (plus) a katody (mínus), které jsou zodpovědné za transformaci elektrických signálů. Jedna oblast má vodivost typu P, druhá – N. Po připojení zdroje energie bude těmito prvky protékat proud.

Díky této polaritě se elektrony ze zóny typu P řítí do zóny typu N a naopak, náboje z bodu N spěchají do P. Každá část oblasti má však své vlastní hranice, nazývané P-N přechody. Na těchto místech se částice setkávají a jsou vzájemně absorbovány nebo rekombinovány.

Dioda je polovodičový prvek a má pouze jeden p-n přechod. Z tohoto důvodu není hlavní charakteristikou, která určuje jas jejich záře, napětí, ale proud

Při P-N přechodech se napětí sníží o určitý počet voltů, vždy stejný pro každý prvek obvodu. Vezmeme-li tyto hodnoty v úvahu, driver stabilizuje příchozí proud a na výstupu vytváří konstantní hodnotu.

Jaký výkon je vyžadován a jaké hodnoty ztrát při průchodu P-N jsou uvedeny v pasu zařízení LED. Proto je nutné brát v úvahu parametry napájecího zdroje, jehož rozsah musí být dostatečný pro kompenzaci ztracené energie.

Aby výkonné LED diody fungovaly po dobu uvedenou v charakteristikách, je zapotřebí stabilizační zařízení - ovladač. Tělo elektronického mechanismu vždy ukazuje své výstupní napětí

Pro vybavení osvětlovacích zařízení se používají zdroje s napětím od 10 do 36 V.

Zařízení může být různých typů:

• světlomety automobilů, jízdních kol, motocyklů atd.;
• malé přenosné nebo pouliční lampy;
• , pásky a moduly.

Nicméně, stejně jako v případě použití konstantního napětí, je přípustné nepoužívat ovladače. Místo toho je do obvodu přidán rezistor, rovněž napájený ze sítě 220 V.

Princip činnosti napájecího zdroje

Pojďme zjistit, jaké jsou rozdíly mezi zdrojem napětí a napájecím zdrojem. Jako příklad zvažte níže uvedený diagram.

Připojením rezistoru 40 ohmů ke zdroji 12 V jím poteče proud 300 mA (obrázek A). Když je druhý rezistor připojen paralelně k obvodu, hodnota proudu bude 600 mA (B). Napětí však zůstane nezměněno.

I přes připojení dvou rezistorů ke zdroji, druhý vytvoří na výstupu konstantní napětí, protože za ideálních podmínek není zatížen

Nyní se podívejme, jak se hodnoty změní, pokud jsou k napájecímu zdroji v obvodu připojeny odpory. Podobně představujeme 40 Ohmový reostat s 300 mA driverem. Ten na něm vytváří napětí 12 V (obvod B).

Pokud je obvod tvořen dvěma odpory, pak se hodnota proudu nezmění a napětí bude 6 V (G).

Ovladač na rozdíl od zdroje napětí udržuje na výstupu stanovené parametry proudu, ale výkon napětí se může lišit

Závěrem lze říci, že kvalitní měnič napájí zátěž jmenovitým proudem i při poklesu napětí. V souladu s tím budou krystaly diod s 2 V nebo 3 V a proudem 300 mA hořet stejně jasně se sníženým napětím.

Charakteristické vlastnosti převodníku

Jedním z nejdůležitějších ukazatelů je přenášený výkon při zátěži. Nepřetěžujte zařízení a snažte se dosáhnout co nejlepších výsledků.

Nesprávné použití přispívá k rychlému selhání nejen pozorovacího mechanismu, ale také LED čipů.

Mezi hlavní faktory ovlivňující práci patří:

• základní prvky používané v procesu montáže;
• stupeň krytí (IP);
• minimální a maximální hodnoty na vstupu a výstupu;
• výrobce.

Moderní modely měničů jsou vyráběny na bázi mikroobvodů a využívají technologii pulsně-šířkové konverze (PWM).

Během provozu napájecího zdroje byla zavedena metoda pulzně šířkové modulace pro regulaci výstupního napětí, přičemž na výstupu je udržován stejný druh proudu jako na vstupu.

Taková zařízení se vyznačují vysokým stupněm ochrany proti zkratu, přetížení sítě a mají také zvýšenou účinnost.

Pravidla pro výběr měniče proudu

Chcete-li zakoupit konvertor LED lampy, měli byste si prostudovat ty klíčové. Vyplatí se spoléhat na výstupní napětí, jmenovitý proud a výstupní výkon.

LED napájení

Nejprve analyzujme výstupní napětí, které podléhá několika faktorům:

• hodnota ztrát napětí na P-N přechodech krystalů;
• počet světelných diod v řetězci;
• schéma zapojení.

Parametry jmenovitého proudu mohou být určeny charakteristickými vlastnostmi spotřebitele, jmenovitě výkonem prvků LED a stupněm jejich jasu.

Tento indikátor ovlivní proud spotřebovaný krystaly, jehož rozsah se mění v závislosti na požadovaném jasu. Úkolem měniče je dodat těmto prvkům potřebné množství energie.

Hodnota výstupního napětí musí být větší nebo shodná s celkovým množstvím energie vynaložené na každý blok elektrického obvodu

Výkon zařízení závisí na síle každého LED prvku, jeho barvě a množství.

Pro výpočet spotřebované energie použijte následující vzorec:

PH = P LED * N,

N je počet krystalů v řetězci.

Získané indikátory by neměly být nižší než výkon řidiče. Nyní je nutné určit požadovanou nominální hodnotu.

Maximální výkon zařízení

Je třeba také vzít v úvahu, že pro zajištění stabilního provozu převodníku musí jeho jmenovité hodnoty překročit získanou hodnotu PH o 20-30%.

Vzorec má tedy tvar:

Pmax ≥ (1.2..1.3) * PH,

kde P max je jmenovitý výkon napájecího zdroje.

Kromě výkonu a počtu spotřebičů na desce je síla zatížení podřízena také barevným faktorům spotřebiče. Při stejném proudu v závislosti na odstínu mají různé úbytky napětí.

Ovladač pro LED lampu musí dodávat množství proudu nezbytné k zajištění maximálního jasu. Při výběru zařízení musí kupující pamatovat na to, že výkon musí být větší, než jaký používají všechny LED

Vezměme si například LED od americké firmy Cree z řady XP-E v červené barvě.

Jejich vlastnosti jsou následující:

• pokles napětí 1,9-2,4 V;
• proud 350 mA;
• průměrná spotřeba 750 mW.

Zelený analog při stejném proudu bude mít zcela odlišné indikátory: ztráty na P-N přechodech jsou 3,3-3,9 V a výkon je 1,25 W.

Podle toho můžeme vyvodit závěry: ovladač s výkonem 10 W se používá k napájení dvanácti červených krystalů nebo osmi zelených.

Schéma zapojení LED

Výběr ovladače by měl být proveden po určení schématu připojení pro spotřebitele LED. Pokud si nejprve zakoupíte světelné diody a poté pro ně vyberete převodník, bude tento proces provázet mnoho potíží.

Chcete-li najít zařízení, které zajišťuje provoz přesně tohoto počtu spotřebitelů s daným schématem připojení, budete muset strávit spoustu času.

Uveďme příklad se šesti spotřebiteli. Jejich napěťová ztráta je 3 V, proudový odběr je 300 mA. K jejich připojení můžete použít jednu z metod a v každém jednotlivém případě se budou požadované parametry napájecího zdroje lišit.

Nevýhodou střídavých diod je potřeba napájení vyšším napětím, pokud je v obvodu hodně krystalů

V našem případě je při sériovém zapojení potřeba 18 V jednotka s proudem 300 mA. Hlavní výhodou této metody je, že stejný výkon prochází celým vedením a podle toho všechny diody hoří se stejným jasem.

Nevýhodou paralelního umístění spotřebitelů je rozdíl v jasu každého řetězce. K tomuto negativnímu jevu dochází v důsledku rozptylu parametrů diod v důsledku rozdílů mezi proudem procházejícím každým vedením

V případě paralelního umístění stačí použít 9V převodník, nicméně odebíraný proud se oproti předchozímu způsobu zdvojnásobí.

Metodu sekvenčního uspořádání dvou diod nelze použít se změnou počtu krystalů zařazených do skupiny - 3 a více. Taková omezení jsou způsobena skutečností, že jedním prvkem může procházet příliš mnoho proudu, což vytváří pravděpodobnost selhání celého obvodu.

Pokud se použije sekvenční metoda s vytvořením párů dvou LED, použije se driver s podobným výkonem jako v předchozím případě. V tomto případě bude jas osvětlení rovnoměrný.

I zde však existují některé negativní nuance: když je do skupiny dodáváno napájení, může se jedna z LED kvůli změnám charakteristik otevřít rychleji než druhá, a proto přes ni bude protékat proud dvojnásobek jmenovité hodnoty.

Mnoho typů je určeno pro takové krátkodobé skoky, ale tato metoda je méně populární.

Typy ovladačů podle typu zařízení

Zařízení, která převádějí napájení 220 V na požadované indikátory pro LED, se běžně dělí do tří kategorií: elektronická; na bázi kondenzátorů; stmívatelné.

Trh s příslušenstvím pro osvětlení je zastoupen širokou škálou modelů ovladačů, především od čínských výrobců. A i přes nízké cenové rozpětí lze z těchto zařízení vybrat velmi slušnou možnost. Pozor byste si však měli dát na záruční list, protože Ne všechny prezentované produkty mají přijatelnou kvalitu.

Elektronický pohled na zařízení

V ideálním případě by měl být elektronický měnič vybaven tranzistorem. Jeho úlohou je odlehčit řídicí mikroobvod. Pro co největší eliminaci nebo vyhlazení zvlnění je na výstupu namontován kondenzátor.

Tento typ zařízení patří do drahé kategorie, ale je schopen stabilizovat proud až do 750 mA, což předřadné mechanismy nejsou schopny.

Nejnovější ovladače se instalují především na žárovky s paticí E27. Výjimkou z pravidla jsou produkty Gauss GU5.3. Jsou vybaveny beztransformátorovým měničem. Stupeň pulsace v nich však dosahuje několika set Hz

Pulsace není jedinou nevýhodou měničů. Druhé lze nazvat elektromagnetické rušení ve vysokofrekvenčním (HF) rozsahu. Pokud jsou tedy do zásuvky připojené k lampě připojeny další elektrické spotřebiče, například rádio, můžete očekávat rušení při příjmu digitálních FM frekvencí, televize, routeru atd.

Volitelné zařízení kvalitního zařízení musí mít dva kondenzátory: jeden je elektrolytický pro vyhlazení vlnění, druhý je keramický pro snížení RF. Takovou kombinaci však lze nalézt jen zřídka, zvláště když mluvíme o čínských produktech.

Ti, kteří mají obecné koncepty v takových elektrických obvodech, mohou nezávisle vybrat výstupní parametry elektronického převodníku změnou hodnoty rezistorů

Díky své vysoké účinnosti (až 95%) jsou tyto mechanismy vhodné pro výkonná zařízení používaná v různých oblastech, například pro tuning automobilů, pouliční osvětlení a domácí LED zdroje.

Napájecí zdroj na bázi kondenzátoru

Nyní přejděme k méně oblíbeným zařízením – těm založeným na kondenzátorech. Téměř všechny levné obvody LED lamp, které používají tento typ ovladače, mají podobné vlastnosti.

Kvůli úpravám ze strany výrobce však procházejí změnami, například odstraněním některého obvodového prvku. Zvláště často je tato část jedním z kondenzátorů - vyhlazovací.

Vzhledem k nekontrolovanému zaplňování trhu levným a nekvalitním zbožím mohou uživatelé ve svítidlech „cítit“ stoprocentní pulzování. I bez ponoření do jejich designu můžeme říci, že vyhlazovací prvek byl z obvodu odstraněn

Takové mechanismy mají pouze dvě výhody: jsou k dispozici pro vlastní montáž a jejich účinnost se rovná sto procentům, protože ztráty nastanou pouze na p-n přechodech a odporech.

Existuje stejný počet negativních aspektů: nízká elektrická bezpečnost a vysoký stupeň pulzace. Druhá nevýhoda je kolem 100 Hz a vzniká v důsledku usměrnění střídavého napětí. GOST specifikuje normu přípustné pulzace 10-20% v závislosti na účelu místnosti, kde je osvětlovací zařízení instalováno.

Jediným způsobem, jak tento nedostatek zmírnit, je vybrat kondenzátor se správným jmenovitým výkonem. Neměli byste však počítat s úplným odstraněním problému - takové řešení může pouze vyhladit intenzitu výbuchů.

Stmívatelné měniče proudu

Ovladače-stmívače umožňují změnit indikátory příchozího a odchozího proudu a zároveň snížit nebo zvýšit jas světla vyzařovaného diodami.

Existují dva způsoby připojení:

• první zahrnuje měkký start;
• druhý je impuls.

Zvažte princip fungování stmívatelných ovladačů založených na čipu CPC9909, používaných jako regulační zařízení pro LED obvody, včetně těch s vysokým jasem.

Schéma standardního zapojení CPC9909 s napájením 220 V. Podle schematického návodu je možné ovládat jeden nebo více výkonných spotřebičů

Při měkkém startu zajišťuje mikroobvod s driverem postupné zapínání diod se zvyšujícím se jasem. Tento proces zahrnuje dva odpory připojené k LD pinu, které jsou navrženy tak, aby plnily úlohu hladkého stmívání. Tím je dosaženo důležitého úkolu – prodloužení životnosti LED prvků.

Stejný výstup zajišťuje i analogovou regulaci - odpor 2,2 kOhm je nahrazen výkonnějším variabilním analogovým - 5,1 kOhm. Tímto způsobem je dosaženo hladké změny výstupního potenciálu.

Použití druhého způsobu zahrnuje dodávání pravoúhlých impulsů na nízkofrekvenční výstup PWMD. V tomto případě se používá buď mikrokontrolér nebo generátor impulsů, které jsou nutně odděleny optočlenem.

S bydlením nebo bez?

Ovladače jsou k dispozici s pouzdrem nebo bez něj. První možnost je nejběžnější a dražší. Taková zařízení jsou chráněna před vlhkostí a prachovými částicemi.

Zařízení druhého typu se používají pro skrytou instalaci, a proto jsou levná.

Všechna prezentovaná zařízení lze napájet ze sítě 12 V nebo 220 V. I přes to, že open-frame modely těží z ceny, výrazně zaostávají v bezpečnosti a spolehlivosti mechanismu

Každý z nich se liší přípustnou teplotou během provozu - to je také třeba vzít v úvahu při výběru.

Klasický řidičský okruh

Pro nezávislou montáž LED napájecího zdroje se budeme zabývat nejjednodušším zařízením pulzního typu, které nemá galvanickou izolaci. Hlavní výhodou tohoto typu obvodu je jednoduché zapojení a spolehlivý provoz.

Schéma takového mechanismu se skládá ze tří hlavních kaskádových oblastí:

1. Kapacitní oddělovač napětí.
2. Usměrňovač.
3. Přepěťové ochrany.

První sekce je odpor poskytovaný střídavému proudu na kondenzátoru C1 s rezistorem. Ten je nutný pouze pro samonabíjení inertního prvku. Nemá vliv na činnost obvodu.

Když generované půlvlnné napětí prochází kondenzátorem, teče proud, dokud nejsou desky plně nabity. Čím menší je kapacita mechanismu, tím méně času zabere jeho plné nabití.

Například zařízení o objemu 0,3-0,4 μF se nabije během 1/10 půlvlny, t.j. tímto úsekem projde jen desetina procházejícího napětí.

Proces rovnání v této sekci se provádí podle Graetzova schématu. Diodový můstek se volí na základě jmenovitého proudu a zpětného napětí. V tomto případě by poslední hodnota neměla být menší než 600 V

Druhý stupeň je elektrické zařízení, které přeměňuje (usměrňuje) střídavý proud na proud pulzující. Tento proces se nazývá full-wave. Protože jedna část půlvlny byla vyhlazena kondenzátorem, bude na výstupu této sekce stejnosměrný proud 20-25V.

Vzhledem k tomu, že napájení LED by nemělo překročit 12 V, je nutné pro obvod použít stabilizační prvek. Za tímto účelem je zaveden kapacitní filtr. Můžete například použít model L7812

Třetí stupeň pracuje na bázi vyhlazovacího stabilizačního filtru – elektrolytického kondenzátoru. Volba jeho kapacitních parametrů závisí na síle zatížení.

Protože sestavený obvod okamžitě reprodukuje svou činnost, nemůžete se dotknout holých vodičů, protože vedený proud dosahuje desítek ampér - vedení jsou nejprve izolována.

Závěry a užitečné video k tématu

Všechny potíže, se kterými se může radioamatér setkat při výběru konvertoru pro výkonné LED lampy, jsou podrobně popsány ve videu:

Klíčové vlastnosti nezávislého připojení převodníku k elektrickému obvodu:

Pokyny krok za krokem popisující proces montáže ovladače LED vlastníma rukama pomocí improvizovaných prostředků:

Navzdory desítkám tisíc hodin nepřetržitého provozu LED svítilen deklarovaných výrobcem existuje mnoho faktorů, které tyto indikátory výrazně snižují.

Ovladače jsou navrženy tak, aby vyhladily všechny proudové skoky v elektrickém systému. K jejich výběru či svépomocné montáži je třeba přistupovat zodpovědně po výpočtu všech potřebných parametrů.

Řekněte nám, jak jste vybrali ovladač pro LED žárovku. Podělte se o své argumenty a způsoby, jak stabilizovat napájení diodového osvětlovacího zařízení. Zanechte komentáře v bloku níže, ptejte se, zveřejňujte fotografie k tématu článku.