Драйвер для светодиодов. Зачем нужен и как правильно подобрать?
Лидирующую позицию среди наиболее эффективных источников искусственного света занимают сегодня светодиоды. Это во многом является заслугой качественных источников питания для них. При работе совместно с правильно подобранным драйвером, светодиод длительно сохранит устойчивую яркость света. А срок службы светодиода окажется очень-очень долгим, измеряемым десятками тысяч часов. Таким образом, правильно подобранный драйвер для светодиодов — залог долгой и надежной работы источника света. И в этой статье мы постараемся раскрыть тему того, как правильно выбрать драйвер для светодиода, на что обратить внимание, и какие вообще они бывают.
Драйвер для светодиодов
Драйвером для светодиодов называют стабилизированный источник питания постоянного напряжения или постоянного тока. Вообще, изначально, светодиодный драйвер — это источник стабильного тока, но сегодня даже источники постоянного напряжения для светодиодов называют светодиодными драйверами.
То есть можно сказать, что главное условие — это стабильные характеристики питания постоянным током.
Стабилизированный источник питания постоянного напряжения хорошо подойдет для питания:
- светодиодных лент
- LED-линеек
- для запитки набора из нескольких мощных светодиодов, соединенных по одному параллельно
То есть когда номинальное напряжение светодиодной нагрузки точно известно, и достаточно только подобрать блок питания на номинальное напряжение при соответствующей максимальной мощности.
Стабилизированный источник питания постоянного напряжения
Обычно это не вызывает проблем, например: 10 светодиодов на напряжение 12 вольт, по 10 ватт каждый, — потребуют 100 ваттный блок питания на 12 вольт, рассчитанный на максимальный ток в 8,3 ампера. Останется подрегулировать напряжение на выходе при помощи регулировочного резистора сбоку, — и готово.
Для более сложных светодиодных сборок, особенно когда соединяется несколько светодиодов последовательно, необходим не просто блок питания со стабилизированным выходным напряжением, а полноценный светодиодный драйвер — электронное устройство со стабилизированным выходным током.
Здесь ток является главным параметром, а напряжение питания светодиодной сборки может автоматически варьироваться в определенных пределах.
Для ровного свечения светодиодной сборки, необходимо обеспечить номинальный ток через все кристаллы. Однако падение напряжения на кристаллах может у разных светодиодов отличаться (поскольку немного различаются ВАХ каждого из светодиодов в сборке), — поэтому напряжение не будет на каждом светодиоде одним и тем же, а вот ток должен быть одинаковым.
Драйвер для светодиодов
Светодиодные драйверы выпускаются в основном на питание от сети 220 вольт или от бортовой сети автомобиля 12 вольт. Выходные параметры драйвера указываются в виде диапазона напряжений и номинального тока.
Например, драйвер с выходом на 40-50 вольт, 600 мА позволит подключить последовательно четыре 12 вольтовых светодиода мощностью по 5-7 ватт. На каждом светодиоде упадет приблизительно по 12 вольт, ток через последовательную цепочку составит ровно по 600 мА, при этом напряжение 48 вольт попадает в рабочий диапазон драйвера.
Драйвер для светодиодов со стабилизированным током — это универсальный блок питания для светодиодных сборок, причем эффективность его получается довольно высокой и вот почему.
Мощность светодиодной сборки — критерий важный, но чем обусловлена эта мощность нагрузки? Если бы ток был не стабилизированным, то значительная часть мощности рассеялась бы на выравнивающих резисторах сборки, то есть КПД оказался бы низким. Но с драйвером, обладающим стабилизацией по току, выравнивающие резисторы не нужны, вот и КПД источника света получится в результате очень высоким.
Драйверы разных производителей отличаются между собой выходной мощностью, классом защиты и применяемой элементной базой. Как правило, в основе — импульсный ШИМ-преобразователь на специализированной микросхеме, со стабилизацией выхода по току и с защитой от короткого замыкания и перегрузки.
Питание от сети переменного тока 220 вольт или постоянного тока с напряжением 12 вольт. Самые простые компактные драйверы с низковольтным питанием могут быть выполнены на одной универсальной микросхеме, но надежность их, про причине упрощения, ниже.
Тем не менее, такие решения популярны в автотюнинге.
Драйвер для светодиодов
Выбирая драйвер для светодиодов следует понимать, что применение резисторов не спасает от помех, как и применение упрощенных схем с гасящими конденсаторами. Любые скачки напряжения проходят через резисторы и конденсаторы, и нелинейная ВАХ светодиода обязательно отразится в виде скачка тока через кристалл, а это вредно для полупроводника. Линейные стабилизаторы — тоже не лучший вариант в плане защищенности от помех, к тому же эффективность таких решений ниже.
Лучше всего, если точное количество, мощность, и схема включения светодиодов будут заранее известны, и все светодиоды сборки будут одинаковой модели и из одной партии. Затем выбирают драйвер.
На корпусе обязательно указывается диапазон входных напряжений, выходных напряжений, номинальный ток. Исходя из этих параметров выбирают драйвер. Обратите внимание на класс защиты корпуса.
Для исследовательских задач подходят, например, бескорпусные светодиодные драйверы, такие модели широко представлены сегодня на рынке.
Если потребуется поместить изделие в корпус, то корпус может быть изготовлен пользователем самостоятельно.
Как подключить светодиодную ленту
Светодиодный драйвер для мощных светодиодов
Смотрите также по этой теме:
Устройство светодиода. Принцип работы и производство.
Виды светодиодов и их характеристики. Достоинства и недостатки.
SMD светодиоды. Светодиоды поверхностного монтажа.
Подключение светодиодной ленты. Устройство и схема.
Будем рады, если подпишетесь на наш Блог!
[wysija_form id=»1″]
Драйвер для светодиодов: принцип работы
В этой статье мы расскажем чем отличается драйвер для светодиодов от блока питания, какой принцип работы в основе стандартных драйверов, а также в чем преимущества и недостатки каждого из этих элементов питания.
Отличия блока питания от драйвера для светодиодов
Блок питания, просто даже судя по его
названию, это отдельный функциональный элемент какой-либо цепи, отвечающий за
подачу питания на те или иные приборы.
Блок питания может иметь различные
показатели мощности, напряжения и силы тока, выдаваемых на выходе. И именно
напряжение является фактически основным параметром. В свою очередь драйвер для
питания светодиодов выполняет фактически ту же функцию, но основным отличием
является то, что драйвер отвечает за стабильную силу выдаваемого тока. В случае
со светодиодами это достаточно важный момент. Так как оба эти элемента, и блок
питания и драйвер, выполняют схожую функцию, их достаточно часто путают. Как
раз в маркетинговых целях и было придумано отдельное название
«драйвер», чтобы максимально разграничить эти два устройства.
В силу того, что большинство электроприборов работает от 220 В и подключаются к стандартной розетке, мы не привыкли задумываться о потребляемом токе. В случае же с подключением светодиодов, светодиодных лент и прочей подобной осветительной техники — это фактически самый важный параметр.
Блок питания
Рассмотрим отличия в работе блоков питания и
драйвера для светодиодов на простом примере.
Блок питания, как мы выяснили,
отвечает за стабильное выходное напряжение. Значит, если к блоку питания с
выходным напряжением 12 В подключить, например, одну лампу 12 вольт 5 ватт, то
она потребует 0,42 А тока (5 / 12 = 0,42 А). Если подключить 2 такие лампы, то
блок питания вынужден будет для обеспечения 12 вольт для каждой лампы, выдать
ток в два раза больший. И так далее. Если неправильно рассчитать нагрузку на
блок питания, он будет продолжать работать и выдавать стабильное напряжение, но
со временем это может привести к его перегреву, выходу из строя, а может быть и
к пожару.
Драйвер для светодиодов
С драйвером для светодиодов все несколько
иначе. В его задачи входит вывод в цепь стабильного тока и что бы вы ни
подключили к драйверу, ток не будет больше, чем тот, на который рассчитан
драйвер. Например, у вас есть драйвер с параметрами мощности 3 ватта и тока 300
мА. Соответственно, напряжение, которое он сможет выдать равняется 10 вольтам
(3 / 0,3 = 10).
Это помогает обезопасить светодиоды от перегрева, обеспечить более стабильную их работу, а как следствие, значительно увеличивает срок их службы.
Основные виды драйверов
В продаже на сегодняшний день вы можете найти два вида драйверов. Одни из них рассчитаны на любое количество светодиодов (главное, чтобы суммарная мощность их не превышала заявленной). Другие служат для подключения строгого определенного количества диодов. Именно этот момент стоит учитывать при выборе конкретного драйвера.
Также драйверы можно разделить по типу их конструкции и принципу работы.
Существуют драйверы на основе резистора, конденсаторной схемы, микросхемы
LM317, микросхемы HV9910, драйверы с низковольтным входом и сетевые драйверы.
Выбор и покупка драйвера для светодиодов
Для того, чтобы обеспечить качественное подключение светодиодов, а также гарантировать их полную совместимость с драйвером и долговечность работы, Вам необходимо приобретать диоды и драйвер строго в связке, подбирая их максимально совместимыми друг к другу. Также при выборе драйвера обязательно стоит учитывать условия, в которых он будет работать и конкретные задачи, которые будут выполнять светодиоды, подключенные к нему.
Стоит заметить, что приобретая драйвер для светодиодов и сами диоды, многие
покупатели ошибочно воспринимают максимальный заявленный уровень тока как
рабочий. Например, если рабочий ток светодиодов 350 мА, то это максимальный
показатель. Следовательно, в качестве источника питания стоит использовать
драйвер с током 300-330 мА. Работа на повышенном токе, возможно, и не
спровоцирует выход светодиодов из строя, но может значительно сократить срок их
службы.
← Светодиодная лента: особенности монтажа | Леднеон в качестве декоративного освещения →
Нужен ли мне светодиодный драйвер? — Блог 1000Bulbs.com
Нужен ли драйвер для светодиодов?
Джессика Бэнк
Лампочки, светильники
Из-за ужесточения нормативов в области энергопотребления большинство людей уже знакомы с длительным сроком службы и энергосбережением, связанными со светодиодами или светоизлучающими диодами. Однако многие не знают, что эти инновационные источники света используют для работы специализированные устройства, называемые светодиодными драйверами. Драйверы светодиодов (также известные как источники питания светодиодов) аналогичны балластам для люминесцентных ламп или трансформаторам для низковольтных ламп: они обеспечивают светодиодам правильный источник питания, чтобы они функционировали и работали наилучшим образом.
Когда мне нужен светодиодный драйвер?
Для каждого светодиодного источника света требуется драйвер. Вопрос должен заключаться в том, нужно ли вам покупать его отдельно. Некоторые светодиоды уже имеют встроенный драйвер внутри лампы. Светодиоды, предназначенные для бытового использования (лампы с цоколем E26/E27 или GU24/GU10 и работающие от сети 120 В), как правило, уже имеют драйвер. Однако для низковольтных светодиодных источников света, таких как некоторые MR-лампы (MR GU5.3, MR8 и MR11) и ленточный свет, а также некоторые светильники, панели или наружные светильники, обычно требуется отдельный драйвер. Когда светодиод, для которого требуется отдельный драйвер, перестает работать до истечения номинального срока службы, его обычно можно спасти, заменив драйвер.
Зачем мне нужен светодиодный драйвер?
Светодиоды предназначены для работы от низковольтного (12-24В) электричества постоянного тока.
Однако в большинстве мест подается более высокое напряжение (120-277 В), электричество переменного тока. Основная цель драйвера светодиода — преобразовать более высокое напряжение, переменный ток в низкое напряжение, постоянный ток.Драйверы светодиодов также защищают светодиоды от колебаний напряжения или тока. Изменение напряжения может вызвать изменение тока, подаваемого на светодиоды. Световой поток светодиода пропорционален потребляемому току, а светодиоды рассчитаны на работу в определенном диапазоне тока (измеряется в амперах). Таким образом, слишком большой или слишком маленький ток может привести к изменению или более быстрому ухудшению светоотдачи из-за более высоких температур внутри светодиода.
Однако в большинстве мест подается более высокое напряжение (120-277 В), электричество переменного тока. Основная цель драйвера светодиода — преобразовать более высокое напряжение, переменный ток в низкое напряжение, постоянный ток.В целом, драйверы светодиодов служат двум целям: преобразование более высокого напряжения переменного тока в низкое напряжение постоянного тока и поддержание напряжения или тока, протекающего через цепь, на номинальном уровне.
Какой тип светодиодного драйвера мне нужен?
Существует два основных типа внешних драйверов светодиодов, постоянного тока и постоянного напряжения, а также третий тип драйвера, называемый драйвером светодиода переменного тока, который также будет обсуждаться.
Постоянный ток
Драйверы постоянного тока питают светодиоды, которым требуется фиксированный выходной ток и диапазон выходных напряжений. Будет указан только один выходной ток, указанный в амперах или миллиамперах, а также диапазон напряжений, которые будут варьироваться в зависимости от нагрузки (мощности) светодиода. В примере справа выходной ток составляет 700 мА, а диапазон выходного напряжения составляет 4-13 В постоянного тока (вольт постоянного тока).
Постоянное напряжение
Драйверы постоянного напряжения питают светодиоды, которым требуется фиксированное выходное напряжение с максимальным выходным током. 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 примере слева выходное напряжение составляет 24 В постоянного тока, а выходной ток не превышает 1,04 А.
Драйверы для светодиодов переменного тока
Драйверы светодиодов AC на самом деле не являются трансформаторами с минимальной нагрузкой, а это означает, что технически они также могут работать с низковольтными галогенными лампами или лампами накаливания. Однако светодиоды не могут работать с обычными трансформаторами, потому что обычные трансформаторы не предназначены для обнаружения низкой мощности светодиодов. Другими словами, светодиоды имеют такую маленькую электрическую нагрузку, что обычные трансформаторы вообще не замечают, что они подключены к лампочке. Драйверы светодиодов переменного тока обычно используются с лампами, которые уже содержат внутренний драйвер, который преобразует ток из переменного тока в постоянный, поэтому задача драйвера светодиодов переменного тока заключается в регистрации низкой мощности светодиодов и понижении напряжения для удовлетворения требований к напряжению лампы, обычно 12 или 24 вольта.
Теперь мы обсудили, когда, зачем и какой тип светодиодного драйвера вам нужен. В следующий раз мы обсудим многие другие факторы, влияющие на выбор драйверов светодиодов, такие как диммируемость, класс защиты IP, класс 1 или класс 2 по UL, эффективность и коэффициент мощности. У вас есть вопросы о том, нужен ли вам водитель? Не стесняйтесь спрашивать нас в комментариях или напишите нам в Facebook, Twitter, LinkedIn или Pinterest!
0 лайковДжессика Бэнк
Оставить комментарий
Последнее сообщение
Домашнее освещение, коммерческое освещение, условия освещения
Что такое высокий индекс цветопередачи?
Домашнее освещение, коммерческое освещение, условия освещения
Домашнее освещение, Коммерческое освещение, Условия освещения
Домашнее освещение, советы по освещению
5 лучших уникальных идей освещения, которые украсят дизайн вашего дома
Домашнее освещение, Советы по освещению
Домашнее освещение, Советы по освещению
Руководство по замене ламп накаливания
1000Bulbs предлагает светодиодные рефлекторные лампы Kobi 277 В
5 важных факторов при покупке светодиодных драйверов Сравнение галогенных, газоразрядных и светодиодных фар Постоянное напряжение и драйверы постоянного токаЗачем вообще нужны все эти светодиодные драйверы?
By Lee Teschler 6 комментариев
Покойный Боб Пиз, почитаемый и всеми любимый инженер из National Semiconductor Corp. (теперь часть Texas Instruments) однажды написал серию технических размышлений, вдохновленных вопросами, которые в основном молодые инженеры задавали ему где-то по ходу дела. Мы вспомнили, как мог отреагировать г-н Пиз, когда заметили недавний комментарий, опубликованный в ответ на один из наших демонтажных работ, связанных со светодиодными лампами мощностью 60 Вт:
Для отключения светодиодов от сети требуется трансформатор, мостовой выпрямитель и резистор. ! Вот и все. Чрезмерная сложность снижает надежность, когда срок службы светодиодов составляет около 200 лет.
Ну, не совсем так.
Это хорошая возможность рассмотреть основы того, почему нецелесообразно питать светодиод только с помощью мостового выпрямителя/трансформатора/резистора и почему производителям светодиодных ламп приходится прилагать некоторые усилия при разработке источников тока, состоящих из бит больше, чем эти три компонента.
Часто говорят, что светодиоды должны питаться от источников тока, а не от источников напряжения. Основная причина заключается в том, что ток светодиода зависит от прямого напряжения, а светоотдача светодиода зависит от прямого тока. В качестве конкретного примера рассмотрим светодиод Lumileds L150-xxxx500600000, устройство, оптимизированное для освещения. Изменение его прямого напряжения на 200 мВ вызывает изменение его прямого тока примерно на 100 мА. А изменение его прямого тока на 100 мА вызывает примерно 20-процентное изменение светоотдачи.
Эти варианты не обеспечивают качественного освещения. Во многом поэтому драйверы светодиодов предназначены для подачи на светодиод постоянного тока, а не постоянного напряжения.
Как предположил автор комментария, самый простой способ установить ток для светодиода — это включить последовательно с ним резистор подходящего размера. Однако современные светодиодные источники питания этого не делают. Простой пример показывает, почему.
Предположим, у нас есть тот самый светодиод Lumileds, упомянутый выше. Характеристические кривые показывают, что светодиод должен проводить около 650 мА для получения номинального светового потока и должен работать с прямым напряжением 6,1 В. Для простоты предположим, что схема содержит только один светодиод Lumileds. Далее предположим, что мы используем источник питания 10 В. Согласно закону Ома, сопротивление последовательно с этим 6,1-вольтовым светодиодом, необходимое для получения 650 мА от 10-вольтового источника питания, равно 3,9./0,65 = 6 Ом, потому что на резисторе должно быть падение 3,9 В. Таким образом, мощность, рассеиваемая на резисторе, составляет 3,9 × 0,65 = 2,5 Вт. А мощность, рассеиваемая на светодиоде, составляет 6,1 × 0,65 = 4 Вт (в округленных числах). Итак, комбинация рассеивает 6,5 Вт, а резистор рассеивает почти 40% от всей потребляемой здесь мощности. Очевидно, что это не очень хорошее положение дел, поскольку причина замены ламп накаливания на светодиоды в основном заключается в повышении энергоэффективности.
И становится еще хуже. Еще одним недостатком последовательного сопротивления является невозможность точного контроля тока. Прямое напряжение светодиода может варьироваться от одного устройства к другому, поэтому падение напряжения на любом резисторе, включенном последовательно со светодиодом, также будет варьироваться. Таким образом, поскольку ток может варьироваться от одного светодиода к другому, световой поток тоже будет меняться.
Все светодиоды на этой пластине от эквивалентной лампочки мощностью 60 Вт соединены последовательно, в одну цепочку. Это довольно типично для недорогих светодиодных ламп. Конечно, в реальном мире большинство продуктов светодиодного освещения содержат несколько светодиодов. Недостатки становятся более очевидными при использовании нескольких светодиодов. В примере с источником питания 10 В светодиоды обязательно будут питаться параллельно, при этом мощность будет рассеиваться на нескольких резисторах, а светоотдача будет варьироваться от одного светодиода к другому.
(Обратите внимание, однако, что в настоящих светодиодных лампах светодиоды расположены последовательно.)
Все эти трудности делают более целесообразным управление светодиодами с помощью источника постоянного тока, а не токоограничивающего резистора с источником постоянного напряжения. Опять же, по соображениям энергоэффективности импульсные источники питания являются предпочтительной топологией, а не линейными источниками. Проблема с линейными источниками питания заключается в том, что все они содержат проходной элемент с переменным сопротивлением (например, биполярный транзистор или полевой МОП-транзистор), используемый для измерения тока нагрузки (или напряжения нагрузки для источников постоянного напряжения). Мощность, рассеиваемая в проходном элементе, может быть значительной.
Например, предположим, что мы разрабатываем линейный источник питания, сначала пропуская переменный ток из настенной розетки через классическую комбинацию двухполупериодного моста/сглаживающего конденсатора, чтобы получить уровень постоянного тока, близкий к 120 В.
Если наш линейный источник питания работает в режиме постоянного тока, мы теперь хотим снизить напряжение 120 В до уровня 6,1 В/650 мА, необходимого для работы светодиода Lumiled без последовательного резистора. Потери мощности через линейный регулятор представляют собой разницу между входным и выходным напряжением, умноженную на ток нагрузки. В данном случае это (120 – 6,1) × 0,65 = 74 Вт. Таким образом, мы теряем 74 Вт, пытаясь управлять светодиодом мощностью 4 Вт.
Очевидно, что если ваша задача состоит в том, чтобы заменить 60-ваттную лампу накаливания на 4-ваттную светодиодную, обычный линейный источник питания не даст вам более энергоэффективную лампочку.
С точки зрения энергоэффективности привлекательность импульсного источника питания заключается в том, что его потери мощности не равны разнице между входным и выходным напряжением, умноженной на ток нагрузки, как в случае линейного источника. Простейшая модель импульсного источника питания представляет собой переключатель с двумя состояниями, включенным и выключенным, который прерывает входное напряжение.