Raširena upotreba LED dioda dovela je do masovne proizvodnje napajanja za njih. Takvi se blokovi nazivaju upravljački programi. Njihova glavna značajka je da su sposobni održavati određenu struju na izlazu. Drugim riječima, upravljački program za LED diode (LED) je izvor struje za njihovo napajanje.
imenovanje
Budući da je LED poluvodički element, ključna značajka koja određuje svjetlinu njihove svjetlosti nije napon nego struja. Kako bi se osiguralo da su razradili deklarirani broj sati, potreban je vozač - stabilizira struju koja teče kroz lanac LED dioda. Moguće je koristiti LED diode male snage bez upravljačkog programa, u kojem slučaju se njegova uloga izvodi pomoću otpornika.
primjena
Vozači se koriste i pri emitiranju svjetlosne diode iz mreže 220V i iz izvora konstantnog napona 9-36 V. Prve se koriste za osvjetljavanje prostorija s LED svjetiljkama i trakama, koje se češće nalaze u automobilima, prednjim svjetlima, prijenosnim svjetiljkama itd.
Načelo rada
Kao što je već spomenuto, vozač je trenutni izvor. Njegove razlike u odnosu na izvor napona prikazane su u nastavku.
Izvor napona stvara izlazni napon, idealno ne ovisi o opterećenju.
Na primjer, ako spojite napon od 12V na izvor s 40 ohmskim otpornikom, struja od 300 mA će teći kroz nju.
Ako spojite paralelno dva otpornika, ukupna struja će već biti 600 mA na istom naponu.
Vozač je istiPodržava trenutni izlaz na izlazu. Napon može varirati s tim.
Također ćemo spojiti otpornik 40 ohma na vozača od 300 mA.
Vozač će na otporniku stvoriti pad napona od 12 V.
Ako paralelno spojite dva otpornika, struja će i dalje biti 300 mA, a napon će pasti na 6 V:
Prema tome, idealan vozač može osigurati nominalno strujno opterećenje bez obzira na pad napona. To znači da će svjetlosna dioda s padom napona od 2 V i strujom od 300 mA žarko gorjeti kao LED s naponom od 3 V i strujom od 300 mA.
Ključne značajke
Pri odabiru morate uzeti u obzir tri glavna parametra: izlazni napon, struju i potrošnju snage opterećenja.
Napon na izlazu vozača ovisi o nekoliko čimbenika:
- pad napona preko LED-a;
- broj LED-ova;
- način povezivanja.
Strujni izlaz vozača određen je karakteristikama LED-a i ovisi o sljedećim parametrima:
- LED diode za napajanje;
- svjetlina.
Snaga LED-a utječe na njihovu trenutnu potrošnju, koja može varirati ovisno o željenoj svjetlini. Vozač bi trebao dati ovu struju.
Nosivost ovisi o:
- snagu svake LED;
- njihov broj;
- boja.
Općenito, potrošnja energije može se izračunati kao
gdje je Pled snaga LED,
N - broj spojenih LED dioda.
Maksimalna snaga vozača ne smije biti manja.
Treba imati na umu da bi za stabilan rad vozača i za sprječavanje njegovog neuspjeha trebalo osigurati marginu od najmanje 20-30%. To znači da se mora zadovoljiti sljedeći omjer:
gdje je Pmax maksimalna snaga pokretača.
Osim snage i broja LED dioda, snaga opterećenja ovisi o njihovoj boji. LED diode različitih boja imaju različit pad napona s istom strujom. Na primjer, crveni LED CREE XP-E ima pad napona od 1,9-2,4 V pri struji od 350 mA. Prosječna snaga koju koriste na ovaj način je oko 750 mW.
U XP-E, zelena boja pada s 3,3-3,9 V pri istoj struji, a njezina prosječna snaga bit će oko 1,25 W. To jest, vozač, dizajniran za 10 vati, može se jesti ili 12-13 crvenih LED-a, ili 7-8 zelenih.
Kako odabrati upravljački program za LED diode. Načini povezivanja LED-a
Pretpostavimo da ima 6 LED dioda s padom napona od 2 V i strujom od 300 mA. Možete ih povezati na različite načine, au svakom slučaju trebate upravljački program s određenim parametrima:
- Dosljedno. Ovim načinom povezivanja potreban je vozač s naponom od 12 V i strujom od 300 mA. Prednost ove metode je u tome što je kroz cijeli krug ista struja, a LED diode gori s istom svjetlinom. Nedostatak je u tome što je za povezivanje velikog broja LED-ova potreban vozač s vrlo visokim naponom.
- Paralelno. Već će biti dovoljno upravljačkih programa na 6V, ali će trenutna potrošnja biti oko2 puta više nego kod serijske veze. Nedostatak: struja struje u svakom krugu neznatno varira zbog širenja LED parametara, tako da će jedan krug zasjati nešto svjetlije od drugog.
- Dosljedno za dvoje. Ovdje vam je potreban isti upravljački program kao u drugom slučaju. Svjetlost sjaja bit će još ujednačenija, ali postoji jedan značajan nedostatak: pri uključivanju snage u svakom paru LED-a zbog širenja karakteristika može se otvoriti prije drugog, a kroz njega će ići struja, 2 puta veća od nominalne. Većina LED dioda dizajnirana je za takva kratkotrajna bacanja struje, ali je ipak ova metoda najmanje privlačna.
Neprihvatljivo je da se na taj način kombiniraju 3 ili više LED-ova paralelno, jer to može prouzročiti previše struje kroz njih, što rezultira gubitkom energije.
Napominjemo da je u svim slučajevima snaga vozača 3,6 W i ne ovisi o načinu spajanja tereta.
Stoga je preporučljivo odabrati upravljački program za LED diode u fazi kupnje potonjeg, budući da je prethodno određena shema povezivanja. Ako najprije sami kupite LED diode, a zatim pokupite upravljački program za njih, to može biti obeshrabrujući zadatak, jer je vjerojatnost da ćete točno pronaći izvor energije koji može osigurati posao od broja LED dioda uključenih u određenu shemu je mali.
vrste
Općenito, upravljački programi za LED diode mogu se podijeliti u dvije kategorije: linearne ipuls.
U linearnom izlazu koristi se generator struje. On osigurava stabilizaciju izlazne struje s nestabilnim ulaznim naponom; i podešavanje je glatko, bez stvaranja visokofrekventnih elektromagnetskih smetnji. Oni su jednostavni i jeftini, ali niska učinkovitost (manje od 80%) ograničava opseg njihove uporabe s LED-om i trakama male snage.
Pulse su uređaji koji stvaraju niz visokofrekventnih impulsa struje na izlazu.
Obično rade na principu pulsno-širinske modulacije (PWM), tj. Prosječna izlazna struja određena je omjerom širine impulsa na razdoblje njihovog praćenja (ta se vrijednost naziva faktor punjenja).
Gornji dijagram pokazuje princip rada PWM pogonitelja: frekvencija impulsa ostaje konstantna, ali faktor punjenja varira od 10% do 80%. To dovodi do promjene u prosječnoj struji Icp na izlazu.
Takvi vozači postali su rašireni zahvaljujući kompaktnosti i visokoj učinkovitosti (oko 95%). Glavni nedostatak je veći u usporedbi s linearnom razinom elektromagnetskih smetnji.
Upravljački program 220 V LED
Za uključivanje u mrežu 220 V izdaju se linearne i impulzivne. Postoje vozači s galvanskom izolacijom od mreže i bez nje. Glavne prednosti prve su visoka učinkovitost, pouzdanost i sigurnost.
Bez galvanske izolacije, ona je obično jeftinija, ali manje pouzdana i zahtijeva opreznost kada je povezana, jer postoji vjerojatnost porazašok.
Kineski vozači
Potražnja za vozačima LED dioda doprinosi njihovoj masovnoj proizvodnji u Kini. Ovi uređaji su pulsni izvori struje, obično 350-700 mA, često nemaju slučaj.
Kineski upravljački program za LED 3w
Njihove glavne prednosti su niska cijena i prisutnost galvanskog povezivanja. Nedostaci su sljedeći:
- niska pouzdanost zbog uporabe rješenja jeftinih sklopova;
- nedostatak zaštite od pregrijavanja i fluktuacija u mreži;
- visoka razina radio smetnji;
- visoka razina pulsiranja na izlazu;
- kratkotrajni.
Životni vijek
Tipično, vijek trajanja vozača je manji od trajanja optičkog dijela - proizvođači daju jamstvo za 30.000 sati rada. To je zbog čimbenika kao što su:
- nestabilnost mrežnog napona;
- temperaturne fluktuacije;
- razinu vlage;
- opterećenje vozača.
Najslabija karika u LED pogonu je izglađivanje kondenzatora koji nastoje ispariti elektrolit, posebno u uvjetima visoke vlažnosti i nestabilnog napona napajanja. Kao rezultat toga, povećava se razina valovitosti na izlazu vozača, što negativno utječe na rad LED dioda.
Također, na životni vijek usluge utječe nepotpuno opterećenje vozača. To jest, ako je projektirano za 150 W, a radi na opterećenju od 70 W, polovica njegove snage vraća se u mrežu, uzrokujući njeno preopterećenje. To izaziva česte padove. Preporučujemo da pročitate o pojmuUsluga LED žarulje.
Shema sklopa upravljačkih programa (čipova) za LED diode
ON Semiconductor UC3845 - impulsni pogon s izlaznom strujom do 1A. Shema upravljačkog programa za 10W LED na ovom čipu prikazana je u nastavku.
Supertex HV9910 je vrlo čest pulsni čip. Izlazna struja ne prelazi 10 mA, nema galvansku izolaciju.
U nastavku je prikazan jednostavan trenutni upravljački program na ovom čipu.
Texas Instruments UCC28810. Mrežni impulsni upravljački program ima mogućnost raspoređivanja galvanske otopine. Izlazna struja do 750 mA.
Još jedan mikročip ove tvrtke - upravljački program za napajanje LED svjetiljki velike snage LM3404HV - opisan je u ovom videu:
Uređaj radi na principu rezonantnog pretvarača kao što je Buckov pretvarač, odnosno funkcija održavanja potrebne struje djelomično leži na rezonantnom krugu u obliku zavojnice L1 i Schottky D1 diode (tipična shema je prikazana dolje). Također je moguće podesiti prekidnu frekvenciju odabirom otpornika RON.
Maxim MAX16800 - linearni čip, radi na niskim naponima, tako da može izgraditi vozač 12 volti. Izlazna struja do 350 mA, tako da se može koristiti kao pogonska snaga za snažan LED, svjetiljku itd. Postoji mogućnost zamračenja. Tipična shema i struktura prikazani su u nastavku.
zaključak
LED-ovi su mnogo zahtjevniji za izvor napajanja od drugihizvori svjetla. Na primjer, prekomjerna struja od 20% za fluorescentnu svjetiljku neće uzrokovati ozbiljno pogoršanje karakteristika, za LED-ove će se životni vijek smanjiti nekoliko puta. Stoga treba pažljivo odabrati upravljački program za LED diode.
