Импульсный драйвер для светодиодов: 4…20 0.3-1 1-5 — $ 3.00

Содержание

Драйвер для светодиодов и светодиодных светильников: виды и принципы работы.

Статья отвечает на многочисленные вопросы покупателей по драйверам для светодиодов и светодиодных светильников. Специалисты «Ледрус» рассказывают о назначении, принципе работы и видах драйверов, объясняют как правильно выбрать блок преобразователя AC/DC под свои задачи, дают рекомендации по ремонту своими руками.

Что такое драйвер?

Драйвер для светодиодов – это специализированный блок питания (преобразователь), работающий от электросети 220 В и обеспечивающий подключенную нагрузку нормированным стабилизированным током. Специфика этого вида устройств определяется зависимостью яркости светодиодов от тока, а не от напряжения.

Постоянное напряжение на выходе «плавает» в пределах заданного диапазона, который указывается в паспорте изделия в формате минимального-максимального значения. Например, драйвер светодиодного светильника 220 В, изображенный на фото выдает 20-36 В DC, ток 250 мА при мощности 9 Вт.


Значения параметров, рассчитываемые производителями светодиодной продукции гарантируют равномерность яркостных характеристик светоизлучающих элементов и предотвращают ускоренную деградацию полупроводниковых кристаллов.

Принцип работы драйвера

Под принципом работы LED-драйвера понимается поддержание стабильного выходного тока при колебаниях уровня выходного напряжения. Сравним обычный блок питания и лед драйвер для светодиодных светильников.

При подключении к блоку питания с выходом на 12 В одной лампы 12 В/5 Вт, выходной ток будет равен 0,42 А. Если добавить еще одну лампу, то ток увеличится в два раза, а напряжение не изменится. Иная ситуация при работе драйвера. К примеру, имеем устройство с характеристиками: ток 300 мА, мощность 3 Вт. К такому преобразователю можно подключить несколько светодиодов с суммарным падением напряжения не более 10 вольт. В зависимости от количества светодиодов напряжение будет изменяться в некоторых пределах, но величина тока останется неизменной.

Виды драйверов

Познакомимся с разными типами светодиодных драйверов, которые можно купить в интернет-магазине «Ледрус». Предлагаемые модели отличаются способом стабилизации тока, наличием функции диммирования и целевым назначением. Рассмотрим реальные схемы блоков электропитания светодиодных светильников и светодиодов, особенности, преимущества и недостатки всех вариантов.

Линейные драйверы.

Плюсы: плавность регулировки, не генерирует электромагнитные помехи, недорогая цена.
Минусы: КПД менее 80%, небольшая мощность, сильный нагрев. 
Поясним линейный способ стабилизации тока на примере простейшей схемы, собранной из базовых электронных элементов.


Изменяя сопротивление резистора R, подбираем величину тока, требуемого для свечения светодиода. При уменьшении или увеличении напряжения изменяем сопротивление и поддерживаем стабильное значение тока. Этот алгоритм демонстрирует работу линейного стабилизатора. В реальных схемах роль переменного резистора играет целый набор электронных компонентов, моментально устраняющий отклонение тока от заданного номинала.

Перед нами типовая схема линейного LED driver от производителя Maxim с выходным каскадом, собранном на генераторе тока с полевым p-канальным транзистором.


Для задания рабочего тока использован резистор RSENSE (датчик тока). Падение напряжения на нем определяет величину выходного напряжения дифференциального усилителя DIFF AMP, поступающего на вход регулирующего усилителя IREG. В этом усилителе напряжение сравнивается с опорным сигналом для формирования потенциала управления выходным транзистором, который работает в линейном режиме и поддерживает стабильность тока.

Импульсные драйверы.

Плюсы: КПД свыше 95%, высокая мощность.
Минусы: создает высокочастотные помехи.

И вновь внимание на самое простое схемное решение, демонстрирующее работу импульсного блока питания для LED.


Видим, что резистор отсутствует, но добавились кнопка КН и конденсатор С. После подачи электропитания нажимается кнопка. Конденсатор заряжается до рабочего напряжения, светодиод начинает излучать свет. Кнопка отпускается, конденсатор разряжается. При критическом снижении тока кнопка нажимается вновь для подзарядки конденсатора.

Светодиод горит с одинаковой яркостью при постоянных манипуляциях с кнопкой. Чем выше величина напряжения, тем короче нажатие. Вкратце в этом и состоит принцип широтно-импульсной модуляции для стабилизации тока.

Посмотрим на схему импульсного LED-driver с ШИМ.


Основой решения является микросхема с двумя операционными усилителями, к которой добавлены внешние компоненты. С помощью микросхемы реализованы генератор ШИМ и формирователь управляющих сигналов.

Драйверы для светодиодных лент

Посмотрите на фото светодиодной ленты. Видны резисторы, предназначенные для ограничения тока. Их номинал подбирается так, чтобы при напряжении 12 В или 24 В ток был равен номинальному. Поэтому, блок питания должен поддерживать постоянную величину входного напряжения, а о токе позаботятся токоограничивающие резисторы.


Понятно, что функционал драйвера для светодиодной ленты отличается от ранее рассмотренных блоков питания для светодиодов и LED-светильников.

Диммируемые драйверы

Диммируемый блок питания светодиодов регулирует яркость свечения за счет изменения характеристик тока. Обычно функция диммирования добавляется в схему импульсных преобразователей, использующих ШИМ регулирование. Примеры диммируемого драйвера для светодиодного светильника можно увидеть на рисунках. Отметим, что применяемые микросхемы позволяют осуществлять плавную или импульсную регулировку.



Интересно: при задействовании ШИМ-регулировки наблюдается изменение цвета свечения. Например, белый светодиод меняет цвет на желтоватый или синий, в зависимости от повышения или уменьшения выходной мощности.

Как правильно выбрать драйвер

Проблема выбора встроенного драйвера питания лед светильника или светодиодапоявляется, как правило, в случае выхода этого устройства из строя. Правильным решением станет поиск блока питания с аналогичными характеристиками. Для этого смотрим параметры, указанные на корпусе прибора. Нас интересуют: входное и выходное напряжение, ток и мощность. Например:


Записываем параметры и ищем подходящий аналог. Можно свести затраты времени до минимума, обратившись к менеджеру «Ледрус».

Разберем другой случай. Вам требуется подобрать драйвер, чтобы запитать шесть последовательно соединенных светоизлучающих диодов. В описании светодиодов обычно указывается величина падения напряжения при номинальном токовом параметре. Допустим, это 3 В при 350 мА. Суммарное падение U общ будет равно 15 В. Общая потребляемая мощность – 6,3 Вт, а с учетом запаса по мощности 20-30% – 8 Вт. Следовательно, оптимальным вариантом будет вот этот лед-драйвер:


Аналогично можно выбрать блок питания для LED-светильника, зная его основные параметры.

Как выполнить ремонт драйвера своими руками

В нашей стране много радиолюбителей, самостоятельно собирающих и ремонтирующих электронные приборы. Разумеется, для них не составит труда отыскать неисправность и качественно устранить ее. Однако, обычный человек, не разбирающийся в электронике, не имеющий навыков ремонта и нужного оборудования, вряд ли сможет выполнить ремонт драйвера своими руками.


Да в этом и нет особой необходимости. Стоимость нового преобразователя для светодиодов и лед-светильников весьма невелика. Можно купить нужное изделие без особого урона для своего бюджета. А замену и подключение драйвера светодиодного светильника несложно выполнить самостоятельно, согласно заводской маркировки проводов.

Воспользуйтесь консультацией специалиста

Свяжитесь с менеджером «Ледрус», чтобы получить грамотную консультацию по драйверам для светодиодной продукции. В нашем интернет-магазине Вы обязательно найдете блок питания с требуемыми параметрами для светодиодов, светильников и светодиодных лент.


Схема драйвера для светодиодной лампы на 220В

Неотъемлемой частью любой качественной лампы или светильника на светодиодах является драйвер. Применительно к освещению, под понятием «драйвер» следует понимать электронную схему, которая преобразует входное напряжение в стабилизированный ток заданной величины. Функциональность драйвера определяется шириной диапазона входных напряжений, возможностью регулировки выходных параметров, восприимчивостью к перепадам в питающей сети и эффективностью.

От перечисленных функций зависят качественные показатели светильника или лампы в целом, срок службы и стоимость. Все источники питания (ИП) для светодиодов условно разделяют на преобразователи линейного и импульсного типа. Линейные ИП могут иметь узел стабилизации по току или напряжению. Часто схемы такого типа радиолюбители конструируют своими руками на микросхеме LM317. Такое устройство легко собирается и имеет малую себестоимость. Но, ввиду очень низкого КПД и явного ограничения по мощности подключаемых светодиодов, перспективы развития линейных преобразователей ограничены.

Импульсные драйверы могут иметь КПД более 90% и высокую степень защиты от сетевых помех. Их мощность потребления в десятки раз меньше мощности, отдаваемой в нагрузку. Благодаря этому они могут изготавливаться в герметичном корпусе и не боятся перегрева.

Первые импульсные стабилизаторы имели сложное устройство без защиты от холостого хода. Затем они модернизировались и, в связи с бурным развитием светодиодных технологий, появились специализированные микросхемы с частотной и широтно-импульсной модуляцией.

Схема питания светодиодов на основе конденсаторного делителя

К сожалению, в конструкции дешёвых светодиодных ламп на 220В из Китая не предусмотрен ни линейный, ни импульсный стабилизатор. Мотивируясь исключительно низкой ценой готового изделия, китайская промышленность смогла максимально упростить схему питания. Называть её драйвером не корректно, так как здесь отсутствует какая-либо стабилизация.

Из рисунка видно, что электрическая схема лампы рассчитана на работу от сети 220В. Переменное напряжение понижается RC-цепочкой и поступает на диодный мост. Затем выпрямленное напряжение частично сглаживается конденсатором и через токоограничивающий резистор поступает на светодиоды. Данная схема не имеет гальванической развязки, то есть все элементы постоянно находятся под высоким потенциалом.

В результате частые просадки сетевого напряжения приводит к мерцанию светодиодной лампы. И наоборот, завышенное напряжение сети вызывает необратимый процесс старения конденсатора с потерей ёмкости, а, иногда, становится причиной его разрыва. Стоит отметить, что еще одной, серьезной отрицательной стороной данной схемы является ускоренный процесс деградации светодиодов вследствие нестабильного тока питания.

Схема драйвера на CPC9909

Современные импульсные драйверы для светодиодных ламп имеют несложную схему, поэтому ее можно легко смастерить даже своими руками. Сегодня, для построения драйверов, производится ряд интегральных микросхем, специально предназначенных для управления мощными светодиодами. Чтобы упростить задачу любителям электронных схем, разработчики интегральных драйверов для светодиодов в документации приводят типичные схемы включения и расчеты компонентов обвязки.

Общие сведения

Американская компания Ixys наладила выпуск микросхемы CPC9909, предназначенной для управления светодиодными сборками и светодиодами высокой яркости. Драйвер на основе CPC9909 имеет небольшие габариты и не требует больших денежных вложений. ИМС CPC9909 изготавливается в планарном исполнении с 8 выводами (SOIC-8) и имеет встроенный стабилизатор напряжения.

Благодаря наличию стабилизатора рабочий диапазон входного напряжения составляет 12-550В от источника постоянного тока. Минимальное падение напряжения на светодиодах – 10% от напряжения питания. Поэтому CPC9909 идеальна для подключения высоковольтных светодиодов. ИМС прекрасно работает в температурном диапазоне от -55 до +85°C, а значит, пригодна для конструирования светодиодных ламп и светильников для наружного освещения.

Назначение выводов

Стоит отметить, что с помощью CPC9909 можно не только включать и выключать мощный светодиод, но и управлять его свечением. Чтобы узнать обо всех возможностях ИМС, рассмотрим назначение ее выводов.

  1. VIN. Предназначен для подачи напряжения питания.
  2. CS. Предназначен для подключения внешнего датчика тока (резистора), с помощью которого задаётся максимальный ток светодиода.
  3. GND. Общий вывод драйвера.
  4. GATE. Выход микросхемы. Подает на затвор силового транзистора модулированный сигнал.
  5. PWMD. Низкочастотный диммирующий вход.
  6. VDD. Выход для регулирования напряжения питания. В большинстве случаев подключается через конденсатор к общему проводу.
  7. LD. Предназначен для задания аналогового диммирования.
  8. RT. Предназначен для подключения время задающего резистора.

Схема и ее принцип работы

Типичное включение CPC9909 с питанием от сети 220В показано на рисунке. Схема способна управлять одним или несколькими мощными светодиодами или светодиодами типа High Brightness. Схему можно легко собрать своими руками даже в домашних условиях. Готовый драйвер не нуждается в наладке с учетом грамотного выбора внешних элементов и соблюдением правил их монтажа.

Драйвер для светодиодной лампы на 220В на базе CPC9909 работает по методу частотно-импульсной модуляции. Это означает, что время паузы является постоянной величиной (time-off=const). Переменное напряжение выпрямляется диодным мостом и сглаживается емкостным фильтром C1, C2. Затем оно поступает на вход VIN микросхемы и запускает процесс формирования импульсов тока на выходе GATE. Выходной ток микросхемы управляет силовым транзистором Q1. В момент открытого состояния транзистора (время импульса «time-on») ток нагрузки протекает по цепи: «+диодного моста» – LED – L – Q1 – RS – «-диодного моста». За это время катушка индуктивности накапливает энергию, чтобы отдать её в нагрузку во время паузы. Когда транзистор закрывается, энергия дросселя обеспечивает ток нагрузки в цепи: L – D1 – LED – L. Процесс носит циклический характер, в результате чего ток через светодиод имеет пилообразную форму. Наибольшее и наименьшее значение пилы зависит от индуктивности дросселя и рабочей частоты. Частота импульсов определяется величиной сопротивления RT. Амплитуда импульсов зависит от сопротивления резистора RS. Стабилизация тока светодиода происходит путем сравнения внутреннего опорного напряжения ИМС с падением напряжения на RS. Предохранитель и терморезистор защищают схему от возможных аварийных режимов.

Расчет внешних элементов

Частотозадающий резистор

Длительность паузы выставляют внешним резистором RT и определяют по упрощенной формуле:

tпаузы=RT/66000+0,8 (мкс).

В свою очередь время паузы связано с коэффициентом заполнения и частотой:

tпаузы=(1-D)/f (с), где D – коэффициент заполнения, который представляет собой отношение времени импульса к периоду.

Рекомендованный производителем диапазон рабочих частот составляет 30-120 кГц. Таким образом, сопротивление RT можно найти так: RT=(tпаузы-0,8)*66000, где значение tпаузы подставляют в микросекундах.

Датчик тока

Номинал сопротивления RS задает амплитудное значение тока через светодиод и рассчитывается по формуле: RS=UCS/(ILED+0.5*IL пульс), где UCS – калиброванное опорное напряжение, равное 0,25В;

ILED – ток через светодиод;

IL пульс – величина пульсаций тока нагрузки, которая не должна превышать 30%, то есть 0,3*ILED.

После преобразования формула примет вид: RS=0,25/1.15*ILED (Ом).

Мощность, рассеиваемая датчиком тока, определяется формулой: PS=RS*ILED*D (Вт).

К монтажу принимают резистор с запасом по мощности 1,5-2 раза.

Дроссель

Как известно, ток дросселя не может измениться скачком, нарастая за время импульса и убывая во время паузы. Задача радиолюбителя в том, чтобы подобрать катушку с индуктивностью, обеспечивающей компромисс между качеством выходного сигнала и её габаритами. Для этого вспомним об уровне пульсаций, который не должен превышать 30%. Тогда потребуется индуктивность номиналом:

L=(USLED*tпаузы)/ IL пульс, где ULED – падение напряжения на светодиоде (-ах), взятое из графика ВАХ.

Фильтр питания

В цепи питания установлены два конденсатора: С1 – для сглаживания выпрямленного напряжения и С2 – для компенсации частотных помех. Так как CPC9909 работает в широком диапазоне входного напряжения, то в большой ёмкости электролитического С1 нет нужды. Достаточно будет 22 мкФ, но можно и больше. Емкость металлопленочного С2 для схемы такого типа стандартная – 0,1 мкФ. Оба конденсатора должны выдерживать напряжение не менее 400В.

Однако, производитель микросхемы настаивает на монтаже конденсаторов С1 и С2 с малым эквивалентным последовательным сопротивлением (ESR), чтобы избежать негативного влияния высокочастотных помех, возникающих при переключении драйвера.

Выпрямитель

Диодный мост выбирают, исходя из максимального прямого тока и обратного напряжения. Для эксплуатации в сети 220В его обратное напряжение должно быть не менее 600В. Расчетная величина прямого тока напрямую зависит от тока нагрузки и определяется как: IAC=(π*ILED)/2√2, А.

Полученное значение необходимо умножить на два для повышения надежности схемы.

Выбор остальных элементов схемы

Конденсатор C3, установленный в цепи питания микросхемы должен быть ёмкостью 0,1 мкФ с низким значением ESR, аналогично C1 и C2. Незадействованные выводы PWMD и LD также через C3 соединяются с общим проводом.

Транзистор Q1 и диод D1 работают в импульсном режиме. Поэтому выбор следует делать с учетом их частотных свойств. Только элементы с малым временем восстановления смогут сдержать негативное влияние переходных процессов в момент переключения на частоте около 100 кГц. Максимальный ток через Q1 и D1 равен амплитудному значению тока светодиода с учетом выбранного коэффициента заполнения: IQ1=ID1= D*ILED, А.

Напряжение, прикладываемое к Q1 и D1, носит импульсный характер, но не более, чем выпрямленное напряжение с учетом емкостного фильтра, то есть 280В. Выбор силовых элементов Q1 и D1 следует производить с запасом, умножая расчетные данные на два.

Предохранитель (fuse) защищает схему от аварийного короткого замыкания и должен длительно выдерживать максимальный ток нагрузки, в том числе импульсные помехи.

IFUSE=5*IAC, А.

Установка терморезистора RTH нужна для ограничения пускового тока драйвера, когда фильтрующий конденсатор разряжен. Своим сопротивлением RTH должен защитить диоды мостового выпрямителя от пробоя в начальные секунды работы.

RTH=(√2*220)/5*IAC, Ом.

Другие варианты включения CPC9909

Плавный пуск и аналоговое диммирование

При желании CPC9909 может обеспечить мягкое включение светодиода, когда его яркость будет постепенно нарастать. Плавный пуск реализуется при помощи двух постоянных резисторов, подключенных к выводу LD, как показано на рисунке. Данное решение позволяет продлить срок службы светодиода.

Также вывод LD позволяет реализовывать функцию аналогового диммирования. Для этого резистор 2,2 кОм заменяют переменным резистором 5,1 кОм, тем самым плавно изменяя потенциал на выводе LD.

Импульсное димирование

Управлять свечением светодиода можно путем подачи импульсов прямоугольной формы на вывод PWMD (pulse width modulation dimming). Для этого задействуют микроконтроллер или генератор импульсов с обязательным разделением через оптопару.

Кроме рассмотренного варианта драйвера для светодиодных ламп, существуют аналогичные схемные решения от других производителей: HV9910, HV9961, PT4115, NE555, RCD-24 и пр. Каждая из них имеет свои сильные и слабые места, но в целом, они успешно справляются с возложенной нагрузкой при сборке своими руками.

LED драйвер. Зачем он нужен и как его подобрать?

В последнее время потребители всё чаще интересуются светодиодным освещением. Популярность LED ламп вполне обоснована – новая технология освещения не выделяет ультрафиолетового изучения, экономична, а срок службы таких ламп – более 10 лет. Кроме того, при помощи LED элементов в домашних и офисных интерьерах, на улице легко создать оригинальные световые фактуры.

Если вы решились приобрести для дома или офиса такие приборы, то вам стоит знать, что они очень требовательны к параметрам электросетей. Для оптимальной работы освещения вам понадобится LED — драйвер. Так как строительный рынок переполнен устройствами как различного качества так и ценовой политики, перед тем, как приобрести светодиодные устройства и блок питания к ним, не лишним будет ознакомиться с основными советами, которые дают специалисты в этом деле.

Для начала рассмотрим, для чего нужен такой аппарат как драйвер.

Каково предназначение драйверов?

Драйвер (блок питания)  — это устройство, которое выполняет функции стабилизации тока, протекающего через цепь светодиодов, и отвечает за то, чтобы купленный вами прибор отработал гарантированное производителем количество часов. При подборе блока питания необходимо для начала досконально изучить его выходные характеристики, среди которых ток, напряжение, мощность, коэффициент полезного действия (КПД), а также степень его защиты т воздействия внешних факторов.

К примеру, от проходных характеристик тока зависит яркость светодиод. Цифровое обозначение напряжения отражает диапазон, в котором функционирует драйвер при возможных скачках напряжения. Ну и конечно чем выше КПД, тем более эффективно будет работать устройство, а срок его эксплуатации будет больше.

Где применяются LED драйвера?

Электронное устройство – драйвер —  обычно питается от электрической сети в 220В, но рассчитан на работу и с очень низким напряжением в10, 12 и 24В. Диапазон рабочего выходного напряжения, в большинстве случаев, составляет от 3В до нескольких десятков вольт. К примеру, вам нужно подключить семь светодиодов напряжением 3В. В этом случае потребуется драйвер с выходным напряжением от 9 до 24В, который рассчитан на 780 мА. Обратите внимание, что, несмотря на универсальность, такой драйвер будет обладать малым коэффициентом полезного действия, если дать ему минимальную нагрузку.

Если вам нужно установить освещение в авто, вставить лампу в фару велосипеда, мотоцикла, в один или два небольших уличных фонаря или в ручной фонарь, питания от 9 до 36В вам будет вполне достаточно.

LED –драйверы по мощнее необходимо будет выбирать, если вы намерены подключить светодиодную систему, состоящую из трех и более устройств, на улице, выбрали её для оформления своего интерьера, или же у вас есть настольные офисные светильники, которые работают не менее 8 часов в день.

Как работает драйвер?

Как мы уже рассказывали, LED — драйвер выступает источником тока. Источник напряжения создает на своем выходе некоторое напряжение, в идеале не зависящее от нагрузки.

Например, подключим к источнику напряжением 12 В резистор 40 Ом. Через него пойдет ток величиной 300мА.

Теперь включим сразу два резистора. Суммарный ток составит уже 600мА.

Блок питания поддерживает на своем выходе заданный ток. Напряжение при этом может изменяться. Подключим так же резистор 40Ом к драйверу 300мА.


Блок питания создаст на резисторе падение напряжения 12В.

Если подключить параллельно два резистора, ток также  будет 300мА, а напряжение упадет в два раза.



Каковы основные характеристики LED — драйвера?

При подборе драйвера обязательно обращайте внимание на такие параметры, как выходное напряжение, потребляемая нагрузкой мощность (ток).

— Напряжение на выходе зависит от падения напряжения на светодиоде; количества светодиодов; от способа подключения.

— Ток на выходе блока питания определяется характеристиками светодиодов и зависит от их мощности и яркости, количества и цветового решения.

Остановимся на цветовых характеристиках LED — ламп. От этого, к слову, зависит мощность нагрузки. Например, средняя потребляемая мощность красного светодиода варьирует в пределах 740 мВт. У зеленого цвета средняя мощность составит уже около 1.20 Вт. На основании этих данных можно заранее просчитать, какой мощности драйвер вам понадобится.

Чтобы вам легче было просчитать общую потребляемую мощность диодов, предлагаем использовать формулу.

P=Pled x N

где Pled — это мощность LED, N — количество подключаемых диодов.

Еще одно важное правило. Для стабильной работы блока питания запас по мощности должен быть хотя бы 25%. То есть должно выполняться следующее соотношение:

Pmax ≥ (1.2…1.3)xP

где Pmax   — это максимальная мощность блока питания.

Как правильно подсоединять светодиоды-LED?

Подключать светодиоды можно несколькими способами.

Первый способ  – это последовательное введение. Здесь потребуется драйвер напряжением 12В и током 300мА. При таком способе светодиоды в лампе или на ленте  горят одинаково ярко, но если вы решитесь подключить большее число светодиодов, вам потребуется драйвер с очень большим напряжением.

Второй способ — параллельное подключение. Нам подойдет блок питания на 6В, а тока будет потребляться примерно в два раза больше, чем при последовательном подключении. Есть и недостаток — одна цепь может светить ярче другой.


Последовательно-параллельное соединение – встречается в прожекторах и других мощных светильниках, работающих и от постоянного, и от переменного напряжения.

Четвертый способ — подключение драйвера последовательно по два.  Он наименее предпочтителен.

Есть еще и гибридный вариант. Он соединил в себе достоинства от последовательного и параллельного соединения светодиодов.

Специалисты советуют драйвер выбирать перед тем, как вы купите светодиоды, да еще и желательно предварительно определить схему их подключения. Так блок питания будет для вас более эффективно работать.

Линейные и импульсные драйверы. Каковы их принципы работы?

Сегодня для LED ламп и лент выпускают линейные и импульсные драйверы.
У линейного выходом служит генератор тока, который обеспечивает стабилизацию напряжения, не создавая при этом электромагнитных помех. Такие драйверы просты в использовании  и не дорогие, но невысокий коэффициент полезного действия ограничивает сферу их применения.

 
Импульсные драйверы, наоборот, имеют высокий коэффициент полезного действия  (около 96%), да еще и компактны. Драйвер с такими характеристиками предпочтительнее использовать для портативных осветительных приборов, что позволяет увеличить время работы источника питания. Но есть и минус – из-за высокого уровня электромагнитных помех он менее привлекателен.


Нужен светодиодный драйвер на 220В?

Для включения в сеть 220В выпускаются линейные и импульсные драйверы. При этом если блоки питания обладают гальванической развязкой (передача энергии или сигнала между электрическими цепями без электрического контакта между ним), они  демонстрируют высокий коэффициент полезного действия, надежность и безопасность в эксплуатации.

Без гальванической развязки блок питания  обойдется вам дешевле, но будет не столь  надежным, потребует осторожности при подсоединении из-за опасности удара током.

При подборе параметров по мощности специалисты рекомендуют останавливать свой выбор на светодиодных драйверах с мощностью, превышающей необходимый минимум на 25%. Такой запас мощности не даст электронному прибору и питающему устройству быстро выйти из строя.

Стоит ли покупать китайские драйверы?

Made in China – сегодня на рынке можно встретить сотни драйверов различных характеристик, произведенных в Китае. Что же они собой представляют? В основном это устройства с импульсным источником тока на 350-700мА. Низкая цена и наличие гальванической развязки позволяют  таким драйверам быть в спросе у покупателей.  Но есть и недостатки прибора китайской сборки. Зачастую они не имеют корпуса, использование дешевых элементов снижает надежность драйвера, да еще и отсутствует защита от перегрева и колебаний в электросети.

Китайские драйверы, как и многие товары, выпускаемые в Поднебесной,  недолговечны. Поэтому если вы хотите установить качественную систему освещения, которая прослужит вам ни один год, лучше всего покупать преобразователь для светодиодов от проверенного производителя.
 

Каков срок службы led драйвера?

Драйверы, как и любая электроника, имеют свой срок эксплуатации. Гарантийный срок службы LED — драйвера составляет 30 000 часов. Но не стоит забывать, что время работы аппарата будет зависеть еще от нестабильности сетевого напряжения, уровня влажности и перепада температур, влияния на него внешних факторов.

Неполная загруженность драйвера также снижает срок эксплуатации прибора. К примеру, если LED – драйвер  рассчитан на 200Вт, а работает на нагрузку 90Вт, половина его мощности возвращается в электрическую сеть, вызывая ее перегрузку. Это провоцирует частые сбои питания и прибор может перегореть, сослужив вам всего год.

Следуйте нашим советам и тогда не придется часто менять светодиодные устройства.

Драйвера для светодиодов

Драйвера для светодиодов являются совершенно необходимыми устройствами, которые осуществляются стабилизацию питания светодиодов. Что такое светодиод – это полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом, который излучает свет при пропускании через него тока в прямом направлении. От обычного диода светодиод отличается не только способностью светиться при подключении тока, но также значительно большим падением напряжения и очень небольшим (несколько вольт) значением пробивного напряжения при обратном подключении. То есть, при неправильном подключении светодиода, скорее всего, он немедленно и необратимо сгорит.

Светодиоды имеют очень нелинейную вольт-амперную характеристику – до некоторого значение напряжения светодиод практически вообще не пропускает ток, при дальнейшем повышении напряжения ток резко возрастает и, после достижения допустимого значения, происходит быстрый перегрев и немедленный выход прибора из строя.

Пример вольт-амперной характеристики белого светодиода

Яркость свечения светодиода также прямо зависит от силы проходящего через него тока. Все это делает необходимым включить в электрическую цепь устройство стабилизации тока. В простейшем случае для индикаторных светодиодов при токах до сотни миллиампер можно обойтись простым резистором. Но для ярких светодиодов, питающихся большими токами, нужно значительно более сложное устройство. Это устройство называется драйвер. Именно драйвер контролирует и стабилизирует ток, проходящий через светодиод.

Существует широкое разнообразие схем драйверов под самые разные нужды. Рассмотрим наиболее простые и популярные типы драйверов для светодиодов.

Линейный драйвер для светодиодов.

Предельно упрощенная схема линейного драйвера

От входного источника питания Vin электрический ток следует к выходу драйвера (точка подключения нагрузки – светодиода) Vout через ключ Sw. В цепи также присутствуют конденсаторы Cin и Cout, которые сглаживают скачки напряжения во входном и выходном участках цепи. Регулируя отношение времен, когда ключ открыт и закрыт можно управлять выходным напряжением в диапазоне от нуля до Vin вольт. Ключ переключается с высокой частотой – от единиц до десятков килогерц. Поэтому никакого мерцания в свечении светодиода, естественно, не заметно. В качестве ключа на практике применяются, как правило, мощные полевые транзисторы, затвором которых управляет либо специализированная микросхема, либо микроконтроллер.

Главным достоинством драйверов данного типа является их принципиальная простота. Готовые драйвера имеют небольшие размеры и относительно невысокую стоимость. Отсутствие индуктивностей в схеме драйвера устраняет серьезный источник помех, что позволяет таким драйверам работать очень стабильно.

Главный недостаток – КПД драйвера прямо определяет отношение выходного напряжения ко входному. Это и обозначает область применения драйвера – либо для совсем небольших рабочих токов (до 100мА), либо для случаев, когда напряжение источника питания близко величине падения напряжения на светодиоде. Пример последнего случая – литий-ионный аккумулятор в качестве источника питания и светодиод Cree XML-2 в качестве нагрузки. Здесь КПД линейного драйвера в худшем случае будет около 78%, что потребует рассеивания до 2,2 Вт тепла. Это существенная величина, но некритичная при достаточном охлаждении.

Пример линейного устройства - драйвер для светодиодов FLASHLED L24C

Импульсный понижающий драйвер для светодиодов.

Более сложными по устройству, но и с более широкими возможностями являются импульсные драйвера. Вот также предельно упрощенная условная схема импульсного понижающего драйвера.

Схема импульсного понижающего драйвера

Когда ключ Sw замыкается, ток в выходном участке цепи плавно возрастает, также происходит «накачка» дросселя L1. Благодаря ЭДС самоиндукции дросселя, при размыкании ключа Sw ток не обрывается мгновенно, а продолжает какое-то время течь в том же направлении через нагрузку и диод D1. Ключ, управляемый специальной микросхемой или микроконтроллером, переключается с большой частотой (до нескольких мегагерц). Выходное напряжение может регулироваться от 0 до Vin.

КПД таких драйверов может достигать 90% и более. Это позволяет подключать мощные светодиоды к источникам питания с напряжениями существенно выше рабочих напряжений светодиодов. Например, сверх яркий светодиод мощностью в 10Вт к паре последовательно соединенных литий-ионных аккумуляторов.

Недостатки таких драйверов – возросшие из-за мощной индуктивности габариты. Кроме того, дроссель является серьезным источником электромагнитных помех, что в комплексе с чрезвычайной компактностью драйвера требует особой аккуратности при разводке платы устройства.

Удачные модели понижающих импульсных драйверов, например, здесь или здесь.

Импульсный повышающий драйвер для светодиодов.

В случае, когда рабочее напряжение светодиода больше напряжения выдаваемого источником тока, используются импульсные повышающие драйвера. Вот упрощенная условная схема одного и типов таких драйверов:

Схема импульсного повышающего драйвера

В начале ключ Sw разомкнут, выходное напряжение Vout равно входному Vin. И, поскольку это напряжение меньше рабочего напряжения светодиода, ток через цепь практически не течет (помните график в самом начале статьи?).

При замыкании ключа Sw ток начинает течь через дроссель L1, в его сердечнике накапливается энергия. При размыкании ключа индуктивность начинает разряжаться через подключенную нагрузку. При этом к входному напряжению источника питания Vin добавляется ЭДС самоиндукции дросселя. Выходное напряжение Vout достигает необходимой величины, чтобы подключенный светодиод начал светиться. Также при этом заряжается конденсатор Cout. Постепенно дроссель разряжается, для его зарядки вновь замыкается ключ Sw. В это время светодиод питается за счет конденсатора Cout, мгновенному разряду которого препятствует диод D1.

Ключ, как и у ранее описанных драйверов, управляется специализированной микросхемой или микроконтроллером. КПД таких драйверов также весьма высок (до 90% и более). Недостатки схожи с недостатками понижающих импульсных драйверов.

Повторюсь, упомянутые схемы – это лишь небольшая часть большого разнообразия типов устройств для преобразования и контроля напряжения питания светодиодов. Но, благодаря относительной простоте, они употребляются наиболее часто.

Также во всех указанных схемах для простоты опущены блоки контроля тока – важнейшая часть драйвера для светодиода. Обычно контроль тока осуществляется с помощью резисторов очень небольшого сопротивления (обычно десятые доли ом) и устройства, которое измеряет падение напряжения на них. Как правило, это же устройство управляет ключом драйвера и в комплексе представляет собой специализированную микросхему, являющуюся сердцем драйвера для светодиода. Также эти функции может выполнять микроконтроллер.

Любые драйвера – импульсные или линейные – не обладают КПД 100% и имеют обыкновение греться тем более, чем больший ток они обеспечивают, и чем большая разница во входном и выходном напряжении имеет место быть. Кроме того, в готовом изделии драйвер часто располагается в непосредственной близости от питаемого им светодиода, который в процессе работы греются также очень не слабо. Для светодиода перегрев вреден, поскольку существенно снижается качество его работы и срок службы. Кроме того, при неправильном охлаждении силовая часть готового устройства может начать греть элементы питания. А это обычно литий-ионные аккумуляторы, сильно греть которые совсем не рекомендуется – они могут банально взорваться, нанося совсем небанальные повреждения.

Поэтому приличный драйвер для светодиода должен обладать возможностью контролировать как рабочую температуру светодиода, так и свою собственную. Также полезно и приятно, когда драйвер не только позволяет переключать несколько режимов работы светодиода, но и контролирует степень заряда батарей. Для обеспечения всего этого уже не обойтись без использования микроконтроллеров и достаточно сложных программ их работы.

Мы сами занимаемся разработкой и производством драйверов для мощных светодиодов. И, несмотря на то, что качество и надежность предлагаемых устройств многократно подтверждена годами надежной работы в большом количестве фонарей, драйвера и, особенно, их логическая часть продолжают постоянно развиваться. Мы стараемся учесть пожелания и замечания максимального числа пользователей. Кроме того, вполне возможна разработка и производство драйвера по индивидуальному заказу. Звоните – договоримся!

Читайте также статью "Самодельный драйвер для мощных светодиодов", в которой описываются некоторые схемы и практических опыт самостоятельного создания драйверов.

Драйвер светодиода или стабилизатор тока Источники питания...

Привет, Вы узнаете про стабилизатор тока, Разберем основные ее виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое стабилизатор тока,светодиодный драйвер , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Источники питания радиоэлектронной аппаратуры

Драйверы светодиодов применяются для обеспечения питания светодиодов, в частности сверхярких светодиодов, они представляют собой стабилизированный источник тока , преобразовывающий сетевое напряжение в постоянный ток.

Драйверы обеспечивают стабильный ток на нагрузку, в то время как блоки питания обеспечивают постоянное выходное напряжение. Поскольку яркость свечения светодиода зависит от силы протекающего через него тока, а не от напряжения, то для обеспечения максимально равномерного свечения важно обеспечить стабильный ток.

Гарантией яркости свечения, эффективности и долговечности LED-источников является правильное питание, которое могут обеспечить специальные электронные устройства — драйверы для светодиодов. Они преобразуют напряжение переменного тока в сети 220В в напряжение постоянного тока заданного значения.

Преимущества светодиодного драйвера перед блоками питания:

  • Стабильный ток – это гарантирует постоянный световой поток;
  • Максимальная мощность – при использовании драйвера на светодиод подается максимальная допустимая мощность, что позволяет получить максимальную светоотдачу;
  • Драйверы потребляют меньше электроэнергии, поскольку нет необходимости использовать ограничивающий резистор .

Драйверы могут быть изготовлены на транзисторах или на ШИМ-контроллерах, большинство моделей реализовано на ШИМ, поскольку такое решение обеспечивает более высокую точность стабилизации тока и схема рассчитана на большие нагрузки. Единственным плюсом драйверов реализованных на транзисторах является низкая цена.

Светодиодные драйверы выпускаются под определенное напряжение:

  • 12 В
  • 3,7 В
  • 7-30 В
  • 12/24 В

Наиболее распространенные модели светодиодных драйверов, рассчитанные на ток в 300 и 700 мА. При необходимости вы легко сможете купить светодиодные драйверы, выдающие токи в несколько ампер.

К каждому дайверу подбирается строго соответствующее количество светодиодов определенной мощности, из-за этого их наиболее часто применяют в изделиях, которые изготавливаются промышленным способом, а не в индивидуальных решениях.

Но выпускаются и универсальные дайверы, которые предусматривают использование переменного количества светодиодов, но при условии, что их суммарная мощность не превышает номинальную мощность драйвера, КПД таких драйверов ниже, а цена несколько выше.

Также важным преимуществом светодиодных драйверов являются очень компактные размеры, благодаря чему их можно поместить практически в любой корпус и незаметно разместить в нишах интерьера.

Драйверы для светодиодов классифицируют по типу устройства на линейные и импульсные. Структура и типовая схема драйвера для светодиодов линейного типа представляет собой генератор тока на транзисторе с р-каналом. Такие устройства обеспечивают плавную стабилизацию тока при условии неустойчивого напряжения на входном канале. Они являются простыми и дешевыми устройствами, однако отличаются низкой эффективностью, выделяют при работе много тепла и не могут быть использованы как драйвера для мощных светодиодов.

Импульсные устройства создают в выходном канале ряд высокочастотных импульсов. Их работа основана на принципе ШИМ (широтно-импульсной модуляции), когда средняя величина тока на выходе обуславливается коэффициентом заполнения, т.е. отношением длительности импульса к числу его повторений. Изменение величины среднего выходного тока происходит вследствие того, что частота импульсов остается неизменной, а коэффициент заполнения изменяется от 10-80%.

Благодаря высокому КПД преобразований (до 95%) и компактности устройств, они нашли широкое применение для портативных светодиодных конструкций . Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Кроме того, эффективность устройств положительно сказывается на длительности функционирования автономных приборов питания. Преобразователи импульсного типа имеют компактные размеры и отличаются обширным диапазоном входных напряжений. Недостатком этих устройств является высокий уровень электромагнитных помех.

Диммируемые драйверы для светодиодов

Современные драйверы для светодиодов совместимы с устройствами регулирования яркости свечения полупроводниковых приборов. Использование диммируемых драйверов позволяет управлять уровнем освещенности в помещениях: снижать интенсивность свечения в дневное время, подчеркивать или скрывать отдельные элементы в интерьере, зонировать пространство. Это, в свою очередь, дает возможность не только рационально использовать электроэнергию, но и экономить ресурс светодиодного источника света.

Диммируемые драйверы бывают двух типов. Одни подсоединяются между блоком питания и LED-источниками. Такие устройства управляют энергией, поступающей от источника питания к светодиодам. В основе таких устройств используется ШИМ-управление, при котором энергия поступает к нагрузке в виде импульсов. Длительность импульсов определяет количество энергии от минимального до максимального значения. Драйверы такого типа применяются по большей части для светодиодных модулей с фиксированным напряжением, таких как светодиодные ленты, бегущие строки и др.

Диммируемые преобразователи второго типа управляют непосредственно источником питания. Принцип их работы заключается как в ШИМ-регулировании, так и в управлении величиной протекающего через светодиоды тока. Диммируемые драйверы этого типа используются для LED-приборов со стабилизированным током. Стоит отметить, что при управлении светодиодами посредством ШИМ-регулирования наблюдаются негативно влияющие на зрение эффекты.

Сравнивая эти два метода регулирования, стоит отметить, что при регулировании величины тока через LED-источники наблюдается не только изменение яркости свечения, но и изменение цвета свечения. Так, белые светодиоды при меньшем токе излучают желтоватый свет, а при увеличении – светятся синим. При управлении светодиодами посредством ШИМ-регулирования наблюдаются негативно влияющие на зрение эффекты и высокий уровень электромагнитных помех. В связи с этим ШИМ-управление используется достаточно редко в отличие от регулирования тока.

Схемы драйверов для светодиодов

Многие производители выпускают для светодиодов микросхемы драйверов, позволяющие запитывать источники от пониженного напряжения. Все существующие драйверы делят на простые, выполненные на базе от 1-3 транзисторов и более сложные с использованием специальных микросхем с широтно-импульсной модуляцией.

Схема драйверов для светодиодов на 1W

Компания ON Semiconductor предлагает в качестве основы для драйверов широкий выбор микросхем. Они отличаются приемлемой стоимостью, отличной эффективностью преобразования, экономичностью и низким уровнем электромагнитных импульсов. Производителем представлен драйвер импульсного типа UC3845 с величиной тока на выходе до 1А. На такой микросхеме можно реализовать схему драйвера для светодиода 10W.

Электронные компоненты HV9910 (Supertex) являются популярной микросхемой для драйверов, благодаря простому схемному разрешению и невысокой цене. Она имеет встроенный регулятор напряжения и выводы для осуществления управления яркостью, а также вывод для программирования частоты переключений. Выходное значение тока составляет до 0,01А. На данной микросхеме возможно воплотить простой драйвер для светодиодов.

На базе микросхемы UCC28810 (пр-во компании Texas Instruments) можно создать схему драйвера для мощных светодиодов. В такой схеме LED-драйвера может создаваться выходное напряжение величиной 70-85В для светодиодных модулей, состоящих из 28 LED-источников током 3 А.

Полезный совет! Если вы планируете купить сверхяркие светодиоды мощностью 10 Вт, для конструкций из них можно использовать импульсный драйвер на микросхеме UCC28810.

Схема подключения мощного светодиода

Компания Clare предлагает создание простого драйвера импульсного типа на основе микросхемы CPC 9909. Она включает контроллер преобразователя, размещенного в компактном корпусе. За счет встроенного стабилизатора напряжения допускается питание преобразователя от напряжения 8-550В. Микросхема CPC 9909 позволяет эксплуатировать драйвер в условиях широкого разброса температурных режимов от -50 до 80°С.

Расчет драйверов для светодиодов

Чтобы определить напряжение на выходе светодиодного драйвера, необходимо рассчитать отношение мощности (Вт) к значению тока (А). К примеру, драйвер имеет следующие характеристики: мощность 3 Вт и ток 0,3 А. Расчетное отношение составляет 10В. Таким образом, это будет максимальная величина выходного напряжения данного преобразователя.

Если необходимо подключить 3 LED-источника, ток каждого из которых составляет 0,3 мА при напряжении питания 3В. Подключая к светодиодному драйверу один из приборов, то выходное напряжение будет равно 3В и ток 0,3 А. Собрав последовательно два LED-источника, выходное напряжение будет равно 6В и ток 0,3 А. Добавив в последовательную цепочку третий светодиод, получим 9В и 0,3 А. При параллельном соединении 0,3 А одинаково распределятся между светодиодами по 0,1 А. Подключая светодиоды к устройству на 0,3 А при значении тока 0,7, им достанется всего 0,3 А.

Таков алгоритм функционирования светодиодных драйверов. Они выдают такое количество тока, на которое они рассчитаны. Способ подключения LED-приборов в этом случае не играет роли. Есть модели драйверов, предполагающие любое количество подключаемых к ним светодиодов. Но тогда существует ограничение по мощности LED-источников: она не должна превышать мощность самого драйвера. Выпускаются драйверы, рассчитанные на определенное число подключаемых светодиодов К ним разрешается подключить меньшее количество светодиодов. Но такие драйверы имеют низкую эффективность, в отличие от устройств, рассчитанных на конкретное количество LED-приборов.

Следует отметить, что у драйверов, рассчитанных на фиксированное количество излучающих диодов, предусмотрена защита от аварийных ситуаций. Такие преобразователи некорректно работают, если к ним подключить меньшее число светодиодов: они будут мерцать или вообще не будут светиться. Таким образом, если подключить к драйверу напряжение без соответствующей нагрузки, он будет работать нестабильно.

Схема драйвера для светодиодов своими руками на базе PT4115

Схемы драйвера для питания LED-приборов рассеивающей мощностью 3 Вт могут быть исполнены в двух вариантах. Первый предполагает наличие источника питания напряжением от 6 до 30В. В другой схеме предусмотрено питание от источника переменного тока напряжением от 12 до 18В. В этом случае в схему введен диодный мост, на выходе которого устанавливается конденсатор . Он способствует сглаживанию колебаний напряжения, емкость его составляет 1000 мкФ.

Для первой и второй схемы особое значение имеет конденсатор (CIN): этот компонент призван уменьшить пульсацию и компенсировать накопленную катушкой индуктивности энергию при закрытии MOP-транзистора. В отсутствие конденсатора вся энергия индуктивности через полупроводниковый диод ДШБ (D) попадет на вывод напряжения питания (VIN) и станет причиной пробоя микросхемы относительно питания.

Микросхема PT4115

Полезный совет! Следует обязательно учитывать, что подключение драйвера для светодиодов в отсутствие входного конденсатора не разрешается.

Учитывая количество и то, сколько потребляют светодиоды, рассчитывается индуктивность (L). В схеме светодиодного драйвера следует подбирать индуктивность, величина которой 68-220 мкГн. Об этом свидетельствуют данные технической документации. Можно допустить небольшое увеличение значения L, однако следует учесть, что тогда снизится КПД схемы в целом.

Как только подается напряжение, величина тока при прохождении его через резистор RS (работает как датчик тока) и L будет нулевая. Далее, CS comparator анализирует уровни потенциалов, находящихся до резистора и после него – в результате появляется высокая концентрация на выходе. Ток, идущий в нагрузку, нарастает до определенного значения, контролируемого RS. Ток увеличивается в зависимости от значения индуктивности и от величины напряжения.

Схема драйвера для светодиодов с использованием PT4115

Сборка компонентов драйвера

Компоненты обвязки микросхемы РТ 4115 подбираются с учетом указаний производителя. Для CIN следует применять низкоимпедансный конденсатор (конденсатор с низким ESR), так как применение других аналогов негативно скажется на эффективности драйвера. Если устройство будет запитано от блока со стабилизированным током, на входе понадобится один конденсатор емкостью от 4,7 мкФ. Его рекомендуется разместить рядом с микросхемой. Если ток переменный, потребуется ввести твердотельный танталовый конденсатор, емкость которого не ниже 100 мкФ.

В схему включения для светодиодов 3 Вт необходимо установить катушку индуктивности на 68 мкГн. Она должна располагаться как можно ближе к выводу SW. Можно сделать катушку самостоятельно. Для этого потребуется кольцо из вышедшего из строя компьютера и обмоточный провод (ПЭЛ-0,35). В качестве диода D можно использовать диод FR 103. Его параметры: емкость 15 пФ, время восстановления 150 нс, температура от -65 до 150°С. Он может справиться с импульсами тока до 30 А.

Минимальная величина резистора RS в схеме светодиодного драйвера составляет 0,082 Ом, ток – 1,2 А. Чтобы рассчитать резистор, необходимо использовать значение тока, необходимого для светодиода. Ниже приведена формула для расчета:

RS = 0,1 / I,

где I – номинальная величина тока LED-источника.

Низковольтный драйвер на микросхеме

Величина RS в схеме светодиодного драйвера составляет 0,13 Ом, соответственно значение тока – 780 мА. Если такой резистор не удается отыскать, можно использовать несколько низкоомных компонентов, используя при расчете формулу сопротивления для параллельного и последовательного включения.

См. также

На этом все! Теперь вы знаете все про стабилизатор тока, Помните, что это теперь будет проще использовать на практике. Надеюсь, что теперь ты понял что такое стабилизатор тока,светодиодный драйвер и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то нестесняся пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Источники питания радиоэлектронной аппаратуры

Как подобрать светодиодный драйвер - виды и основные характеристики

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:

  • импульсные;
  • линейные.
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.

Универсальный драйвер для светодиодов. Мощные светодиоды: схемы драйверов

Неотъемлемой частью любой качественной лампы или светильника на светодиодах является драйвер. Применительно к освещению, под понятием «драйвер» следует понимать электронную схему, которая преобразует входное напряжение в стабилизированный ток заданной величины. Функциональность драйвера определяется шириной диапазона входных напряжений, возможностью регулировки выходных параметров, восприимчивостью к перепадам в питающей сети и эффективностью.

От перечисленных функций зависят качественные показатели светильника или лампы в целом, срок службы и стоимость. Все источники питания (ИП) для светодиодов условно разделяют на преобразователи линейного и импульсного типа. Линейные ИП могут иметь узел стабилизации по току или напряжению. Часто схемы такого типа радиолюбители конструируют своими руками на микросхеме LM317. Такое устройство легко собирается и имеет малую себестоимость. Но, ввиду очень низкого КПД и явного ограничения по мощности подключаемых светодиодов, перспективы развития линейных преобразователей ограничены.

Импульсные драйверы могут иметь КПД более 90% и высокую степень защиты от сетевых помех. Их мощность потребления в десятки раз меньше мощности, отдаваемой в нагрузку. Благодаря этому они могут изготавливаться в герметичном корпусе и не боятся перегрева.

Первые импульсные стабилизаторы имели сложное устройство без защиты от холостого хода. Затем они модернизировались и, в связи с бурным развитием светодиодных технологий, появились специализированные микросхемы с частотной и широтно-импульсной модуляцией.

Схема питания светодиодов на основе конденсаторного делителя

К сожалению, в конструкции дешёвых светодиодных ламп на 220В из Китая не предусмотрен ни линейный, ни импульсный стабилизатор. Мотивируясь исключительно низкой ценой готового изделия, китайская промышленность смогла максимально упростить схему питания. Называть её драйвером не корректно, так как здесь отсутствует какая-либо стабилизация. Из рисунка видно, что электрическая схема лампы рассчитана на работу от сети 220В. Переменное напряжение понижается RC-цепочкой и поступает на диодный мост. Затем выпрямленное напряжение частично сглаживается конденсатором и через токоограничивающий резистор поступает на светодиоды. Данная схема не имеет гальванической развязки, то есть все элементы постоянно находятся под высоким потенциалом.

В результате частые просадки сетевого напряжения приводит к мерцанию светодиодной лампы. И наоборот, завышенное напряжение сети вызывает необратимый процесс старения конденсатора с потерей ёмкости, а, иногда, становится причиной его разрыва. Стоит отметить, что еще одной, серьезной отрицательной стороной данной схемы является ускоренный процесс деградации светодиодов вследствие нестабильного тока питания.

Схема драйвера на CPC9909

Современные импульсные драйверы для светодиодных ламп имеют несложную схему, поэтому ее можно легко смастерить даже своими руками. Сегодня, для построения драйверов, производится ряд интегральных микросхем, специально предназначенных для управления мощными светодиодами. Чтобы упростить задачу любителям электронных схем, разработчики интегральных драйверов для светодиодов в документации приводят типичные схемы включения и расчеты компонентов обвязки.

Общие сведения

Американская компания Ixys наладила выпуск микросхемы CPC9909, предназначенной для управления светодиодными сборками и светодиодами высокой яркости. Драйвер на основе CPC9909 имеет небольшие габариты и не требует больших денежных вложений. ИМС CPC9909 изготавливается в планарном исполнении с 8 выводами (SOIC-8) и имеет встроенный стабилизатор напряжения.

Благодаря наличию стабилизатора рабочий диапазон входного напряжения составляет 12-550В от источника постоянного тока. Минимальное падение напряжения на светодиодах – 10% от напряжения питания. Поэтому CPC9909 идеальна для подключения высоковольтных светодиодов. ИМС прекрасно работает в температурном диапазоне от -55 до +85°C, а значит, пригодна для конструирования светодиодных ламп и светильников для наружного освещения.

Назначение выводов

Стоит отметить, что с помощью CPC9909 можно не только включать и выключать мощный светодиод, но и управлять его свечением. Чтобы узнать обо всех возможностях ИМС, рассмотрим назначение ее выводов.

  1. VIN. Предназначен для подачи напряжения питания.
  2. CS. Предназначен для подключения внешнего датчика тока (резистора), с помощью которого задаётся максимальный ток светодиода.
  3. GND. Общий вывод драйвера.
  4. GATE. Выход микросхемы. Подает на затвор силового транзистора модулированный сигнал.
  5. PWMD. Низкочастотный диммирующий вход.
  6. VDD. Выход для регулирования напряжения питания. В большинстве случаев подключается через конденсатор к общему проводу.
  7. LD. Предназначен для задания аналогового диммирования.
  8. RT. Предназначен для подключения время задающего резистора.

Схема и ее принцип работы

Типичное включение CPC9909 с питанием от сети 220В показано на рисунке. Схема способна управлять одним или несколькими мощными светодиодами или светодиодами типа High Brightness. Схему можно легко собрать своими руками даже в домашних условиях. Готовый драйвер не нуждается в наладке с учетом грамотного выбора внешних элементов и соблюдением правил их монтажа.

Драйвер для светодиодной лампы на 220В на базе CPC9909 работает по методу частотно-импульсной модуляции. Это означает, что время паузы является постоянной величиной (time-off=const). Переменное напряжение выпрямляется диодным мостом и сглаживается емкостным фильтром C1, C2. Затем оно поступает на вход VIN микросхемы и запускает процесс формирования импульсов тока на выходе GATE. Выходной ток микросхемы управляет силовым транзистором Q1. В момент открытого состояния транзистора (время импульса «time-on») ток нагрузки протекает по цепи: «+диодного моста» – LED – L – Q1 – R S – «-диодного моста».

За это время катушка индуктивности накапливает энергию, чтобы отдать её в нагрузку во время паузы. Когда транзистор закрывается, энергия дросселя обеспечивает ток нагрузки в цепи: L – D1 – LED – L.

Процесс носит циклический характер, в результате чего ток через светодиод имеет пилообразную форму. Наибольшее и наименьшее значение пилы зависит от индуктивности дросселя и рабочей частоты.

Частота импульсов определяется величиной сопротивления RT. Амплитуда импульсов зависит от сопротивления резистора RS. Стабилизация тока светодиода происходит путем сравнения внутреннего опорного напряжения ИМС с падением напряжения на R S . Предохранитель и терморезистор защищают схему от возможных аварийных режимов.

Расчет внешних элементов

Частотозадающий резистор

Длительность паузы выставляют внешним резистором R T и определяют по упрощенной формуле:

t паузы =R T /66000+0,8 (мкс).

В свою очередь время паузы связано с коэффициентом заполнения и частотой:

t паузы =(1-D)/f (с), где D – коэффициент заполнения, который представляет собой отношение времени импульса к периоду.

Датчик тока

Номинал сопротивления R S задает амплитудное значение тока через светодиод и рассчитывается по формуле: R S =U CS /(I LED +0.5*I L пульс), где U CS – калиброванное опорное напряжение, равное 0,25В;

I LED – ток через светодиод;

I L пульс – величина пульсаций тока нагрузки, которая не должна превышать 30%, то есть 0,3*I LED .

После преобразования формула примет вид: R S =0,25/1.15*I LED (Ом).

Мощность, рассеиваемая датчиком тока, определяется формулой: P S =R S *I LED *D (Вт).

К монтажу принимают резистор с запасом по мощности 1,5-2 раза.

Дроссель

Как известно, ток дросселя не может измениться скачком, нарастая за время импульса и убывая во время паузы. Задача радиолюбителя в том, чтобы подобрать катушку с индуктивностью, обеспечивающей компромисс между качеством выходного сигнала и её габаритами. Для этого вспомним об уровне пульсаций, который не должен превышать 30%. Тогда потребуется индуктивность номиналом:

L=(US LED *t паузы)/ I L пульс, где U LED – падение напряжения на светодиоде (-ах), взятое из графика ВАХ.

Фильтр питания

В цепи питания установлены два конденсатора: С1 – для сглаживания выпрямленного напряжения и С2 – для компенсации частотных помех. Так как CPC9909 работает в широком диапазоне входного напряжения, то в большой ёмкости электролитического С1 нет нужды. Достаточно будет 22 мкФ, но можно и больше. Емкость металлопленочного С2 для схемы такого типа стандартная – 0,1 мкФ. Оба конденсатора должны выдерживать напряжение не менее 400В.

Однако, производитель микросхемы настаивает на монтаже конденсаторов С1 и С2 с малым эквивалентным последовательным сопротивлением (ESR), чтобы избежать негативного влияния высокочастотных помех, возникающих при переключении драйвера.

Выпрямитель

Диодный мост выбирают, исходя из максимального прямого тока и обратного напряжения. Для эксплуатации в сети 220В его обратное напряжение должно быть не менее 600В. Расчетная величина прямого тока напрямую зависит от тока нагрузки и определяется как: I AC =(π*I LED)/2√2, А.

Полученное значение необходимо умножить на два для повышения надежности схемы.

Выбор остальных элементов схемы

Конденсатор C3, установленный в цепи питания микросхемы должен быть ёмкостью 0,1 мкФ с низким значением ESR, аналогично C1 и C2. Незадействованные выводы PWMD и LD также через C3 соединяются с общим проводом.

Транзистор Q1 и диод D1 работают в импульсном режиме. Поэтому выбор следует делать с учетом их частотных свойств. Только элементы с малым временем восстановления смогут сдержать негативное влияние переходных процессов в момент переключения на частоте около 100 кГц. Максимальный ток через Q1 и D1 равен амплитудному значению тока светодиода с учетом выбранного коэффициента заполнения: I Q1 =I D1 = D*I LED , А.

Напряжение, прикладываемое к Q1 и D1, носит импульсный характер, но не более, чем выпрямленное напряжение с учетом емкостного фильтра, то есть 280В. Выбор силовых элементов Q1 и D1 следует производить с запасом, умножая расчетные данные на два.

Предохранитель (fuse) защищает схему от аварийного короткого замыкания и должен длительно выдерживать максимальный ток нагрузки, в том числе импульсные помехи.

I FUSE =5*I AC , А.

Установка терморезистора RTH нужна для ограничения пускового тока драйвера, когда фильтрующий конденсатор разряжен. Своим сопротивлением RTH должен защитить диоды мостового выпрямителя от пробоя в начальные секунды работы.

R TH =(√2*220)/5*I AC , Ом.

Другие варианты включения CPC9909

Плавный пуск и аналоговое диммирование

При желании CPC9909 может обеспечить мягкое включение светодиода, когда его яркость будет постепенно нарастать. Плавный пуск реализуется при помощи двух постоянных резисторов, подключенных к выводу LD, как показано на рисунке. Данное решение позволяет продлить срок службы светодиода.

Также вывод LD позволяет реализовывать функцию аналогового диммирования. Для этого резистор 2,2 кОм заменяют переменным резистором 5,1 кОм, тем самым плавно изменяя потенциал на выводе LD.

Импульсное димирование

Управлять свечением светодиода можно путем подачи импульсов прямоугольной формы на вывод PWMD (pulse width modulation dimming). Для этого задействуют микроконтроллер или генератор импульсов с обязательным разделением через оптопару.

Кроме рассмотренного варианта драйвера для светодиодных ламп, существуют аналогичные схемные решения от других производителей: HV9910, HV9961, PT4115, NE555, RCD-24 и пр. Каждая из них имеет свои сильные и слабые места, но в целом, они успешно справляются с возложенной нагрузкой при сборке своими руками.

Читайте так же

Широкое распространение светодиодов повлекло за собой массовое производство блоков питания для них. Такие блоки называются драйверами. Основной их особенностью является то, что они способны стабильно поддерживать на выходе заданный ток. Другими словами, драйвер для светодиодов (LED) – это источник тока для их питания.

Поскольку светодиод — это полупроводниковые элементы, ключевой характеристикой, определяющей яркость их свечения, является не напряжение, а ток. Чтобы они гарантированно отработали заявленное количество часов, необходим драйвер, — он стабилизирует ток, протекающий через цепь светодиодов. Возможно использование маломощных светоизлучающих диодов и без драйвера, в этом случае его роль выполняет резистор.

Применение

Драйверы применяются как при питании светодиода от сети 220В, так и от источников постоянного напряжения 9-36 В. Первые используются при освещении помещений светодиодными лампами и лентами, вторые чаще встречаются в автомобилях, велосипедных фарах, переносных фонарях и т.д.

Принцип работы

Как уже было сказано, драйвер – это источник тока. Его отличия от источника напряжения проиллюстрированы ниже.

Источник напряжения создает на своем выходе некоторое напряжение, в идеале не зависящее от нагрузки.

Например, если подключить к источнику напряжением 12 В резистор 40 Ом, через него пойдет ток 300 мА.

Если подключить параллельно два резистора, суммарный ток составит уже 600 мА при том же напряжении.


Драйвер же поддерживает на своем выходе заданный ток. Напряжение при этом может изменяться.

Подключим так же резистор 40 Ом к драйверу 300 мА.


Драйвер создаст на резисторе падение напряжения 12 В.

Если подключить параллельно два резистора, ток по-прежнему будет 300 мА, а напряжение упадет до 6 В:


Таким образом, идеальный драйвер способен обеспечить нагрузке номинальный ток вне зависимости от падения напряжения. То есть светодиод с падением напряжения 2 В и током 300 мА будет гореть так же ярко, как и светодиод напряжением 3 В и током 300 мА.

Основные характеристики

При подборе нужно учитывать три основных параметра: выходное напряжение, ток и потребляемая нагрузкой мощность.

Напряжение на выходе драйвера зависит от нескольких факторов:

  • падение напряжения на светодиоде;
  • количество светодиодов;
  • способ подключения.

Ток на выходе драйвера определяется характеристиками светодиодов и зависит от следующих параметров:

  • мощность светодиодов;
  • яркость.

Мощность светодиодов влияет на потребляемый ими ток, который может варьироваться в зависимости от требуемой яркости. Драйвер должен обеспечить им этот ток.

Мощность нагрузки зависит от:

  • мощности каждого светодиода;
  • их количества;
  • цвета.

В общем случае потребляемую мощность можно рассчитать как

где Pled — мощность светодиода,

N — количество подключаемых светодиодов.

Максимальная мощность драйвера не должна быть меньше.

Стоит учесть, что для стабильной работы драйвера и предотвращения выхода его из строя следует обеспечить запас по мощности хотя бы 20-30%. То есть должно выполняться следующее соотношение:

где Pmax — максимальная мощность драйвера.

Кроме мощности и количества светодиодов, мощность нагрузки зависит еще от их цвета. Светодиоды разных цветов имеют разное падение напряжения при одинаковом токе. Например, красный светодиод XP-E обладает падением напряжения 1.9-2.4 В при токе 350 мА. Средняя потребляемая им мощность таким образом составляет около 750 мВт.

У XP-E зеленого цвета падение 3.3-3.9 В при том же токе, и его средняя мощность составит уже около 1.25 Вт. То есть драйвером, рассчитанным на 10 ватт, можно питать либо 12-13 красных светодиодов, либо 7-8 зеленых.

Как подобрать драйвер для светодиодов. Способы подключения LED

Допустим, имеется 6 светодиодов с падением напряжения 2 В и током 300 мА. Подключить их можно различными способами, и в каждом случае потребуется драйвер с определенными параметрами:

Соединять таким образом параллельно 3 и более светодиодов недопустимо, так как при этом через них может пойти слишком большой ток, в результате чего они быстро выйдут из строя.

Обратите внимание, что во всех случаях мощность драйвера составляет 3.6 Вт и не зависит от способа подключения нагрузки.

Таким образом, целесообразнее выбирать драйвер для светодиодов уже на этапе закупки последних, предварительно определив схему подключения. Если же сначала приобрести сами светодиоды, а потом подбирать к ним драйвер, это может оказаться нелегкой задачей, поскольку вероятность того, что Вы найдете именно тот источник питания, который сможет обеспечить работу именно этого количества светодиодов, включенных по конкретной схеме, невелика.

Виды

В общем случае драйверы для светодиодов можно разделить на две категории: линейные и импульсные.

У линейного выходом служит генератор тока. Он обеспечивает стабилизацию выходного тока при нестабильном входном напряжении; причем подстройка происходит плавно, не создавая высокочастотных электромагнитных помех. Они просты и дешевы, но невысокий КПД (менее 80%) ограничивает сферу их применения маломощными светодиодами и лентами.


Импульсные представляют собой устройства, создающие на выходе серию высокочастотных импульсов тока.


Обычно они работают по принципу широтно-импульсной модуляции (ШИМ), то есть среднее значение выходного тока определяется отношением ширины импульсов к периоду их следования (эта величина называется коэффициентом заполнения).


На диаграмме выше показан принцип работы ШИМ-драйвера: частота импульсов остается постоянной, но изменяется коэффициент заполнения от 10% до 80%. Это ведет к изменению среднего значения тока I cp на выходе.

Такие драйверы получили широкое распространение благодаря компактности и высокому КПД (около 95%). Основным недостатком является больший по сравнению с линейными уровень электромагнитных помех.

Светодиодный драйвер на 220 В

Для включения в сеть 220 В выпускаются как линейные, так и импульсные. Существуют драйверы с гальванической развязкой от сети и без нее. Основными преимуществами первых являются высокий КПД, надежность и безопасность.

Без гальванической развязки обычно дешевле, но менее надежны и требуют осторожности при подключении, поскольку есть вероятность поражения током.

Китайские драйверы

Востребованность драйверов для светодиодов способствует их массовому производству в Китае. Эти устройства представляют собой импульсные источники тока, обычно на 350-700 мА, часто не имеющие корпуса.


Китайский драйвер для светодиода 3w

Основные их достоинства – низкая цена и наличие гальванической развязки. Недостатки следующие:

  • низкая надежность из-за использования дешевых схемных решений;
  • отсутствие защиты от перегрева и колебаний в сети;
  • высокий уровень радиопомех;
  • высокий уровень пульсаций на выходе;
  • недолговечность.

Срок службы

Обычно срок службы драйвера меньше, чем у оптической части – производители дают гарантию на 30000 часов работы. Это связано с такими факторами, как:

  • нестабильность сетевого напряжения;
  • перепады температур;
  • уровень влажности;
  • загруженность драйвера.

Самым слабым звеном светодиодного драйвера являются сглаживающие конденсаторы, которые имеют тенденцию к испарению электролита, особенно в условиях повышенной влажности и нестабильного питающего напряжения. В результате уровень пульсаций на выходе драйвера повышается, что негативно сказывается на работе светодиодов.

Также на срок службы влияет неполная загруженность драйвера. То есть если он, рассчитан на 150 Вт, а работает на нагрузку 70 Вт, половина его мощности возвращается в сеть, вызывая ее перегрузку. Это провоцирует частые сбои питания. Рекомендуем почитать про .

Схемы драйверов (микросхемы) для светодиодов

Многие производители выпускают специализированные микросхемы драйверов. Рассмотрим некоторые из них.

ON Semiconductor UC3845 – импульсный драйвер с выходным током до 1А. Схема драйвера для светодиода 10w на этой микросхеме приведена ниже.


Supertex HV9910 – очень распространенная микросхема импульсного драйвера. Ток на выходе не превышает 10 мА, не имеет гальванической развязки.

Простой драйвер тока на этой микросхеме представлен ниже.


Texas Instruments UCC28810. Сетевой импульсный драйвер, имеет возможность организовать гальваническую развязку. Выходной ток до 750 мА.


Еще одна микросхема этой фирмы, — драйвер для питания мощных светодиодов LM3404HV — описывается в этом видео:

Устройство работает по принципу резонансного преобразователя типа Buck Converter, то есть функция поддержания требуемого тока здесь частично возложена на резонансную цепь в виде катушки L1 и диода Шоттки D1 (типовая схема приведена ниже). Также имеется возможность задания частоты коммутации подбором резистора R ON .


Maxim MAX16800 – линейная микросхема, работает при малых напряжениях, поэтому на ней можно построить драйвер 12 вольт. Выходной ток – до 350 мА, поэтому может использоваться как драйвер питания для мощного светодиода, фонарика, и т.д. Есть возможность диммирования. Типовая схема и структура представлены ниже.


Заключение

Светодиоды гораздо более требовательны к источнику питания, чем другие источники света. Например, превышение тока на 20% для люминесцентной лампы не повлечет за собой серьезного ухудшения характеристик, для светодиодов же срок службы сократится в несколько раз. Поэтому выбирать драйвер для светодиодов следует особенно тщательно.

…оооооочень много раз мне пришлось столкнуться с проблемой перегоревших светодиодов, установленных где-либо в машине…началось всё это с лампочек в габаритах, потом постоянно горела подсветка приборки, потом подсветка блока отопителя, багажника и т.д…

И вот как-то раз это явление достало меня окончательно и я, бегло пробежавшись глазами по записям в блогах одноклубников, решил сделать подсветку приборки "вечной" линейным стабилизатором напряжения L7812CV, +12в, что, естественно, никакого толка не дало и лента сгорела, как ни в чем не бывало:)

Вот он, виновник торжества.

…хотя…его вины тут нет. Виноваты тут далекие от электроники люди и я, человек который слишком мало копал, прежде, чем что-то сделать…Все мы ошибаемся, что поделать, потому и половина бортового журнала - это работа над ошибками… 🙂

Начнем с того, что светодиоды сгорают от скачков тока, а не напряжения.

"Светодиод питается ТОКОМ. Нет у него параметра НАПРЯЖЕНИЕ. Есть параметр - падение напряжения! То есть сколько на нем теряется.
Если написано на светодиоде 20мА 3.4В, то это значить что ему надо не больше 20 миллиампер. И при этом на нем потеряется 3.4 вольта.
Не для питания нужно 3.4 вольта, а просто на нем «потеряется»!
То есть вы можете питать его хоть от 1000 вольт, только если подадите ему не больше 20мА. Он не сгорит, не перегреется и будет светить как надо, но после него останется уже на 3.4 вольта меньше. Вот и вся наука.
Ограничьте ему ток - и он будет сыт и будет светить долго и счастливо."

Теперь понятно, почему с долбанными линейными стабами типа L7812CV постоянно все перегорает?
Да, стабилизация нужна по току, а не по напряжению и делается это резисторами!

Ладно, поехали дальше.
В связи с тем, что сейчас у меня висит 4 проекта по фарам, которые будут делаться на очень дорогостоящих COB кольцах (которые ещё дороже стали с учетом долбанного курса валют) стабилизация таковых просто жизненно необходима…

Вот как оно выглядит

Вы спросите сейчас, а нафига драйвер, если вон он, уже висит и все стабилизирует.
Ну да, я тоже так думал, а на деле оказалось, что там те же самые стабилизаторы напряжения стоят (у одного из клиентов одно кольцо уже начало моросить). Ну кто ж знал, что Китайцы в плане драйверов решили сэкономить.

Итак, делаем простейший драйвер.

Берем идеальную автомобильную сеть 12 Вольт и считаем какой нам нужен резистор на примере COB кольца, мощностью 5 Вт.

Мы можем узнать силу тока, потребляемую электроприбором зная его мощность и напряжение питания.
Потребляемый ток равен мощности деленной на напряжение в сети.
COB кольцо потребляет 5 Вт. Напряжение в идеальном автомобиле 12 Вольт.
Если считать не умеете, то можно посчитать тут
ydoma.info/electricity-zakon-oma.html
Получаем 420 милиампер потребляемого тока таким колечком.
дальше идем сюда
ledcalc.ru/lm317
вводим требуемый ток 420 милиампер и получаем:
Расчетное сопротивление: 2.98 Ом
Ближайшее стандартное: 3.30 Ом
Ток при стандартном резисторе: 379 мА
Мощность резистора: 0.582 Вт.

ЭТО РАСЧЕТ РАБОТАЕТ, КОГДА ВЫ ТОЧНО УВЕРЕНЫ В ХАРАКТЕРИСТИКАХ СВЕТОДИОДА, ЕСЛИ НЕТ, ТО ДЕЛАЕМ ЗАМЕР ПОТРЕБЛЕНИЯ ТОКА МУЛЬТИМЕТРОМ!

В итоге получили на выходе стабилизированный ток.
Но это для идеального случая. Что касается случая с реальным автомобилем, где скачки до 14 Вольт с копейками бывают, то рассчитывайте резистор для худшего случая с запасом.

Кто не могёт паять по схемам, то даю картинку, где все нарисовано более наглядно

Вот собственно и все. Надеюсь, кому-нибудь пригодится)

Цена вопроса: 0 ₽

Светодиоды для своего питания требуют применения устройств, которые будут стабилизировать ток, проходящий через них. В случае индикаторных и других маломощных светодиодов можно обойтись резисторами. Их несложный расчет можно еще упростить, воспользовавшись "Калькулятором светодиодов" .

Для использования мощных светодиодов не обойтись без использования токостабилизирующих устройств – драйверов. Правильные драйвера имеют очень высокий КПД - до 90-95%. Кроме того, они обеспечивают стабильный ток и при изменении напряжения источника питания. А это может быть актуально, если светодиод питается, например, от аккумуляторов. Самые простые ограничители тока - резисторы - обеспечить это не могут по своей природе.

Немного ознакомиться с теорией линейных и импульсных стабилизаторов тока можно в статье "Драйвера для светодиодов" .

Готовый драйвер, конечно, можно купить. Но гораздо интереснее сделать его своими руками. Для этого потребуются базовые навыки чтения электрических схем и владения паяльником. Рассмотрим несколько простых схем самодельных драйверов для мощных светодиодов.

Простой драйвер. Собран на макетке, питает могучий Cree MT-G2

Очень простая схема линейного драйвера для светодиода. Q1 – N-канальный полевой транзистор достаточной мощности. Подойдет, например, IRFZ48 или IRF530. Q2 – биполярный npn-транзистор. Я использовал 2N3004, можно взять любой похожий. Резистор R2 – резистор мощностью 0.5-2Вт, который будет определять силу тока драйвера. Сопротивление R2 2.2Ом обеспечивает ток в 200-300мА. Входное напряжение не должно быть очень большим – желательно не превышать 12-15В. Драйвер линейный, поэтому КПД драйвера будет определяться отношением V LED / V IN , где V LED – падение напряжения на светодиоде, а V IN – входное напряжение. Чем больше будет разница между входным напряжением и падением на светодиоде и чем больше будет ток драйвера, тем сильнее будет греться транзистор Q1 и резистор R2. Тем не менее, V IN должно быть больше V LED на, как минимум, 1-2В.

Для тестов я собрал схему на макетной плате и запитал мощный светодиод CREE MT-G2 . Напряжение источника питания - 9В, падение напряжения на светодиоде - 6В. Драйвер заработал сразу. И даже с таким небольшим током (240мА) мосфет рассеивает 0,24 * 3 = 0,72 Вт тепла, что совсем не мало.

Схема очень проста и даже в готовом устройстве может быть собрана навесным монтажом.

Схема следующего самодельного драйвера также предельно проста. Она предполагает использование микросхемы понижающего преобразователя напряжения LM317. Данная микросхема может быть использована как стабилизатор тока.

Еще более простой драйвер на микросхеме LM317

Входное напряжение может быть до 37В, оно должно быть как минимум на 3В выше падения напряжения на светодиоде. Сопротивление резистора R1 рассчитывается по формуле R1 = 1.2 / I, где I – требуемая сила тока. Ток не должен превышать 1.5А. Но при таком токе резистор R1 должен быть способен рассеять 1.5 * 1.5 * 0.8 = 1.8 Вт тепла. Микросхема LM317 также будет сильно греться и без радиатора не обойтись. Драйвер также линейный, поэтому для того, чтобы КПД был максимальным, разница V IN и V LED должна быть как можно меньше. Поскольку схема очень простая, она также может быть собрана навесным монтажом.

На той же макетной плате была собрана схема с двумя одноваттными резисторами сопротивленим 2.2 Ом. Сила тока получилась меньше расчетной, поскольку контакты в макетке не идеальны и добавляют сопротивления.

Следующий драйвер является импульсным понижающим. Собран он на микросхеме QX5241 .

Схема также проста, но состоит из чуть большего количества деталей и здесь уже без изготовления печатной платы не обойтись. Кроме того сама микросхема QX5241 выполнена в достаточно мелком корпусе SOT23-6 и требует внимания при пайке.

Входное напряжение не должно превышать 36В, максимальный ток стабилизации – 3А. Входной конденсатор С1 может быть любым – электролитическим, керамическим или танталовым. Его емкость – до 100мкФ, максимальное рабочее напряжение – не менее чем в 2 раза больше, чем входное. Конденсатор С2 керамический. Конденсатор С3 – керамический, емкость 10мкФ, напряжение – не менее чем в 2 раза больше, чем входное. Резистор R1 должен иметь мощность не менее чем 1Вт. Его сопротивление рассчитывается по формуле R1 = 0.2 / I, где I – требуемый ток драйвера. Резистор R2 - любой сопротивлением 20-100кОм. Диод Шоттки D1 должен с запасом выдерживать обратное напряжение – не менее чем в 2 раза по значению больше входного. И рассчитан должен быть на ток не менее требуемого тока драйвера. Один из важнейших элементов схемы – полевой транзистор Q1. Это должен быть N-канальный полевик с минимально возможным сопротивлением в открытом состоянии, безусловно, он должен с запасом выдерживать входное напряжение и нужную силу тока. Хороший вариант – полевые транзисторы SI4178, IRF7201 и др. Дроссель L1 должен иметь индуктивность 20-40мкГн и максимальный рабочий ток не менее требуемого тока драйвера.

Количество деталей этого драйвера совсем небольшое, все они имеют компактный размер. В итоге может получиться достаточно миниатюрный и, вместе с тем, мощный драйвер. Это импульсный драйвер, его КПД существенно выше, чем у линейных драйверов. Тем не менее, рекомендуется подбирать входное напряжение всего на 2-3В больше, чем падение напряжения на светодиодах. Драйвер интересен еще и тем, что выход 2 (DIM) микросхемы QX5241 может быть использован для диммирования – регулирования силы тока драйвера и, соответственно, яркости свечения светодиода. Для этого на этот выход нужно подавать импульсы (ШИМ) с частотой до 20КГц. С этим сможет справиться любой подходящий микроконтроллер. В итоге может получиться драйвер с несколькими режимами работы.

Готовые изделия для питания мощных светодиодов можно посмотреть .



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.

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.

Светодиодный драйвер

для мощных вспышек машинного зрения

Системы машинного зрения используют очень короткие вспышки интенсивного света для получения высокоскоростных изображений, используемых в самых разных приложениях обработки данных. Например, быстро движущиеся конвейерные ленты проходят через системы машинного зрения для быстрой проверки этикеток и дефектов. Инфракрасные и лазерные светодиодные вспышки обычно используются для машинного зрения с датчиком приближения и движения. Системы безопасности излучают высокоскоростные, трудно обнаруживаемые светодиодные вспышки для обнаружения движения, захвата и хранения видеозаписей с камер видеонаблюдения.

Одной из проблем во всех этих системах является создание очень сильноточных и кратковременных (микросекунд) сигналов вспышки светодиодной камеры, которые могут распространяться на длительные периоды времени, например от 100 мс до более 1 с. Создание коротких прямоугольных световых сигналов светодиодной вспышки, разделенных длительными периодами времени, нетривиально. Поскольку токи возбуждения светодиодов (или цепочек светодиодов) превышают 1 А, а время включения светодиода сокращается до микросекунд, проблема возрастает. Многие драйверы светодиодов с возможностью высокоскоростной ШИМ могут не эффективно справляться с длительными периодами отключения и высокими токами в течение коротких промежутков времени без ухудшения формы волны квадратного типа, необходимой для правильной высокоскоростной обработки изображений.

Фирменная светодиодная вспышка

К счастью, высокоскоростной светодиодный драйвер LT3932 может обеспечить вспышку камеры машинного зрения для светодиодных цепочек с током до 2 А даже при длительном отключении - 1 секунде, 1 часе, 1 день или дольше. Специальная функция вспышки камеры LT3932 позволяет поддерживать состояние заряда выходного конденсатора и контура управления даже в течение длительного времени выключения. После выборки состояния выходных конденсаторов и конденсаторов контура управления LT3932 продолжает подзаряжать эти компоненты во время длительного простоя, чтобы компенсировать типичные токи утечки, которые не учитываются другими драйверами светодиодов.

Запатентованная технология вспышки LT3932 масштабируется при параллельном подключении драйверов для увеличения тока светодиодной вспышки. Желаемая форма вспышки и целостность сохраняются. На рис. 1 показано, как легко подключить два драйвера для вспышки камеры на 3 А - возможны конструкции до 4 А.

Рис. 1. Параллельные драйверы светодиодов LT3932 1,5 A выдают 3 импульса светодиода машинного зрения с длительным временем выключения по сравнению со стандартными частотами затемнения ШИМ. Требования к светодиодной вспышке

для систем машинного зрения намного выше, чем может удовлетворить стандартный драйвер затемнения с ШИМ.То есть большинство светодиодных драйверов высшего класса предназначены для управления яркостью с ШИМ-регулировкой яркости с частотой ШИМ не менее 100 Гц. Это связано с тем, что более низкие частоты могут восприниматься человеческим глазом как раздражающее мерцание или стробирование, даже если светодиоды имеют квадратную форму и воспроизводятся. При 100 Гц теоретическое максимальное время отключения составляет около 10 мс. В течение 10 мсек., Если он правильно спроектирован, драйвер светодиода теряет минимальный заряд выходного конденсатора, что позволяет ему запустить свой контур управления примерно в том же состоянии, в котором он завершил последний импульс включения ШИМ.Быстрый отклик и нарастание тока индуктора и следующий импульс включения ШИМ светодиода могут быть быстрыми и повторяемыми, с минимальным временем запуска. Более продолжительное время выключения (для частот ниже 100 Гц) может привести к потере заряда выходного конденсатора из-за утечки, что препятствует быстрой реакции при повторном включении светодиода.

Параллельные драйверы светодиодов для более высокого тока

Драйверы светодиодов

действуют как источники тока, регулируя ток, передаваемый через светодиоды. Поскольку ток течет к выходу только в одном направлении, несколько драйверов светодиодов могут быть размещены параллельно, и их токи суммируются через нагрузку.Источники тока не нуждаются в защите от обратного тока, протекающего через один преобразователь, или от несогласованных выходов. С другой стороны, регуляторы напряжения по своей природе плохо справляются с разделением тока. Если все они пытаются регулировать выходное напряжение до одной точки, а в их сетях обратной связи есть небольшие различия, регулятор может потреблять обратный ток.

Драйвер светодиода поддерживает свой выходной ток независимо от других драйверов, которые могут подавать дополнительный ток, суммированный на выходной нагрузке.Это упрощает параллельное подключение светодиодных драйверов. Например, система светодиодной вспышки из двух параллельных драйверов светодиодов LT3932, показанная на рисунке 1, эффективно управляет 4 светодиодами с током 3 А с короткими импульсами 10 мкс, разнесенными на длительные периоды времени, определяемые системой машинного зрения. Каждый преобразователь LT3932 вырабатывает половину общего тока цепочки во время включения ШИМ, выключается и сохраняет свое выходное состояние во время выключения ШИМ. Время выключения может быть коротким или длинным, не влияя на повторяемость сигнала вспышки.

Приложения для параллельной камеры со вспышкой имеют почти такую ​​же простоту, что и одиночные преобразователи при длительном простое.Преобразователи наблюдают общее выходное напряжение в конце последнего включенного импульса ШИМ и поддерживают выходной конденсатор заряженным до этого состояния даже во время длительного простоя. Каждый преобразователь отключает свой МОП-транзистор с ШИМ от общей нагрузки и поддерживает свой выходной конденсатор заряженным примерно до последнего состояния напряжения, подавая ток на этот конденсатор по мере утечки энергии. Любая утечка, возникающая в этих конденсаторах при длительном отключении, преодолевается за счет небольшого тока обслуживания. Когда начинается следующий импульс PWM on, MOSFET PWM каждого преобразователя включаются, и выходные конденсаторы запускаются примерно в том же состоянии, что и последний импульс, независимо от того, прошло ли 10 мс или полный день.

На рисунках 2 (a) и 2 (b) показаны параллельные драйверы светодиодов LT3932, управляющие 4 светодиодами с током 3 А с импульсом камеры машинного зрения 10 мкс. Импульс светодиода резкий и быстрый, независимо от того, есть ли время выключения ШИМ 10 мс (100 Гц) или время выключения ШИМ 1 с (1 Гц), что идеально для систем машинного зрения.

Рис. 2. 3 Форма волны вспышки камеры на параллельных драйверах светодиодов на рис. 1 выглядит одинаково независимо от времени выключения ШИМ. Осциллограммы показывают, что импульс 10 мкс после (а) 10 мс и после (б) одной секунды одинаковы.Светодиодная вспышка LT3932 также выглядит так же после дня или дольше отсутствия ШИМ.

Возможен даже больший ток

Параллельные драйверы светодиодов не ограничиваются двумя преобразователями. Три или более преобразователя могут быть подключены параллельно для создания еще более сильных токовых сигналов с острыми краями. Поскольку в этой системе нет ведущего или ведомого устройства, все преобразователи вырабатывают одинаковое количество тока и поровну распределяют нагрузку. Рекомендуется, чтобы все параллельные преобразователи драйверов светодиодов использовали одни и те же синхронизированные часы и оставались синфазными.Это гарантирует, что все преобразователи имеют примерно одинаковую фазировку пульсаций выходных конденсаторов, чтобы токи пульсаций не протекали в обратном направлении или между различными преобразователями. Важно, чтобы форма импульса ШИМ оставалась синфазной с тактовой частотой 2 МГц. Это гарантирует, что форма волны светодиодной вспышки остается квадратной и без дрожания, обеспечивая наилучшие результаты обработки изображений.

Демонстрационная схема LT3932 (DC2286A) предназначена для управления током светодиода 1 А через один или два светодиода в качестве понижающего драйвера светодиода.Его можно легко изменить и подключить параллельно, как показано на рисунке 1, для более высокого тока, более высокого напряжения или параллельной работы. На рисунке 4 показано, как две из этих схем легко соединяются вместе для передачи импульсов 10 мкс, 3 А через 4 светодиода от входа 24 В. В целях тестирования можно использовать генератор импульсов для синхронизированного синхросигнала, как показано на рисунке 4. В производственной системе машинного зрения микросхему часов можно использовать для генерации синхронизированных синхроимпульсов и импульсов ШИМ. Для более высоких импульсов тока добавьте больше преобразователей DC2286A демонстрационной схемы, использующих ту же параллельную схему.

Рисунок 3. Пример машинного зрения на промышленной конвейерной ленте. Системы контроля работают с множеством различных скоростей, но технология вспышки должна быть быстрой и четкой. Рис. 4. Две демонстрационные схемы DC2286A LT3932 легко подключаются параллельно для создания светодиодной вспышки машинного зрения от 3 A до 4 A, показанной на Рис. 1.

Вывод

Системы машинного зрения

могут использовать параллельные драйверы светодиодов для создания быстрых прямоугольных сильноточных сигналов, необходимых для автоматической обработки изображений.Запатентованную технологию вспышки камеры светодиодного драйвера LT3932 можно расширить до более высоких токов, подключив параллельные преобразователи. С параллельными преобразователями LT3932 возможны импульсы 3 А и более порядка микросекунд даже при длительном отключении. Форма волны светодиодной вспышки камеры остается квадратной и без дрожания, независимо от того, как долго может длиться перерыв между вспышками светодиода.


Драйверы питания для светодиодов

Наша самая обширная и популярная линейка драйверов, широкополосные светодиодные модули питания BuckPuck - идеальный выбор для питания всех типов высокомощных и ярких светодиодных модулей и массивов.

  • Варианты регулируемого выходного тока 350 мА, 500 мА, 700 мА и 1000 мА
  • Доступны версии для постоянного и переменного тока
  • Диапазон входного напряжения 5-32 В постоянного тока и 7-24 В среднеквадратичного значения
  • КПД 95%
  • Фиксированные и регулируемые параметры вывода с помощью потенциометра 5k или микроконтроллера (совместимого с TTL)
  • Дополнительная бортовая регулировка дифферента (40-110%)
  • Регулируемый диапазон выхода от 0 до 100%
  • Как проводная, так и 7-контактная версии SIP с дополнительными жгутами проводов
  • Возможность импульсов и стробоскопов (вход управления)
  • Встроенный источник опорного напряжения 5 В / выход для силовой логической схемы или микропроцессора
  • Защита от короткого замыкания на выходе до 15 секунд
  • Защита выхода от разомкнутой цепи

В отличие от большинства драйверов светодиодов, модуль питания светодиодов широкого диапазона BoostPuck предназначен для питания светодиодов от напряжения, которое ниже, чем прямое напряжение всех последовательно соединенных светодиодов.Это полезно, если у вас нет доступа к источнику достаточно высокого напряжения. Например, один драйвер BoostPuck может использоваться для питания до 12 последовательно соединенных светодиодов от источника питания 12 В постоянного тока.

  • 350 мА регулируемый выходной ток
  • Диапазон входного напряжения 5-28 В постоянного тока
  • КПД 95%
  • Внешний аналоговый / цифровой регулятор интенсивности (TTL-совместимый)
  • Дополнительный внешний регулятор интенсивности с помощью потенциометра (0-100%)
  • Дополнительная бортовая регулировка дифферента (75-120%)
  • Возможность импульсов и стробоскопов (вход управления)
  • Защита выхода от разомкнутой цепи
  • 7-контактный SIP для монтажа в сквозное отверстие или дополнительных жгутов проводов
  • Встроенный источник опорного напряжения 5 В / выход для силовой логической схемы или микропроцессора

Как следует из названия, силовой модуль FlexBlock с высокой выходной мощностью и широким диапазоном светодиодов обеспечивает максимальную гибкость для питания от 1 до 14 последовательно соединенных светодиодов до 700 мА практически от любого источника напряжения в диапазоне 10–32 В постоянного тока.Это полностью регулируемый драйвер, которым можно управлять с помощью многих имеющихся в продаже средств управления диммированием низкого напряжения 0-10 В.

  • Варианты регулируемого выходного тока 350 мА, 500 мА и 750 мА
  • Диапазон входного напряжения 10-32 В постоянного тока
  • КПД 90%
  • Провода 18 AWG для простых электрических подключений
  • Внешний аналоговый / цифровой регулятор интенсивности
  • Внешний регулятор интенсивности с помощью потенциометра (0%, 5-100%)
  • Постоянный выход, защита от короткого замыкания
  • Постоянная защита выхода от разомкнутой цепи
  • Защита входа от обратной полярности с помощью технологии PolarifetTM
  • 0-10V Регулировка яркости совместима со многими доступными элементами управления

Благодаря опциям токового выхода 1000 мА, 1400 мА и 2100 мА, высокопроизводительный модуль питания широкодиапазонных светодиодов BuckBlock является отличным решением для питания большого количества последовательно / параллельно соединенных светодиодов при высоких токах.Например, вы можете запитать до 15 светодиодов при токе 700 мА с помощью одного драйвера.

  • Варианты регулируемого выходного тока 1000 мА, 1400 мА и 2100 мА
  • Диапазон входного напряжения 10-32 В постоянного тока
  • КПД 90%
  • Провода 18 AWG для простых электрических подключений
  • Внешний аналоговый / цифровой регулятор интенсивности
  • Внешний регулятор интенсивности с помощью потенциометра (0%, 5-100%)
  • Постоянная защита от короткого замыкания на выходе
  • Постоянная защита выхода от разомкнутой цепи
  • Защита входа от обратной полярности с помощью технологии PolarifetTM
  • Возможность импульсов и стробоскопов (тусклый вход)
  • 0-10V Регулировка яркости совместима со многими доступными элементами управления

Непревзойденный по простоте и надежности, силовой модуль PowerPuck для широкополосных светодиодов идеально подходит для автомобильных, мотоциклетных и морских применений, где требуется простой способ питания до 3 последовательно соединенных светодиодов от источника питания 12 В постоянного тока.

  • Варианты фиксированного выходного тока 350 мА, 700 мА и 1000 мА
  • Диапазон входного напряжения 5-32 В постоянного тока
  • КПД 95%
  • Защита от короткого замыкания на выходе до 15 секунд
  • Защита выхода от разомкнутой цепи
  • Поставляется с цветными проводами 24 AWG 6 дюймов для простого подключения
  • Полностью герметичная конструкция со встроенным монтажным кронштейном

Самый маленький драйвер в линейке LUXdrive, модуль питания MicroPuck для светодиодов мощностью 1 Вт измеряет всего 0.45 "x 0,3" x 0,26 "(lwh), но все же предлагает большую гибкость для питания одного светодиода от различных конфигураций батарей. Обязательно ознакомьтесь с примечанием по дополнительным приложениям, чтобы узнать о том, как можно использовать этот универсальный маленький драйвер

  • 350 мА фиксированный выходной ток
  • Диапазон входного напряжения 0,8-3,0 В постоянного тока
  • КПД 80%
  • Питание одного светодиода от одной батарейки AA. (В режиме Buck / Boost)
  • Полностью герметичная конструкция, устойчивая к суровым условиям окружающей среды и влажности
  • Увеличивает срок службы батареи, обеспечивая как можно больше света
  • Поставляется с цветными проводами 24 AWG 6 дюймов для простого подключения
  • Может быть настроен как драйвер Boost, Puck или Buck / Boost

Простой драйвер, модуль питания низковольтных светодиодов BuckToot, может питать от 1 до 6 последовательно соединенных светодиодов с током 350 мА.Два провода на входе. Два провода на выходе. Никаких дополнительных компонентов не требуется.

  • 350 мА фиксированный выходной ток
  • Диапазон входного напряжения 5-28 В постоянного тока
  • КПД до 94%
  • Полностью герметизирован для работы в суровых условиях
  • Поставляется с цветными проводами 24 AWG 6 дюймов для простого подключения

Набор соединительных жгутов проводов, которые подходят ко всем версиям драйверов BuckPuck и BoostPuck E и I, что упрощает использование этих драйверов без печатной платы.Жгуты изготовлены из 6-дюймовых цветных проводов 24 AWG с дополнительным потенциометром 5 кОм.

Что это и как работает?

Разработка и внедрение технологии светоизлучающих диодов (LED) во всем диапазоне осветительных приложений были захватывающими в последние несколько лет. Несмотря на присущую светодиодам высокую эффективность электрооптического преобразования, светодиодный светильник настолько хорош, насколько хорош его драйвер. Потенциал этой революционной технологии освещения может быть раскрыт только тогда, когда показатели производительности светодиодных драйверов будут последовательно согласованы с электрическими характеристиками светодиодного источника света.Светодиодная система освещения представляет собой синергетическое сочетание источника света, драйверов светодиодов, систем управления температурой и оптики. Поскольку драйверы являются единственным компонентом, который существенно влияет на фотометрические характеристики и качество света светодиодов в системе освещения, они играют решающую роль в более обширных и интенсивных применениях светодиодных технологий.

Что такое светодиодный драйвер?

Драйвер светодиодов - это электронное устройство, регулирующее мощность светодиода или цепочки (или цепочек) светодиодов.Светодиоды представляют собой твердотельные полупроводниковые устройства, пропитанные или легированные слоями для создания p-n-перехода. Когда ток протекает через легированные слои, дырки из p-области и электроны из n-области инжектируются в p-n-переход. Они рекомбинируют, чтобы генерировать фотоны, которые мы воспринимаем как видимый свет. Преобразование тока в световой поток почти линейное, увеличение входного тока позволяет большему количеству электронов и дырок рекомбинировать в p-n-переходе, и, таким образом, генерируется больше фотонов.

В отличие от обычных источников света, которые работают напрямую от источника переменного тока (AC), светодиоды работают от входа постоянного или модулированного прямоугольного сигнала, потому что диоды имеют полярность. При вводе сигнала переменного тока светодиод будет гореть только примерно половину времени, когда сигнал переменного тока имеет правильную полярность, и сразу же погаснет при отрицательном смещении. Следовательно, постоянная подача постоянного электрического тока на фиксированный выход или переменный выход в допустимом диапазоне должна применяться к светодиодной матрице для стабильного немигающего освещения.

Драйверы светодиодов

обеспечивают интерфейс между источником питания (линией) и светодиодом (нагрузкой), преобразуя входящую мощность сети переменного тока 50 Гц или 60 Гц при таких напряжениях, как 120 В, 220 В, 240 В, 277 В или 480 В, в регулируемый выходной постоянный ток. Существуют драйверы, предназначенные для работы с другими типами источников питания, например, питание постоянного тока от микросетей постоянного тока или питание через Ethernet (PoE). Схема драйвера светодиода должна иметь невосприимчивость к скачкам напряжения и другим помехам в линии переменного тока в пределах заранее определенного расчетного диапазона, а также отфильтровывать гармоники в выходном токе, чтобы они не влияли на качество вывода светодиодного источника света.Драйвер - это не просто преобразователь мощности. Некоторые типы светодиодных драйверов имеют дополнительную электронику для точного управления светоотдачей или для поддержки интеллектуального освещения.

Постоянный ток или постоянное напряжение?

Электрическая цепь, которая регулирует входящую мощность для обеспечения выхода постоянного напряжения, обычно называется источником питания, тогда как драйвер светодиода в строгом смысле означает электрическую цепь, которая обеспечивает выход постоянного тока. Сегодня «драйвер светодиода» и «источник питания светодиода» - очень неоднозначные термины, которые используются как синонимы.Несмотря на терминологическую двусмысленность, мы не можем позволить себе игнорировать существенные различия между схемами постоянного тока (CC) и постоянного напряжения (CV) для регулирования нагрузки светодиодов.

Драйверы светодиодов постоянного тока обеспечивают постоянный ток (например, 50 мА, 100 мА, 175 мА, 350 мА, 525 мА, 700 мА или 1 А) независимо от нагрузки по напряжению для модуля светодиодов в определенном диапазоне напряжений. Драйвер может питать один модуль со светодиодами, подключенными последовательно, или несколько светодиодных модулей, подключенных параллельно.Последовательное соединение является предпочтительным в архитектурах цепей CC, поскольку оно гарантирует, что все светодиоды будут иметь одинаковый ток, протекающий через их полупроводниковые переходы, а световой поток будет равномерным через светодиоды. Для параллельного подключения нескольких светодиодных модулей требуется резистор в каждом светодиодном модуле, что приводит к снижению эффективности и плохому согласованию тока. Большинство драйверов CC можно запрограммировать для работы в диапазоне выходного тока для точного сопряжения между драйвером и конкретным светодиодным модулем. Драйверы светодиодов постоянного тока используются, когда световой поток не должен зависеть от колебаний входного напряжения.Они присутствуют во многих типах осветительных приборов общего назначения, таких как потолочные светильники, троферы, настольные / торшеры, уличные фонари и верхние фонари, для которых приоритетными являются высокое качество тока и точный контроль мощности. Драйверы CC поддерживают регулировку яркости как с широтно-импульсной модуляцией (PWM), так и с уменьшением постоянного тока (CCR). Работа источника питания в режиме CC обычно требует защиты от перенапряжения на случай чрезмерного сопротивления нагрузки или при отключении нагрузки.

Драйверы светодиодов постоянного напряжения предназначены для работы светодиодных модулей при фиксированном напряжении, обычно 12 В или 24 В.Каждый светодиодный модуль имеет собственный линейный или импульсный регулятор тока для ограничения тока с целью поддержания постоянного выходного сигнала. Обычно предпочтительно подавать постоянное напряжение на несколько светодиодных модулей или светильников, соединенных параллельно. Максимальное количество светодиодов или светодиодных модулей и прямое напряжение на них не должно превышать мощность источника питания постоянного тока. Цепь CV должна допускать рассеяние мощности при коротком замыкании нагрузки. Ограничители тока обычно имеют тепловое отключение для защиты цепи, когда на ограничитель тока подается напряжение, превышающее максимально допустимое.Драйверы CV часто используются в низковольтных светодиодных осветительных устройствах, которые требуют простоты группового подключения при параллельном управлении, например, для управления светодиодными лентами, светодиодными модулями для световых коробов. Драйверы постоянного напряжения могут быть затемнены только при ШИМ.

Импульсный источник питания (SMPS)

Поскольку светодиоды очень чувствительны к колебаниям тока и напряжения, одна из наиболее важных функций драйвера светодиода заключается в уменьшении колебаний прямого напряжения на полупроводниковом переходе светодиодов.Импульсные источники питания работают путем модуляции электрического сигнала с использованием одного или нескольких переключающих элементов, таких как силовые полевые МОП-транзисторы, на высокой частоте, тем самым генерируя заданную величину мощности постоянного тока при изменении напряжения питания или нагрузки. Импульсные преобразователи, используемые в драйверах светодиодов, требуют, чтобы энергия сохранялась в виде тока с использованием катушек индуктивности и / или в виде напряжения с использованием конденсаторов, чтобы поддерживать выходной ток или напряжение на нагрузке во время цикла включения / выключения. Драйвер светодиодов AC-DC SMPS преобразует мощность переменного тока в мощность постоянного тока, которая затем преобразуется в мощность постоянного тока, способную правильно управлять светодиодами.

Для импульсного преобразования мощности в драйверах светодиодов доступны различные топологии схем для поддержки требований к нагрузке светодиодов. Среди всех топологий SMPS наиболее часто используются понижающий, повышающий, понижающий-повышающий и обратноходовой типы.

Также известная как понижающий преобразователь, понижающая схема регулирует входное постоянное напряжение до желаемого постоянного напряжения с помощью ряда методов управления током, включая синхронное переключение, гистерезисное управление, управление пиковым током и управление средним током.Понижающая топология предназначена для драйверов светодиодов с питанием от сети, которые необходимы для управления длинной цепочкой светодиодов, при этом напряжение нагрузки поддерживается ниже напряжения питания. Понижающие цепи также часто встречаются в приложениях с низким напряжением, где входное напряжение питания относительно низкое (например, 12 В постоянного тока для автомобильного освещения) и работает только один светодиод. Понижающая топология позволяет создавать схемы с меньшим количеством компонентов при сохранении высокого КПД (90–95%). Однако напряжение нагрузки понижающей цепи должно быть менее 85% от напряжения питания.Более того, понижающие драйверы светодиодов не обеспечивают изоляцию между входными и выходными цепями.

Повышающий преобразователь предназначен для повышения входного напряжения до более высокого выходного напряжения примерно на 20% или более. Цепи повышения обычно требуют одного индуктора и работают либо в режиме непрерывной проводимости (CCM), либо в режиме прерывистой проводимости (DCM), в зависимости от формы волны тока индуктора. В повышающих преобразователях малой мощности может использоваться накачка заряда, а не катушка индуктивности, в которой используются конденсаторы и переключатели для повышения выходного напряжения выше напряжения питания.Преобразователи на основе индуктивности обладают преимуществом в виде небольшого количества компонентов и высокой эксплуатационной эффективности (более 90%). Недостатком этой топологии является отсутствие изоляции между входными и выходными цепями. Повышающий преобразователь выдает импульсную форму волны, поэтому для уменьшения пульсаций тока требуется большой выходной конденсатор. ШИМ-регулирование яркости является сложной задачей из-за большого выходного конденсатора, а также управления с обратной связью, которое требует большой полосы пропускания для стабилизации преобразователя.

Пониженно-повышающие преобразователи

могут обеспечивать выходное напряжение выше или ниже входного, что делает их идеальными для приложений, в которых входное напряжение растет и падает с большими колебаниями (не более 20%).Колебания входного напряжения такого типа обычно возникают в системах освещения с питанием от аккумуляторных батарей, например, в автомобильном освещении для строительной и сельскохозяйственной техники (вилочные погрузчики, тракторы, комбайны, экскаваторы, снегоочистители и т. Д.), А также в грузовых автомобилях и автобусах. Два типа преобразователей, которые часто используются в повышающих понижающих приложениях, известны как SEPIC (несимметричный преобразователь индуктивности первичной обмотки) и Cuk. Преобразователь SEPIC отличается использованием двух индукторов, предпочтительно двухобмоточного индуктора, который имеет небольшую площадь основания, низкую индуктивность рассеяния и способность увеличивать соединение обмоток для повышения эффективности схемы.В архитектуре SEPIC повышающая секция обеспечивает коррекцию коэффициента мощности (PFC), а понижающая секция выдает напряжение, равное, меньшее или большее, чем входное напряжение, в то время как выходная полярность обеих секций остается одинаковой. Топология Cuk сочетает в себе непрерывный выходной ток понижающего преобразователя и непрерывный входной ток повышающего напряжения, что дает Cuk наилучшие характеристики EMI и позволяет при необходимости уменьшать емкость. Понижающий-повышающий преобразователь представляет собой неизолированную схему драйвера.Как и повышающие преобразователи, повышающие / понижающие преобразователи требуют защиты от перенапряжения для предотвращения повреждений из-за чрезмерно высокого напряжения в случае разомкнутой нагрузки.

Схема обратного переключения - это преобразователь с прерывистой проводимостью, который обеспечивает изоляцию сети переменного тока, накопление энергии и масштабирование напряжения. Он очень похож на повышающий преобразователь, но с разделением индуктивности, образующим трансформатор. Обратный трансформатор с как минимум двумя обмотками не только обеспечивает полную изоляцию между его входной и выходной цепями, но также допускает более одного выходного напряжения с разной полярностью.Первичная обмотка подключена к входному источнику питания, вторичная обмотка подключена к нагрузке. Магнитная энергия сохраняется в трансформаторе, когда переключатель включен, и в то же время диод имеет обратное смещение (то есть блокируется). Когда переключатель выключен, диод смещен в прямом направлении, и магнитная энергия выделяется током, текущим из вторичной обмотки. В некоторых схемах обратного хода используется третья обмотка, называемая начальной или вспомогательной обмоткой, для питания управляющей ИС. Более точный контроль среднего напряжения на конденсаторе, который используется для поддержания тока в нагрузке светодиода, когда преобразователь находится на первой ступени, требует изолированной обратной связи, обычно через оптрон.Цепи обратного переключения могут быть разработаны для очень широкого диапазона питающих и выходных напряжений с изоляцией от опасно высоких напряжений. Однако эти схемы менее эффективны (75 - 85%, более высокий КПД возможен за счет использования дорогих деталей).

Линейный источник питания

Линейный источник питания использует элемент управления (например, резистивную нагрузку), который работает в своей линейной области для регулирования выхода. В схемах управления светодиодами этого типа напряжение, протекающее через резистор, чувствительный к току, сравнивается с опорным напряжением в контуре обратной связи для создания управляющего сигнала.Контроллер, который работает в линейной области системы обратной связи с обратной связью, регулирует выходное напряжение до тех пор, пока ток, протекающий через чувствительный резистор, не будет соответствовать напряжению обратной связи. Таким образом, ток, подаваемый на цепочку светодиодов, поддерживается до тех пор, пока прямое напряжение не превышает выходное напряжение с ограничением по падению. Линейные драйверы обеспечивают только понижающее преобразование, что означает, что напряжение нагрузки должно поддерживаться ниже, чем напряжение питания. Если напряжение нагрузки выше напряжения питания или напряжение питания сильно колеблется, необходим импульсный стабилизатор.

В приложениях

с питанием от сети переменного тока, которые предъявляют высокие требования к регулированию напряжения, обычно используются переключаемые линейные регуляторы для управления светодиодными лампами с длинной цепочкой светодиодов, соединенных последовательно. Переключаемые линейные регуляторы представляют собой комбинации нескольких линейных регуляторов, которые либо интегрированы, либо каскадированы в модульной форме. Эти линейные регуляторы, обычно разработанные в корпусах для поверхностного монтажа, используются для интеллектуальной регулировки количества подключенных к нагрузке светодиодов в цепочке во время цикла линии питания, чтобы напряжение нагрузки соответствовало мгновенному напряжению сети переменного тока.

Линейные драйверы светодиодов

представляют собой чрезвычайно упрощенное решение, которое устраняет необходимость в громоздких и дорогостоящих катушках, конденсаторах и реактивных (например, индуктивных и / или емкостных) входных фильтрующих элементах EMI / EMC. Значительно низкое количество деталей и использование твердотельных компонентов позволяют уменьшить размеры переключаемого линейного регулятора до компактной ИС-микросхемы. Это делает линейные драйверы конкурентоспособным кандидатом для светодиодных ламп, стоимость и физические размеры которых являются важными факторами при проектировании.Благодаря способности генерировать резистивную нагрузку диммера, аналогичную лампе накаливания, линейные драйверы светодиодов имеют общую совместимость с существующими диммерами с фазовой отсечкой (TRIAC), которые были разработаны для диммирования резистивных нагрузок.

Отличающаяся ценовой конкурентоспособностью, невосприимчивостью к электромагнитным помехам / электромагнитной совместимости, малой занимаемой площадью и простотой конструкции, топология линейного управления вызывает все больший интерес в отрасли. Однако линейные драйверы борются с присущими им недостатками, которые не позволяют им войти в массовые приложения во многих категориях продуктов.

1. Линейный драйвер светодиода может иметь низкую эффективность, когда напряжение питания значительно превышает напряжение нагрузки.

2. Избыточная мощность выделяется в виде тепловой энергии, что приводит к увеличению тепловой нагрузки на схему драйвера и, скорее всего, на светодиоды, если тепло не рассеивается эффективно.

3. Ограничение необходимости поддерживать напряжение нагрузки ниже, чем напряжение питания в определенном диапазоне, приводит к дополнительному недостатку, заключающемуся в разрешении только ограниченного диапазона напряжения питания.

4. Линейные драйверы, доступные на рынке, представляют собой преимущественно недорогие схемы, которые не уделяют особого внимания устранению мерцания.

5. Неизолированная топология не обеспечивает гальванической развязки от сети переменного тока.

Switched Vs. Линейный

Конструкция драйвера светодиода предполагает множество компромиссов. При выборе между SMPS и линейными драйверами необходимо учитывать стоимость, эффективность, управляемость, срок службы, диммирование, размер, коэффициент мощности, мерцание, вход / выход, изоляцию от сети переменного тока и различные другие факторы.

Импульсные источники питания очевидно более эффективны, чем линейные, из-за их модуляции «0/1» (переключение ВКЛ / ВЫКЛ). Они могут быть разработаны для обеспечения высокой энергоэффективности, а также освещения без мерцания при сохранении высокого коэффициента мощности и низкого общего гармонического искажения (THD). Хотя линейные драйверы светодиодов задумывались как перспективное решение для управления светодиодами, в обозримом будущем SMPS по-прежнему остается предпочтительным решением для управления светодиодами для приложений, где первостепенное значение имеют эффективность, управление освещением, качество света и электрическая безопасность.В частности, цифровая управляемость драйверов SMPS, оснащенных технологией интеллектуальных датчиков и возможностью беспроводного подключения, обещает сделать возможным множество приложений Интернета вещей (IoT). Цифровая модуляция позволяет кодировать данные в двоичном формате для высокоскоростной оптической беспроводной связи (LiFi), что значительно расширяет прикладной потенциал драйверов SMPS.

Тем не менее, привлекательные особенности драйверов SMPS достигаются за счет их зависимости от громоздких, дорогих и ненадежных реактивных компонентов, таких как трансформаторы, катушки индуктивности и конденсаторы.Высокоскоростное переключение вызывает много шума, что приводит к относительно высокому уровню электромагнитных помех, которые необходимо фильтровать и экранировать с помощью дополнительных цепей. Эти дополнительные схемы могут значительно увеличить физические размеры и удвоить общую стоимость драйвера светодиода.

Самым большим недостатком драйверов SMPS, который также является наиболее привлекательной особенностью линейных драйверов, является их надежность. Схема управления SMPS использует большое количество компонентов, включая фильтры, выпрямители, схемы корректора коэффициента мощности (PFC) и т. Д.Сложная конструкция может снизить надежность схемы. Широкое использование алюминиевых электролитических конденсаторов в PFC в качестве компонента накопления энергии вызывает наибольшую озабоченность по поводу надежности драйвера SMPS. Электролитические конденсаторы известны своей высокой емкостью и высоким номинальным напряжением. Тем не менее электролит в конденсаторе со временем испарится. Скорость испарения линейно зависит от температуры. Высокая температура ускоряет испарение электролита, что вызывает уменьшение емкости и увеличение ESR (эквивалентное последовательное сопротивление).Повышенное ESR приводит к высоким колебаниям выходного напряжения и шуму. А конденсатор в итоге выходит из строя, когда высыхает электролит, что приводит к преждевременному выходу из строя всей системы освещения. Высокоскоростное переключение может вызвать электромагнитные помехи (EMI), которые отрицательно сказываются на окружающих элементах схемы. Это создает дополнительную проблему проектирования, которую необходимо преодолеть. Использование шумового фильтра приводит к увеличению объема и веса, а также стоимости производства.

С другой стороны, линейные драйверы обладают большим потенциалом благодаря ранее упомянутым преимуществам.Как правило, они живут дольше, чем драйверы SMPS, упрощают конструкцию лампы, снижают стоимость и значительно сокращают спецификации. Однако сложно разработать линейный драйвер с эффективностью преобразования и подавлением мерцания, сопоставимой со схемами SMPS. Эта технология в настоящее время используется неправомерно. Большинство производителей освещения воспринимают это только как дешевое решение для вождения. Хотя допустимо использовать линейные драйверы в светодиодных светильниках для приложений, где высококачественный свет и изоляция от сети переменного тока не являются главным приоритетом (например,грамм. наружное освещение), некоторые производители пытаются включить это недорогое решение для управления светодиодами в требующие визуального восприятия, чувствительные к безопасности приложения внутреннего освещения без улучшения качества выходного сигнала драйвера (контроль мерцания) и повышения электробезопасности и рассеивания тепла в системе освещения.

Бортовой водитель (DOB)

DOB - это типичная реализация топологии линейного вождения. Светодиодный модуль DOB, также называемый светодиодным двигателем переменного тока, вмещает светодиоды и всю электронику драйвера на печатной плате с металлическим сердечником (MCPCB).Технология DOB использует возможность монтажа MCPCB микросхем драйвера высокого напряжения (переключаемых линейных регуляторов). В отличие от схемы драйвера SMPS, которая должна быть установлена ​​на маршрутизируемой печатной плате FR4, эти микросхемы драйвера для поверхностного монтажа могут быть припаяны к плате MCPCB, установленной на светодиодах, без разводки цепи. Это полностью устраняет необходимость в специальной сборке драйверов и, таким образом, обеспечивает компактный форм-фактор. Еще одно преимущество конструкции DOB заключается в том, что отличная теплопроводность MCPCB может способствовать быстрому рассеиванию тепла, выделяемого из-за неэффективного преобразования линейного драйвера.

Энергетика

Обработка мощности, которая происходит внутри SMPS, обычно приводит к неравномерному потреблению мощности из-за модуляции импульсов тока. Способ, которым импульсные регуляторы потребляют импульсы тока из энергосистемы общего пользования, может вызывать изгибы и искажения формы волны тока в линии электропередачи, а также срабатывание предохранителей и автоматических выключателей при уровнях мощности ниже, чем допустимая мощность линии. Наличие этих гармонических искажений и нелинейных нагрузок может привести к различным проблемам, таким как перегрев нейтральных проводов и распределительных трансформаторов, отказ или неисправность оборудования для выработки и распределения электроэнергии, а также помехи в цепях связи и т. Д.С точки зрения энергопотребления, эти вредные помехи от нисходящего электрического оборудования должны быть запрещены. Поэтому коммунальные предприятия предъявляют нормативные требования к коэффициенту мощности (PF) и общему коэффициенту гармонических искажений (THD) электрического оборудования, включая светодиодные светильники с питанием от сети.

Коэффициент мощности - это отношение потребляемой мощности к поставленной мощности и выражается числом от 0 до 1. У чисто резистивных нагрузок коэффициент мощности равен 1, потому что ток потребляется точно по фазе с линейным напряжением.Тем не менее, реактивные элементы, такие как конденсаторы и катушки индуктивности драйвера светодиода, потребляют дополнительный реактивный ток, который трудно измерить и, следовательно, невозможно для коммунальных предприятий получить прибыль. Что наиболее важно, эта реактивная мощность приведет к тому, что передаваемая мощность (полная мощность) будет больше, чем мощность, фактически требуемая светодиодным светильником. Это может привести к тому, что инфраструктура коммунального предприятия будет работать с превышением мощности и может привести к потенциальному ущербу, если не будут приняты меры для защиты инфраструктуры от перегрузки дополнительной реактивной мощностью.Чем ближе коэффициент мощности к 1, тем точнее совпадают формы сигналов тока и напряжения. По мере уменьшения коэффициента мощности теряется больше мощности в виде реактивной мощности. В коммерческом и промышленном секторах коммунальные предприятия часто взимают дополнительную плату с конечных пользователей, которые работают с электрооборудованием с низким коэффициентом мощности, чтобы компенсировать возросшие затраты на генерацию и передачу.

Коэффициент мощности светодиодной лампы или светильника стал требованием спецификаций на многих рынках. Директива ЕС требует, чтобы светодиодный продукт с потребляемой мощностью более 25 Вт имел коэффициент мощности выше 0.9. В США и Design Light Consortium (DLC), и Energy Star имеют правила PF, аналогичные европейским. Штат Калифорния имеет четкие правила для значения коэффициента мощности, которое должно быть выше 0,9 для всех уровней мощности светодиодного освещения жилых и коммерческих помещений. Чтобы соответствовать нормативным значениям коэффициента мощности, драйверы светодиодов с питанием от сети, разработанные для сетей переменного тока, должны использовать некоторую форму коррекции коэффициента мощности для поддержания высокого коэффициента мощности в широком диапазоне входного напряжения. Схема коррекции коэффициента мощности (PFC) обычно используется для минимизации реактивной мощности и максимизации доступной мощности от источника и распределительных кабелей.Цепи PFC, которые включают в себя активные и пассивные PFC, формируют и синхронизируют по времени входной ток в синусоидальную форму волны, которая находится в фазе с линейным напряжением.

Общие гармонические искажения (THD) часто возникают одновременно с проблемой низкого коэффициента мощности. THD - это измерение искажения формы волны тока, вызванного нелинейными электрическими нагрузками, такими как нагрузки выпрямителя. Искаженные формы волны тока могут снизить коэффициент мощности и также создать гармонические искажения. Гармонические искажения также возникают, когда нагрузка потребляет ток, не похожий на истинную синусоиду.THD представлен в процентах. Чем ниже значение, тем лучше. Высокий коэффициент нелинейных искажений может вызвать проблемы в оборудовании распределения питания. Поэтому важно, чтобы драйверы светодиодов соответствовали нормативным значениям THD (обычно менее 20%) во всем диапазоне входного напряжения. THD подавляется схемой коррекции коэффициента мощности, которая должна эффективно формировать входной ток, чтобы генерировать минимальную энергию на более высоких частотах.

Регулировка яркости может влиять как на коэффициент мощности, так и на коэффициент нелинейных искажений. Следовательно, необходимо измерить коэффициент мощности и коэффициент нелинейных искажений на выходах с полной и низкой яркостью.

Регулировка яркости

Переход от традиционной технологии освещения к твердотельному освещению вызван необходимостью повышения эффективности, контроля и взаимодействия. В основе управления освещением лежит технология затемнения, которая является неотъемлемой функцией систем управления освещением. Одним из преимуществ светодиодов является их способность мгновенно реагировать на изменения потребляемой мощности, которые регулируются драйвером светодиода. Эффективность регулирования яркости светодиодного драйвера становится все более важной, поскольку освещение становится более связным и адаптируемым к потребностям и предпочтениям пользователя.Наиболее часто используемые элементы управления диммером-драйвером включают симистор (триод для переменного тока), 0–10 В и DALI (интерфейс цифрового адресного освещения). Широтно-импульсная модуляция (PWM) и уменьшение постоянного тока (CCR) - наиболее распространенные методы, используемые для уменьшения яркости светодиодных нагрузок от драйвера.

Диммеры с фазовым управлением работают путем отключения частей цикла переменного напряжения для управления светоотдачей. Цепи управления фазой включают в себя 2-проводное управление прямой фазой (передний фронт), 2-проводное управление обратной фазой (задний фронт) и 3-проводное управление прямой фазой (передний фронт).Регулировка яркости с управлением фазой часто используется в модернизируемых приложениях, где протягивание новой или дополнительной проводки ответвленной цепи или внутренней проводки управления может быть сложным и дорогостоящим. Однако драйвер светодиода должен быть спроектирован так, чтобы распознавать сигналы напряжения от схемы регулирования яркости и реагировать на них. Неспособность интерпретировать выходной сигнал переменного фазового угла при регулировке яркости может вызвать мерцание и уменьшить диапазон затемнения.

0-10 В - это 4-проводной (горячий и нейтральный, плюс 2 низковольтных управляющих провода) метод диммирования, который иногда называют диммированием 1-10 В, поскольку большинство типичных диммируемых драйверов 0-10 В могут диммировать только от 100% ( 10 В) до 10% (1 В), а 0 В выключает лампу.В этом методе драйвер является источником тока для сигнала постоянного тока и, следовательно, надежен при диммировании, происходящем в драйвере. Схема управления отправляет управляющие сигналы низкого напряжения для настройки входа на драйвер, изменяя напряжение от 1 В до 10 В постоянного тока. Поскольку управляющий сигнал представляет собой небольшое аналоговое напряжение, длинные участки проводов могут вызвать падение напряжения и вызвать падение уровня сигнала. 0-10V - это универсальный протокол управления в осветительной отрасли, который широко используется в коммерческих осветительных приборах.Однако стандарты затемнения 0–10 В для архитектурных приложений в США не определяют значение минимальной светоотдачи и не учитывают форму кривой затемнения. Это может вызвать несовместимость элементов управления и устройств от разных производителей.

DALI, способный обеспечивать адресацию отдельных устройств и обратную связь по состоянию от нагрузок, обеспечивает большую гибкость в управлении освещением через 4-проводную систему (горячий и нейтральный плюс 2 низковольтных канала передачи данных без топологии).DALI обычно используется там, где стратегия управления требует, чтобы осветительный прибор реагировал более чем на один контроллер (например, переключатель ручного управления и датчик присутствия). DALI - это двунаправленный протокол, и система освещения DALI может управлять до 64 контрольными точками (драйверы, диммеры, реле) без использования центрального блока управления. Протокол DALI использует логарифмическое регулирование яркости, которое обеспечивает 256 ступеней яркости со стандартизированной кривой затемнения в диапазоне от 0,1% до 100%.

PWM управляет яркостью светодиода, изменяя рабочий цикл постоянного тока с частотой импульсов, достаточно высокой, чтобы быть незаметным для человеческого глаза.Отношение времени включения к времени выключения определяет воспринимаемую интенсивность света. Широтно-импульсная модуляция поддерживает постоянный прямой ток, что устраняет проблему смещения цвета и, таким образом, является преимуществом для приложений, требующих постоянного CCT в широком диапазоне диммирования. ШИМ-регулировка яркости обычно используется как для статической, так и для динамической регулировки интенсивности с источниками белого света, а также светодиодами RGB. В приложениях для смешивания цветов RGB, затемнение с ШИМ позволяет точно отрегулировать яркость отдельных источников для получения желаемого цвета.Однако переключение на высокой скорости может создавать электромагнитные помехи. Драйверы PWM не могут быть установлены удаленно от источника света, потому что увеличенное расстояние передачи от драйвера к источнику света может мешать высокочастотным, чувствительным ко времени рабочим циклам.

CCR или аналоговое регулирование яркости регулирует интенсивность света путем изменения тока привода постоянного тока, протекающего через светодиод. Поскольку ток изменяется линейно, CCR практически не мерцает. Диммирование с постоянным током также может работать в более широком диапазоне светового потока, чем обычное диммирование с отсечкой фазы.К недостаткам CCR относятся низкая производительность при низких токах (ниже 10%), изменение цвета светодиодов при уменьшении яркости светодиодов до 20% от номинальной мощности и асинхронный отклик при более высоких токах из-за эффекта спада. Схема диммирования CCR может управляться с помощью различных протоколов, таких как 0–10 В, DALI и ZigBee. CCR и PWM можно комбинировать для обеспечения гибридного затемнения, так что можно использовать преимущества обоих методов.

Подавление мерцания

Мерцание - это амплитудная модуляция светового потока, которая может быть вызвана колебаниями напряжения в сети переменного тока, остаточной пульсацией выходного тока, подаваемого на нагрузку светодиода, или несовместимым взаимодействием между схемами диммирования и источниками питания светодиодов.Мерцание может вызывать другие временные световые артефакты (TLA), в том числе стробоскопический эффект (неправильное восприятие движения) и фантомный массив (узор появляется при движении глаз). TLA бывают как видимыми, так и невидимыми. Мерцание, возникающее на частотах 80 Гц и ниже, непосредственно видно глазу, а невидимое мерцание - это временные изменения, возникающие на частотах 100 Гц и выше. Стробоскопический эффект и фантомная матрица обычно возникают в диапазоне частот от 80 Гц до 2 кГц, их видимость варьируется в зависимости от населения.Хотя невидимые TLA не воспринимаются человеческим глазом, они все же могут иметь ряд негативных последствий.

Мерцание и другие TLA - это нежелательные временные паттерны светового потока, которые могут вызывать напряжение глаз, нечеткое зрение, зрительный дискомфорт, снижение зрительной способности и, в некоторых случаях, даже мигрень и светочувствительные эпилептические припадки. Поэтому они являются одним из ключевых факторов при оценке качества света. Целевое использование искусственного освещения играет роль. Различные сценарии освещения могут допускать разный уровень временных световых артефактов.TLA могут быть менее важны для проезжей части, парковок и наружного архитектурного освещения или других приложений, где продолжительность воздействия искусственного света ограничена. Искусственный свет с высоким процентом мерцания не следует использовать как для внешнего, так и для рабочего освещения в домах, офисах, классных комнатах, гостиницах, лабораториях и промышленных помещениях. Освещение без мерцания имеет решающее значение не только для визуальных задач, требующих точного позиционирования глаз и условий, в которых уязвимые группы населения проводят много времени, но и для телевещания высокой четкости, цифровой фотографии и замедленной записи в студиях, стадионах и спортзалах.Видеокамеры могут улавливать TLA так же, как человеческий глаз улавливает эти эффекты.

Ключ к уменьшению мерцания заключается в драйвере светодиода, который предназначен для преобразования коммерческой мощности переменного тока в мощность постоянного тока и фильтрации любых нежелательных пульсаций тока. Достаточно большие пульсации, которые обычно возникают при частоте, в два раза превышающей напряжение сети переменного тока, в постоянном токе, подаваемом на светодиодную нагрузку, приводят к мерцанию и другим визуальным аномалиям с частотой 100/120 Гц. Таким образом, допустимый уровень пульсаций тока в светодиодах, например пульсация ± 15% (всего 30%), должен быть определен в драйверах светодиодов для различных приложений, где мерцание имеет значение.Пульсации можно сгладить, используя конденсатор фильтра. Одной из основных проблем при разработке драйверов является фильтрация пульсаций и гармоник без использования громоздких, короткоживущих высоковольтных электролитических конденсаторов на первичной стороне. Светодиодные двигатели переменного тока по своей природе восприимчивы к явлению мерцания, потому что светодиоды фактически работают от того, что по сути является промежуточным напряжением постоянного тока, которое было бы в системе светодиодного освещения на основе SMPS. Быстрое изменение полярности вызывает мерцание интенсивности на частоте, вдвое превышающей синусоидальную частоту переменного тока.Несмотря на простоту конструкции схемы, требуются дополнительные схемы, чтобы эффективно уменьшить временные колебания источника питания.

Стандарты ограничения мерцания для различных приложений еще не установлены. IES установила две метрики для количественной оценки мерцания. Процент мерцания измеряет относительное изменение модуляции света (глубину модуляции). Индекс мерцания - это показатель, который характеризует изменение интенсивности по всей периодической форме волны (или скважности для прямоугольных сигналов).Процент мерцания лучше известен обычным потребителям. В целом, 10-процентное мерцание или менее при 120 Гц или 8-процентное мерцание или менее при 100 Гц приемлемо для большинства людей, за исключением групп риска, 4-процентное мерцание или менее при 120 Гц или 3-процентное мерцание или менее при 100 Гц считается безопасным для всех слоев населения и очень востребованным в приложениях с интенсивным зрением. К сожалению, большое количество светодиодных ламп и светильников, представленных в настоящее время на рынке, имеют высокий процент мерцания. В частности, светодиодные фонари переменного тока имеют мерцание, обычно превышающее 30 процентов при 120 Гц.

Защита цепи

В зависимости от топологии драйвера, конструкции схемы и условий применения драйверы светодиодов могут работать в условиях аномалий нагрузки и ненормальных условий эксплуатации, таких как перегрузка по току, перенапряжение, пониженное напряжение, короткое замыкание, обрыв цепи, неправильная полярность, потеря нейтрали, перегрев и т. Д. Следовательно, драйверы светодиодов должны включать механизмы защиты для решения этих проблем.

Выходное напряжение некоторых драйверов постоянного тока, особенно импульсных повышающих преобразователей, может слишком сильно превышать номинальное напряжение привода из-за отключения нагрузки или чрезмерного сопротивления нагрузки.Защита от разомкнутой цепи или защита от перенапряжения на выходе (OOVP) обеспечивает механизм отключения, который использует стабилитрон для обеспечения обратной связи и проведения выходного тока на землю, когда выходное напряжение превышает определенный предел. Более предпочтительным методом защиты от обрыва цепи является использование схемы активной обратной связи по напряжению для отключения источника питания при достижении точки срабатывания по перенапряжению.

Защита от перенапряжения на входе (IOVP) предназначена для снятия напряжения цепи управления от перенапряжения в результате операций переключения / изменения нагрузки в электросети, ударов молнии поблизости, ударов молнии непосредственно в систему освещения или электростатического разряда.В линиях переменного тока небольшое, но продолжительное перенапряжение может вызвать высокие токи (импульсы энергии) в драйвере светодиодов и светодиодах, что может привести к выходу из строя драйвера светодиода и интерфейсов управления, а также к преждевременному старению светодиодов. Металлооксидный варистор (MOV) или ограничитель переходного напряжения (TVS) может быть размещен на входе для поглощения энергии путем ограничения напряжения. Конденсатор с пластиковой пленкой, который обычно подключается к линии переменного тока, чтобы уменьшить эмиссию электромагнитных помех, также помогает поглощать часть энергии в импульсных импульсах.

Драйверы светодиодов

обычно имеют ограниченный уровень защиты от перенапряжения за счет встроенных схем защиты от перенапряжения. В некоторых приложениях, таких как уличное освещение, к драйверу должны быть добавлены дополнительные устройства защиты от перенапряжения, способные выдерживать многократные скачки или удары, чтобы защитить компоненты, расположенные ниже по потоку, от сильных скачков напряжения. УЗИП должен быть рассчитан на снижение или разрядку высокой энергии импульса минимум 10 кВ и 10 кА в соответствии с ANSI C136.2.

Короткое замыкание на нагрузке линейного источника питания может привести к перегреву, но не влияет на ток, подаваемый на каждый светодиод, поскольку цепи ограничения тока обеспечивают автоматическую защиту от короткого замыкания.Однако в импульсном понижающем стабилизаторе короткое замыкание приведет к выходу из строя светодиода или всего модуля в зависимости от конструкции схемы. Выход из строя одного светодиода обычно минимально влияет на общую светоотдачу. Изменение напряжения можно уравновесить с помощью саморегулирующейся схемы распределения тока, которая по-прежнему распределяет ток равномерно. С другой стороны, короткое замыкание на нагрузке светодиодной цепочки может существенно повлиять на общий световой поток. Механизм обнаружения отказов защиты от короткого замыкания может быть реализован путем контроля рабочего цикла.Короткое замыкание обычно приводит к очень короткому рабочему циклу.

Защита от перегрева для светодиодных систем включает температурную защиту модуля (MTP) и ограничение температуры драйвера (DTL). DTC использует резистор с отрицательным температурным коэффициентом (NTC) для уменьшения выходного тока, когда максимальная температура в точке корпуса драйвера в приложении превышает заранее установленный предел. MTC контролирует температуру светодиодного модуля и взаимодействует с драйвером, который автоматически снижает ток, подаваемый на светодиоды, когда MTC определяет пороговую температуру.DTL также может использоваться в качестве альтернативы MTP, если точка TC драйвера и температура светодиодного модуля могут быть коррелированы.

EMI и EMC

Электромагнитные помехи (EMI), также называемые радиочастотными помехами (RFI), влияют на другие электрические цепи в результате либо электромагнитной проводимости, либо электромагнитного излучения, излучаемого электроникой, такой как драйверы светодиодов, радиоприемники CB и сотовые телефоны. Любой драйвер светодиодов, подключенный к сети переменного тока, должен соответствовать стандартам излучения, таким как определено в IEC 61000-6-3.В схеме управления светодиодами переключение MOSFET обычно является основным источником электромагнитных помех. Компоновка печатной платы с короткими и компактными путями для коммутирующих токов также важна для ограничения электромагнитных помех. В некоторых приложениях требуется входной фильтр для уменьшения высокочастотных гармоник, и конструкция этой схемы имеет решающее значение для поддержания низкого уровня электромагнитных помех. Заземляющий слой на печатной плате должен оставаться непрерывным, чтобы избежать создания токовой петли, вызывающей излучение высоких уровней электромагнитных помех. Металлический экран может быть установлен над зоной переключения, чтобы обеспечить защиту от электромагнитного излучения.

Электромагнитная совместимость (ЭМС) - это способность устройства или системы работать в своей электромагнитной среде, не создавая электромагнитных помех, мешающих соседнему оборудованию, или не подвергаясь влиянию электромагнитных помех, излучаемых соседним оборудованием. Эффективность ЭМС драйвера светодиода часто автоматически обеспечивается хорошей схемой защиты от электромагнитных помех. Однако электростатический разряд (ESD) и устойчивость к скачкам напряжения, которые не учитываются в практике EMI, также влияют на характеристики EMC.

Соображения безопасности

Безопасность всегда должна оставаться приоритетом номер один при оценке водителя и системы освещения, с которой он работает.Очень желателен светодиодный драйвер с питанием от сети с диэлектрической изоляцией, например, 1500 В RMS (50 или 60 Гц) от входа до выхода. Изоляцию входной / выходной цепи можно выполнить только с помощью трансформатора с первичной и вторичной обмотками с хорошей гальванической развязкой. Выходное напряжение должно быть ниже предела безопасного сверхнизкого напряжения (SELV) 60 В постоянного тока в соответствии с IEC 61140. Однако растет число светодиодных осветительных приборов, которые реализуют неизолированную топологию с целью сокращения затрат.Риск поражения электрическим током является серьезной проблемой для светодиодной продукции, управляемой недорогими линейными регуляторами. Эти цепи не обеспечивают развязку между входными и выходными цепями, а электрическая изоляция систем освещения, возможно, не была должным образом проверена.

Для продуктов с питанием от переменного тока необходимо учитывать вопросы длины пути утечки и зазоров. Длина пути утечки между первичной и вторичной цепями должна соответствовать требованиям к расстоянию, в противном случае возможно поражение электрическим током или возгорание.Необходимо учитывать зазор, который определяется как кратчайшее расстояние между двумя проводящими частями, чтобы предотвратить искрение между электродами, вызванное ионизацией воздуха. Поскольку размеры электронных схем продолжают уменьшаться, хорошая конструкция печатной платы имеет важное значение для схемы драйвера, чтобы не только уменьшить эмиссию электромагнитных помех, но также уменьшить проблемы утечки и зазоров.

Все электропроводящие и доступные к прикосновениям части драйвера светодиодов класса защиты I с питанием от сети должны быть заземлены.Драйверы светодиодов, предназначенные для работы с системами светодиодного освещения для жилых и коммерческих помещений, обычно относятся к Классу II. Для драйверов светодиодов класса II нет заземления корпуса, но все проводники внутри драйверов класса II должны быть двойными или усиленно изолированными, чтобы обеспечить хорошую изоляцию между цепью питания от сети и выходной стороной или металлическим корпусом драйвера.

Температурные характеристики

Драйвер светодиода сконфигурирован для преобразования сетевого напряжения переменного тока в выходное напряжение постоянного тока с максимальной эффективностью, и любая энергия, потерянная в процессе преобразования, будет преобразована в тепло.Это означает, что драйвер светодиода с КПД 90% требует входной мощности 100 Вт / 0,9 = 111 Вт для управления нагрузкой 100 Вт. Среди входной мощности 11 Вт - потери мощности, которые уходят в виде тепла. Это создает высокую тепловую нагрузку на схему драйвера светодиода. Когда драйвер размещен в корпусе светильника, тепловая нагрузка от светодиодов приведет к дополнительному увеличению температуры драйвера. Помимо использования компонентов, рассчитанных на высокие температуры, драйвер должен быть спроектирован так, чтобы отводить тепло от термочувствительных компонентов.Избыточное тепловыделение вызовет проблемы с надежностью компонентов, включая электролитические конденсаторы, которые высыхают под воздействием тепла. Поэтому температура, при которой работает светодиодный драйвер, принципиально важна для определения срока его службы. Для облегчения отвода тепла в драйверах светодиодных светильников высокой мощности используются алюминиевые корпуса, которые могут поставляться с ребрами высокой плотности и теплопроводящей заливкой.

Защита от проникновения

Драйверы светодиодов

для освещения проезжей части, улицы, наружного и ландшафтного освещения должны быть герметизированы для защиты от попадания пыли, влаги, воды и других предметов, которые могут проникнуть внутрь продукции.Высокая степень защиты от проникновения (IP) для светодиодных драйверов имеет решающее значение для использования в помещениях, таких как автомойки, чистые помещения, разливочные и консервные заводы, предприятия пищевой промышленности, фармацевтические предприятия или любое промышленное применение, требующее ежедневного мытья под высоким давлением. Автономные драйверы светодиодов для влажных помещений обычно залиты силиконом, чтобы улучшить целостность корпуса, а также облегчить электрическую изоляцию и управление температурой. Эти драйверы обычно имеют степень защиты IP65, IP66 или IP67.

Место удара

Драйверы светодиодов

могут быть установлены удаленно или совместно с корпусами ламп или светильников. В совместно размещенных системах без DOB драйвер должен быть термически изолирован от светодиодов, которые выделяют огромное количество тепла. При проектировании корпуса светильника необходимо учитывать техническое обслуживание драйвера. В удаленных системах драйверы ШИМ могут терять производительность на большом расстоянии. Таким образом, CCR является предпочтительным методом диммирования для удаленных систем.

Электроника | Драйверы LED

Минидрайвер MD-1c предназначен для работы в квазинепрерывном режиме (в режиме генерации симметричного униполярного меандра) для источника инфракрасного света (LED или Laser). Квазинепрерывный режим обеспечивает максимальную среднюю оптическую мощность светодиода. Данные сигнала (такие как амплитуда, частота повторения и длительность импульса) остаются неизменными, в то время как входное напряжение может варьироваться от 5 до 6 В.Минидрайвер mD-1c выполнен без упаковки и представляет собой печатную плату с выводами подключения.

Драйвер mD-1c (в упаковке)

Драйвер mD-1c в комплекте (* опция).


Минидрайвер mD-1p предназначен для работы в импульсном режиме (в режиме генерации одиночных импульсов) от источника инфракрасного света (LED или Laser).Импульсный режим обеспечивает максимальную среднюю оптическую мощность светодиода. Данные сигнала (такие как амплитуда, частота следования и длительность импульса) остаются стабильными, а входное напряжение может варьироваться от 5 до 6 В. Минидрайвер MD-1p выполнен без упаковки и представляет собой печатную плату с выходами для подключения.

Драйвер mD-1c (в упаковке)

Драйвер D-1p в комплекте (* опция).


Драйвер DmD-cp

Драйвер DmD-cp предназначен для импульсного питания двухэлементных светодиодов.Драйвер DmD-cp позволяет подключить два разных светодиода или один двухэлементный светодиод для анализа газов и жидкостей. Работает в двух режимах: квазинепрерывном и импульсном. Максимальная средняя оптическая мощность излучения светодиода достигается в квазинепрерывном режиме (в режиме генерации симметричного монополярного меандра). Период следования импульсов 1000 мкс, ширина импульса 500 мкс, частота следования 1 кГц. Пиковый ток питания отдельного элемента светодиода не превышает 150 мА.
Максимальная пиковая оптическая мощность источника излучения достигается в импульсном режиме. Период следования импульсов 500 мкс, ширина импульса 5 мкс, частота следования 2 кГц. Пиковый ток питания одиночного элемента светодиода не превышает 2 А. Параметры сигнала (амплитуда, частота и длительность импульса), генерируемого драйвером, не зависят от величины входного напряжения. Входное напряжение может находиться в диапазоне 5 ... 6 В. Драйвер имеет корпус и два вывода синхросигнала от различных каналов питания светодиодов.


Драйвер D-31M обеспечивает два режима работы:
¤ Квазинепрерывный волновой (qCW) (квазистационарный) режим:
Этот режим обеспечивает максимальную средней оптической мощности светодиода. Ток можно изменять в диапазоне 25-250 мА. Можно выбрать одну из четырех частот (0,5 кГц, 2 кГц, 8 кГц и 16 кГц).
¤ Импульсный режим: Этот режим обеспечивает максимальную пиковую оптическую мощность светодиода.В этом режиме, помимо настройки частоты, можно также выбрать длительность импульса в диапазоне 0,6-20 мкс. Пиковый ток можно изменять в диапазоне 0-2 А. Пожалуйста, не используйте комбинацию частоты и длительности импульса, которая дает рабочий цикл> 10%. Мы рекомендуем использовать импульсный ток 2 А только при длительности импульса <1 мкс.


Драйвер DLT-27M предназначен для питания всех моделей светодиодов среднего ИК диапазона со встроенными термокулерами.Драйвер
обеспечивает два режима работы:
¤ 1. Квазинепрерывный волновой (квазистационарный) режим. Такой режим обеспечивает максимальную среднюю оптическую мощность светодиода. Ток в этом режиме можно изменять в диапазоне 20-250 мА. Частота модуляции 16 кГц.
¤ 2. Импульсный режим. Такой режим обеспечивает максимальную пиковую оптическую мощность светодиода. Пиковый ток в импульсном режиме можно изменять в диапазоне 0-2 А. Длительность импульса 1 мкс. Встроенный в DLT-27M регулятор температуры обеспечивает выбор и стабилизацию температуры на кристалле светодиода в широком диапазоне.Это дает возможность настраивать длину волны или оптическую мощность.


Драйвер DLT-37M предназначен для питания всех моделей светодиодов среднего ИК диапазона со встроенными термокулерами. Драйвер обеспечивает два режима работы: 1. Квазинепрерывный волновой (квазистационарный) режим. Такой режим обеспечивает максимальную среднюю оптическую мощность светодиода. Ток в этом режиме можно изменять в диапазоне 20-250 мА.Можно выбрать одну из четырех частот (2 кГц, 4 кГц, 8 кГц и 16 кГц).
2. Импульсный режим. Такой режим обеспечивает максимальную пиковую оптическую мощность светодиода. В этом режиме, помимо изменения частоты, можно выбрать длительность импульса в диапазоне 0,6-20 мкс. Пиковый ток в импульсном режиме можно изменять в диапазоне 0-2 А.
Пожалуйста, не используйте комбинацию частоты и длительности импульса, которая дает рабочий цикл> 10%. Мы рекомендуем использовать импульсный ток 2 А только при длительности импульса <1 мкс. Длительность импульса 1 мкс.Встроенный в DLT-37M регулятор температуры обеспечивает выбор и стабилизацию температуры на кристалле светодиода в широком диапазоне. Это дает возможность настраивать длину волны или оптическую мощность.


Что нужно знать перед тем, как приступить к следующему дизайну светодиода

Светодиоды

, или светоизлучающие диоды, становятся все более популярными для освещения наших домов, офисов, автомобилей, парковок, улиц, продуктовых магазинов и многих других приложений.Светодиодная «лампочка», технически известная как световой двигатель 1 , состоит из светодиодной микросхемы или ИС, установленной на печатной плате, которая включает в себя как электрические, так и механические компоненты, позволяющие подключать ее к желаемой осветительной арматуре.

В световой двигатель входит драйвер светодиода. Теперь вы можете спросить: W а зачем светодиодам драйверы? Вообще говоря, драйверы светодиодов относятся к светодиодам так же, как балласты для люминесцентных ламп или HID (разрядные лампы высокой интенсивности).Они служат источником питания для источника света, а поскольку светодиоды по своей сути являются низковольтными устройствами, они требуют контроля напряжения и / или тока для безопасной, надежной и долгосрочной работы.

Когда вы вкручиваете лампочку, вы фактически подключаете ее к домашней сети переменного тока высокого напряжения, которое обычно составляет 120 вольт (США). Обычные лампочки или лампы накаливания предназначены для работы от высокого напряжения переменного тока. Светодиодные чипы, напротив, не могут работать с этим типом напряжения и, следовательно, требуют драйвера для преобразования напряжения из 120 В переменного тока в постоянное напряжение 10 В, 12 В или 24 В.

Типы драйверов: постоянное напряжение и постоянный ток

В зависимости от применения светодиода, светодиод будет управляться либо драйвером постоянного тока, либо драйвером постоянного напряжения.

Как следует из названия, драйверы постоянного тока обеспечивают электричеством светодиоды, для которых требуется постоянный ток (см. Рисунок 1).

Будет указан только один выходной ток, обозначенный в амперах или миллиамперах, а также диапазон напряжений, который будет меняться в зависимости от нагрузки (мощности) светодиода.В этом примере выходной ток составляет 700 мА, а диапазон выходного напряжения составляет 4-13 В постоянного тока. 4

Точно так же драйверы постоянного напряжения обеспечивают фиксированное выходное напряжение (например, см. Рисунок 2).

В этих светодиодах ток уже регулируется либо простыми резисторами, либо внутренним драйвером постоянного тока внутри светодиодного модуля. Для этих светодиодов требуется одно стабильное напряжение, обычно 12 В постоянного тока или 24 В постоянного тока. В этом примере выходное напряжение составляет 24 В постоянного тока, а выходной ток - максимум 1.04 А. 4

Рисунок 1. Постоянно-текущий драйвер.

Рисунок 2. Драйвер постоянного напряжения.

До того, как светодиоды стали чрезвычайно популярными в настоящее время, они в основном использовались в осветительных технологиях для освещения вывесок. 3 Из-за особенностей этой отрасли драйверы постоянного напряжения были предпочтительным выбором, поскольку они обеспечивали гибкость для подключения дополнительных светодиодных сегментов - по мере необходимости - для каждой конкретной установки.Важно отметить, что при использовании драйверов постоянного напряжения каждый сегмент светодиода должен использовать либо токоограничивающий резистор, либо стабилизатор постоянного тока (см. Рисунок 3). Оба этих токоограничивающих устройства имеют потери, которые приводят к снижению общей эффективности светодиодной системы освещения.

Рисунок 3. Светодиодная лента с токоограничивающими резисторами.

Драйвер постоянного тока изменяет напряжение на светодиоде, обеспечивая стабильный и постоянный ток светодиода.В драйверах постоянного тока, в отличие от драйверов постоянного напряжения, не используются ограничители тока в виде токоограничивающих резисторов или регуляторов тока, что, как следствие, позволяет напрямую подключаться к светодиоду (-ам). Это обеспечивает большую надежность и эффективность системы. Соответственно, рынок освещения переходит от спецификации осветительных приборов, управляемых постоянным напряжением, к спецификациям устройств, управляемых постоянным током, для применения в жилых, коммерческих и промышленных условиях. 3 Кроме того, многие разработчики светодиодов предпочитают использовать драйверы постоянного тока по двум причинам: они обеспечивают больший контроль для приложений и дают возможность создавать дисплеи практически без изменения яркости по всему дисплею.

Внутренние и внешние драйверы светодиодов

Драйверы светодиодов

доступны в виде внутренних или внешних / отдельных компонентов (см. Рисунок 4 ниже). Какой из них использовать, решает не пользователь, а скорее решение, диктуемое типом светодиода.Светодиодные лампы, предназначенные для домашнего использования (рис. 5 ниже), содержат внутренние драйверы, поскольку они позволяют легко заменять обычные лампы накаливания - просто открутите старую лампу накаливания и вкрутите новый светодиод.

Рисунок 4. Примеры внутренних и внешних драйверов.

Рис. 5. Одиночная светодиодная лампа Philips Hue A19.

Регулировка яркости светодиодной лампы

Уменьшение яркости светодиодных индикаторов обычно выполняется одним из двух методов: уменьшение постоянного тока (CCR) и широтно-импульсная модуляция (PWM).

Постоянное снижение тока, также называемое аналоговым регулированием яркости, является относительно простым методом управления величиной тока, подаваемого на светодиоды. Полная яркость светодиода возникает, когда на светодиоды подается максимальный ток, а затемнение происходит при уменьшении тока. На рисунке 6 показана кривая зависимости тока светодиода от яркости светодиода.

Рисунок 6. Диммирование с постоянным уменьшением тока.

Широтно-импульсная модуляция работает путем быстрого включения и выключения светодиода (ей).Частота импульсов (приблизительно 200 Гц или выше) должна быть достаточно высокой, чтобы глаз не мог видеть изменения / мерцания светодиодов, а вместо этого наблюдал только среднюю интенсивность света светодиодов. Если, например, желаемая яркость составляет 50%, то время включения светодиодов будет таким же, как и время выключения. С другой стороны, если требуется яркость 25%, тогда светодиоды будут включены в течение 25% цикла ШИМ и выключены в течение оставшихся 75% цикла ШИМ. См. Рисунки с 7 по 10 для графического представления с использованием ШИМ.

Рисунок 7. ШИМ-затемнение при яркости 25%.

Рисунок 8. ШИМ-регулировка яркости при 50% яркости.

Рисунок 9. ШИМ-затемнение при яркости 75%.

Рисунок 10. ШИМ-затемнение при 100% яркости.

Хотя драйверы постоянного тока и постоянного напряжения могут быть изготовлены с функцией диммирования, не все светодиоды имеют диммирование - и те, которые могут диммироваться, должны использоваться с соответствующей технологией диммирования (например,g., ШИМ или CCR). Обязательно ознакомьтесь с техническими данными и / или техническими характеристиками светодиода, чтобы определить, какая технология затемнения требуется. Но если в спецификациях не указана функция затемнения, разумно предположить, что светодиод не регулируется.

Срок службы светодиодного драйвера

Как и любое другое электронное устройство, светодиодный драйвер имеет срок службы, и внутренняя рабочая температура драйвера напрямую влияет на его срок службы. Драйверы часто выходят из строя преждевременно из-за высоких внутренних рабочих температур. 4 График ниже является одним из примеров зависимости между сроком службы драйвера и температурой.

Рис. 11. Зависимость срока службы драйвера светодиода от температуры.

Источники:

  1. https://www.lighting.philips.com/main/support/support/faqs/general-questions/leds/what-is-a-light-engine.html
  2. https://www2.meethue.com/en-us/productdetail/philips-hue-white-ambiance-a19-single-bulb
  3. https://www.1000bulbs.com/pdf/understanding-led-drivers.pdf
  4. https://www.aegps.com/uploads/tx_sbdownloader/AEG_PS_white_paper_Led_dimming___nov2011___DC_format_.pdf
  5. https://www.t8-ledtube-light.com/sale-2482023-high-brighteness-smd5050-f flexible-multi-color-led-strip-light-fpc-us-and-european-standard.html

Ник Дэвис, писатель / инженер-электрик

Ник Дэвис имеет степень бакалавра наук в области электротехники Университета Айдахо.Он работал как в малых, так и в крупных компаниях с численностью сотрудников от менее 50 до более 30 000 человек. За 16 лет работы в инженерной сфере он занимал множество инженерных должностей, включая инженера-конструктора, системного инженера и инженера по испытаниям и валидации. Его текущие интересы включают микроконтроллеры, предпринимательство и развитие малого бизнеса.

SP5605 - Драйвер ультрафиолетового светодиода - CAEN

Пробная версия - Лицензия на программное обеспечение

Авторские права © 1998-2018 C.A.E.N. S.p.A

Лицензионное соглашение на «Программное обеспечение или микропрограммное обеспечение CAEN» (совместно именуемые «CAEN SwFw»)

Используя или распространяя CAEN SwFw (или любую работу, основанную на CAEN SwFw), считается, что вы приняли условия, изложенные ниже.

C.A.E.N. S.p.A («C.A.E.N.») делает этот CAEN SwFw свободно доступным на основании того, что он принят в том виде, в каком он найден, и что пользователь проверяет его соответствие назначению перед использованием.

CAEN SwFw предоставляется «как есть», без каких-либо явных или подразумеваемых гарантий.Ни при каких обстоятельствах авторы, партнеры или участники не несут ответственности за любые убытки, претензии или другие обязательства, прямые или косвенные, возникшие в результате использования этого CAEN SwFw или любой производной работы.

C.A.E.N. будет время от времени делать обновления CAEN SwFw доступными. Однако C.A.E.N. не принимает на себя никаких обязательств по оказанию какой-либо поддержки держателям бесплатных лицензий.

C.A.E.N. предоставляет вам ограниченную неисключительную лицензию на использование CAEN SwFw для любых целей, включая коммерческие приложения, и его свободное распространение со следующими ограничениями:

  1. Происхождение CAEN SwFw не должно быть искажено; вы не должны утверждать, что написали оригинальный CAEN SwFw.
  2. Вы не должны каким-либо образом изменять CAEN SwFw, пользовательскую лицензию или программу установки.
  3. Это примечание не может быть удалено или изменено при любом распространении.
  4. Вы не можете перепродавать CAEN SwFw или взимать за него плату.
  5. Вы не имеете права подвергать обратному проектированию, декомпилировать, дизассемблировать, извлекать исходный код или изменять CAEN SwFw с целью перепродажи, аренды, аренды, предоставления взаймы или производных работ.
  6. Вы не должны использовать CAEN SwFw для участия или позволять другим заниматься какой-либо незаконной деятельностью.
  7. Вы не можете требовать какого-либо спонсорства, поддержки или аффилированности с нашей компанией.
  8. Вы признаете, что C.A.E.N. владеет авторскими правами и всеми связанными правами интеллектуальной собственности, относящимися к CAEN SwFw, за исключением случаев, когда CAEN SwFw включает идентифицируемые отдельные компоненты, происходящие из CAEN SwFw.

1. Лицензионное использование и ограничения.

CAEN SwFw-приложения, документация и файлы на локальном компьютере, установленные или используемые приложением-установщиком, принадлежат C.A.E.N., и предоставляются вам по всемирной (за исключением случаев, указанных ниже), неисключительной, не подлежащей сублицензии основе на условиях, изложенных в настоящем документе. Эта лицензия CAEN SwFw определяет законное использование CAEN SwFw, всех обновлений, исправлений, замен и любых копий CAEN SwFw, сделанных вами или для вас. Все права, не предоставленные вам явно, сохраняются за C.A.E.N. или их соответствующих владельцев.

A. (i) ВЫ МОЖЕТЕ установить и использовать CAEN SwFw и любые обновления, предоставленные C.A.E.N. (по собственному усмотрению) в форме объектного кода на персональном компьютере или на борту продуктов CAEN, принадлежащих вам или контролируемых вами, и может использовать CAEN SwFw для собственного некоммерческого использования или получения выгоды. Ваша лицензия на CAEN SwFw по этой лицензии CAEN SwFw действует до тех пор, пока она не будет прекращена любой из сторон. Вы можете прекратить действие лицензии CAEN SwFw, прекратив использование всего или любого из CAEN SwFw и уничтожив все свои копии применимого CAEN SwFw. Эта лицензия CAEN SwFw автоматически прекращает свое действие, если вы нарушаете какое-либо условие этой лицензии CAEN SwFw, C.A.E.N. публично размещает письменное уведомление о расторжении на веб-сайте C.A.E.N. или C.A.E.N. отправляет вам письменное уведомление о расторжении договора.

A. (ii) Вы можете сделать копию CAEN SwFw, только если это необходимо для его использования.

B. ВЫ НЕ МОЖЕТЕ:

(i) декомпилировать, реконструировать, дизассемблировать, модифицировать CAEN SwFw или любую его часть, чтобы перепродавать, сдавать в аренду, сдавать в аренду производные работы (как определено в Законе об авторском праве Италии от 22 апреля 1941 г., № 633 и далее поправок) или улучшений (как это определено итальянским патентным законодательством), без C.Предварительное письменное разрешение A.E.N.

(ii) включать CAEN SwFw в любой компьютерный чип или микропрограмму вычислительного устройства, произведенного вами или для вас, за исключением тех, которые вы получили.

(iii) использовать CAEN SwFw любым незаконным образом в любых незаконных целях.

(iv) вы не можете использовать CAEN SwFw для эксплуатации ядерных установок, жизнеобеспечения или других критически важных приложений, в которых могут быть поставлены человеческие жизни или имущество. Вы понимаете, что CAEN SwFw не предназначен для таких целей и что его отказ в таких случаях может привести к смерти, травмам или серьезному ущербу имуществу или окружающей среде, для чего C.A.E.N. не несет ответственности.

(v) использовать или экспортировать CAEN SwFw в нарушение применимых итальянских законов или постановлений

(vi) продавать, сдавать в аренду, ссужать, распространять, передавать или сублицензировать CAEN SwFw или получать к нему доступ или получать доход от использования или предоставления CAEN SwFw, будь то для прямой коммерческой или денежной выгоды или иным образом, без CAENs предварительное, явное, письменное разрешение.

C. Как предусмотрено Бернской конвенцией об охране произведений искусства и литературы, признанной в Италии Законом от 20 июня 1978 г., n.399, положения этого соглашения не могут быть истолкованы так, чтобы их применение представляло угрозу для владельца прав или противоречило обычному использованию CAEN SwFw

.

2. Право собственности и взаимоотношения сторон.

CAEN SwFw защищен авторскими правами, товарными знаками, знаками обслуживания, международными соглашениями и / или другими правами собственности и законами США и других стран. Вы соглашаетесь соблюдать все применимые законы о правах собственности и другие законы.C.A.E.N. владеет всеми правами, титулами и интересами в отношении своих взносов в CAEN SwFw. Эта лицензия CAEN SwFw не предоставляет вам никаких прав, титулов или интересов в отношении какой-либо интеллектуальной собственности, принадлежащей или лицензированной C.A.E.N., включая (но не ограничиваясь) CAEN SwFw и C.A.E.N. товарные знаки, и не создает никаких отношений между вами и C.A.E.N. кроме C.A.E.N. лицензиату.

Вы соглашаетесь с тем, что будете использовать CAEN SwFw и любые данные, доступ к которым осуществляется через CAEN SwFw, только для личного некоммерческого использования.Вы соглашаетесь не назначать, не копировать, не передавать или передавать CAEN SwFw. Ваша лицензия на использование CAEN SwFw будет прекращена, если вы нарушите эти ограничения. В случае прекращения действия вашей лицензии вы соглашаетесь прекратить любое и всякое использование CAEN SwFw. Все права на сторонние данные, любые сторонние CAEN SwFw и сторонние серверы данных, включая все права собственности, защищены и остаются за соответствующими третьими сторонами. Вы соглашаетесь с тем, что эти третьи стороны могут защищать свои права по настоящему Соглашению против вас непосредственно от своего имени.

3. Поддержка и обновления CAEN SwFw.

C.A.E.N. может решить предоставить вам поддержку клиентов и / или обновления, улучшения или модификации CAEN SwFw (совместно именуемые «Поддержка») по своему собственному усмотрению и может прекратить такую ​​поддержку в любое время без предварительного уведомления. C.A.E.N. может изменить, приостановить или прекратить работу любого аспекта CAEN SwFw в любое время, включая доступность любой функции, базы данных или содержимого CAEN SwFw. C.A.E.N. может также налагать ограничения на определенные функции и услуги или ограничивать ваш доступ к частям или всем CAEN SwFw или C.A.E.N. веб-сайт без уведомления или ответственности.

4. Сборы и платежи.

C.A.E.N. оставляет за собой право взимать плату за использование или доступ к CAEN SwFw в будущем по собственному усмотрению C.A.E.N. Если C.A.E.N. решает взимать плату за CAEN SwFw, о таких сборах вам сообщат за 28 дней до их применения.

5.Отказ от гарантий со стороны C.A.E.N.

Использование CAEN SwFw и любых данных, доступ к которым осуществляется через CAEN SwFw, осуществляется на ваш страх и риск. Они предоставляются «как есть».

Любые услуги или иным образом полученные с использованием CAEN SwFw предоставляются на ваше усмотрение и на ваш риск, и вы несете единоличную ответственность за любой ущерб вашей компьютерной системе или потерю данных в результате загрузки и / или использования любых такой материал или услугу.

C.A.E.N., ее должностные лица, директора, сотрудники, подрядчики, агенты, аффилированные лица и правопреемники (совместно именуемые «C.A.E.N. Entities ») и Лицензиары C.A.E.N. не заявляют, что CAEN SwFw или любые данные, полученные оттуда, подходят или доступны для использования за пределами Италии.

The C.A.E.N. Entities и C.A.E.N. Лицензиары прямо отказываются от всех гарантий любого рода, явных или подразумеваемых, в отношении CAEN SwFw и любых данных, к которым осуществляется доступ из него, или точности, своевременности, полноты или адекватности CAEN SwFw и любых данных, к которым осуществляется доступ из него, включая подразумеваемые гарантии название, товарная пригодность, удовлетворительное качество, пригодность для определенной цели и отсутствие нарушений.

Если CAEN SwFw или любые данные, к которым был получен доступ, окажутся дефектными, вы (а не субъекты C.A.E.N. или лицензиары C.A.E.N.) принимаете на себя всю стоимость ремонта или повреждений любого рода, даже если C.A.E.N. Entities, или C.A.E.N. Лицензиары были проинформированы о возможности такого дефекта или повреждений. В некоторых юрисдикциях не допускаются ограничения подразумеваемых гарантий, поэтому некоторые из этих ограничений могут не относиться к вам.

6. Ограничение ответственности.

Невзирая на любые другие положения, ничто в настоящей Лицензии CAEN SwFw не исключает и не ограничивает ответственность любой из сторон за правонарушение в виде обмана, умышленного введения в заблуждение, смерти или телесных повреждений, вызванных халатностью.

The C.A.E.N. Entities и C.A.E.N. Лицензиары не будут нести ответственности перед вами по претензиям и обязательствам любого рода, возникающим из или каким-либо образом связанным с использованием CAEN SwFw или любой производной работы вами или третьими сторонами, с использованием или неиспользованием каких-либо брокерских услуг. фирме или дилеру, либо к продаже или покупке любой ценной бумаги, независимо от того, основаны ли такие требования и обязательства на какой-либо правовой теории или теории справедливости.

The C.A.E.N. Entities и C.A.E.N. Лицензиары не несут ответственности перед вами за любые прямые, случайные, особые, косвенные или косвенные убытки, возникшие в результате использования или невозможности использования CAEN SwFw или любой производной работы, возникшие в результате или связанные с любым сторонним CAEN SwFw. или любой производной работы, любых данных, доступ к которым осуществляется через CAEN SwFw или любой производной работы, вашего использования или невозможности использовать или получить доступ к CAEN SwFw или любой производной работе, или любые данные, предоставленные через CAEN SwFw или любую производную работу, независимо от того, требуются ли такие иски о возмещении ущерба подпадают под любую теорию права или справедливости.Ущерб, исключаемый этим пунктом, включает, помимо прочего, убытки, связанные с потерей прибылей, нанесением ущерба человеку или имуществу, прерыванием бизнеса, потерей бизнеса или личной информации. В некоторых юрисдикциях не допускается ограничение случайных или косвенных убытков, поэтому это ограничение может не относиться к вам.

Информация, предоставленная через CAEN SwFw, может быть отложенной, неточной или содержать ошибки или упущения, и C.A.E.N. Entities и C.A.E.N. Лицензиары не несут ответственности за это.C.A.E.N. может изменить или прекратить любой аспект или функцию CAEN SwFw или использование всех или любых функций или технологий в CAEN SwFw в любое время без предварительного уведомления, включая, помимо прочего, контент и часы доступности.

7. Возмещение убытков.

Вы несете единоличную ответственность за соблюдение соглашений, заключенных вами с третьими сторонами. Вы соглашаетесь возместить ущерб и удерживать C.A.E.N. Лица, не несущие ответственности за какие-либо претензии или требования, включая разумные судебные издержки, сделанные какой-либо третьей стороной в связи с использованием CAEN SwFw или возникшие в результате использования вами CAEN SwFw, вашего нарушения каких-либо положений или условий этой CAEN SwFw License, вашего нарушения применимых законов , или ваше нарушение каких-либо прав другого физического или юридического лица.

8. Закон о контроле.

Настоящая лицензия CAEN SwFw и отношения между вами и C.A.E.N. регулируется законами Италии.
Настоящее Соглашение толкуется и регулируется итальянским законодательством.
Конвенция Организации Объединенных Наций о международной купле-продаже товаров не применяется к данной лицензии CAEN SwFw.
Любой спор, возникающий из настоящего Соглашения или в связи с ним, должен быть передан и окончательно разрешен в арбитражном суде в соответствии с положениями итальянского законодательства (c.ПК. статья 816 и последующие) одним арбитром.
Арбитр назначается председателем Миланского суда.
Место арбитража - Милан, Италия, язык - английский.

9. Приоритет.

Эта лицензия CAEN SwFw представляет собой полное понимание между сторонами в отношении использования CAEN SwFw, заменяя все предыдущие соглашения между вами и CAEN. В случае любого конфликта между условиями данной лицензии CAEN SwFw, условия эта лицензия CAEN SwFw будет контролировать

10.Резервы для выживания.

Разделы 2 и 4–10 остаются в силе после прекращения действия настоящего Соглашения.

————————————————————————

Тел .: +39.0584.388398, Факс: +39.0584.388959, Эл. Почта: [email protected]

————————————————————————

Что такое конструкция светодиодного драйвера с постоянной мощностью?

Новое в январе 2019 года

Управление светодиодами в режиме постоянной мощности в последнее время стало популярной темой.Почему светодиоды должны управляться постоянным током? Почему не с постоянным источником питания?

Прежде чем обсуждать вышеуказанный вопрос, мы должны понять, почему светодиод должен работать с постоянным током. Как показано на рисунке (а) Кривая I-V светодиода, когда прямое напряжение светодиода изменилось примерно на 2,5%, ток через светодиод соответственно изменится примерно на 16%, и прямое напряжение светодиода легко зависит от температуры перехода. Изменение высокой и низкой температуры может даже привести к изменению напряжения до 20% или более.Яркость светодиода пропорциональна прямому току светодиода. Если сила тока меняется в больших масштабах, то и яркость тоже. Следовательно, светодиод должен работать от источника постоянного тока. Однако может ли светодиод работать от постоянной мощности? Чтобы продолжить обсуждение этой темы, во-первых, мы должны пренебречь тем, эквивалентна ли постоянная мощность постоянной яркости или нет. С помощью I-V и температурной кривой светодиода конструкция драйвера постоянной мощности кажется работоспособной. Если да, то почему производители драйверов светодиодов не разрабатывают драйверы светодиодов с постоянной мощностью? Спроектировать драйвер с постоянной мощностью несложно, если реализация микроконтроллера (MCU) выполняется в драйвере светодиода, управляющая выходная мощность которого относится к рабочему циклу ШИМ (широтно-импульсной модуляции).

Для управления рабочим циклом ШИМ микроконтроллер отвечает за расчет между сигналами обратной связи выходного напряжения и тока и управляет выходом, чтобы он ссылался на кривую постоянной мощности, обозначенную синим цветом на рисунке (b), так что постоянная мощность выход может быть достигнут. Однако изготовление драйвера светодиода с постоянной мощностью не только стоит определенных денег, но и вызывает другую проблему, заключающуюся в увеличении выходного тока из-за повреждения светодиода, что может еще больше ухудшить ситуацию.Поскольку светодиод является компонентом с отрицательным температурным коэффициентом, снижение выходного тока для поддержания длительного срока службы светодиода ожидается при более высокой температуре. Тем не менее, метод постоянной мощности противоречит этому соображению. Драйвер светодиода с постоянной мощностью увеличивает выходной ток, что означает более низкое выходное напряжение для высокотемпературных применений. Таким образом, с учетом различных факторов наиболее эффективным решением является обеспечение драйвера светодиода «похожей на постоянную мощность» с широким диапазоном выходного напряжения и тока.

Драйверы светодиодов постоянной мощности производства MEAN WELL специально разработаны для обеспечения потребителей широким диапазоном напряжения и тока. Чтобы избежать ненужных затрат из-за чрезмерной конструкции, неправильное использование из-за характеристик светодиодов и повреждение ламп, предлагающих широкий диапазон, напоминающих постоянную мощность, в настоящее время является наиболее подходящим решением.

Рисунок (а) Кривая ВАХ светодиодов Рисунок (б) Кривая ВАХ светодиодов с температурой перехода

Вся серия XLG спроектирована с топологией постоянной мощности.Широкий диапазон выходного напряжения и тока обеспечивает гибкое и эффективное решение для различных конфигураций светодиодов, что также позволяет сократить количество моделей на складе. Возьмем для примера сравнение ELG-75-48 / XLG-75-H, Макс. мощность ELG-75-48 будет при 48 В / 1,56 А, см. кривую (c). Когда напряжение светодиода намного ниже 48 В, выходной ток не может быть соответственно увеличен из-за конструктивных ограничений. Таким образом, номинальная выходная мощность не может быть достигнута из-за разницы напряжений, в то время как модель XLG-75-H легко позволяет избежать этой проблемы.Благодаря конструкции постоянной мощности XLG-75-H обеспечивает полную мощность в диапазоне напряжений от 36 до 58 В. Заказчики могут регулировать выходной ток и проектировать светодиодные светильники на полную мощность, как показано на кривой (d). Более того, чтобы получить драйвер светодиодов с широким диапазоном полной мощности, в серии XLG используются компоненты с более высокими номинальными характеристиками и требования к проверке, чтобы обеспечить более высокую надежность и срок службы. Широкий диапазон регулировки, характерный для XLG, также облегчает клиентам самонастройку.Для получения дополнительной информации обратитесь к спецификации.

Рисунок (c) ВАХ ELG-75-H Рисунок (d) ВАХ XLG-75-H

Эта статья написана компанией Mean Well и взята с сайта www.meanwell. com

.
Импульсный драйвер для светодиодов: 4…20 0.3-1 1-5 — $ 3.00

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *