LED-valot ovat yleistyneet, minkä seurauksena toissijaisten energialähteiden aktiivinen tuotanto on alkanut. LED-lampun kuljettaja pystyy pitämään asetetut virta-arvot stabiilisti laitteen ulostulossa vakauttaen diodien ketjun läpi kulkevan jännitteen.
Kerromme kaikille nykyisen muuntajalaitteen tyypeistä ja toimintaperiaatteista diodilampun käyttämiseksi. Artikkelimme antaa ohjeet kuljettajan valinnalle ja antaa hyödyllisiä suosituksia. Löydämme riippumattomia kodin sähköasentajia, joilla on todistettu kytkentäkaavio.
Tarkoitus ja soveltamisala
Diodikiteet koostuvat kahdesta puolijohteesta - anodista (plus) ja katodista (miinus), jotka vastaavat sähköisten signaalien muuntamisesta. Yhden alueen johtavuus on P-tyyppi, toisen - N. Kun virtalähde on kytketty, virta kulkee näiden elementtien läpi.
Tämän polaarisuuden takia P-tyyppisestä vyöhykkeestä elektronit kiirehtivät N-tyyppiseen vyöhykkeeseen ja päinvastoin, latautuvat N-pisteen kiireestä P: iin. Jokaisella alueen osalla on kuitenkin omat rajansa, joita kutsutaan P-N-liitoksiksi. Näillä alueilla hiukkasia löydetään ja absorboidaan tai yhdistetään toisiinsa.
Diodi viittaa puolijohdeelementeihin ja sillä on vain yksi p-n-liitos. Tästä syystä pääominaisuus, joka määrää heidän hehkuvuutensa, ei ole jännite, vaan virta
P-N-liittymien aikana jännite laskee tietyllä määrällä volteja, aina sama jokaiselle piirin elementille. Kun nämä arvot otetaan huomioon, ohjain vakauttaa tulevan virran ja muodostaa vakiona arvon ulostulossa.
Millaista tehoa tarvitaan ja mitkä häviöarvot P-N-läpikulun aikana ilmoitetaan LED-laitteen passissa. Siksi diodilamppua valittaessa on otettava huomioon virransyötön parametrit, joiden alueen tulisi olla riittävä kompensoimaan menetetty energia.
Jotta voimakkaat ledit toimisivat ominaisuuksissa ilmoitetun ajan, tarvitaan vakauttava laite - kuljettaja. Elektronisen mekanismin rungossa sen lähtöjännite näkyy aina.
Valaisinlaitteiden varustamiseen käytetään virtalähteitä, joiden jännite on 10-36 V.
Tekniikka voi olla erityyppistä:
- autojen, polkupyörien, moottoripyörien jne. ajovalot;
- pienet kannettavat tai katuvalot;
- LED-hallitsijat, nauhat, kattovalaisimet ja moduulit.
Pienitehoisissa LED-merkkivaloissa sekä vakiojännitteen tapauksessa kuljettajien on kuitenkin sallittua olla käyttämättä. Sen sijaan piiriin tuodaan myös vastus, jonka jännite on myös 220 V.
Virtalähteen toimintaperiaate
Selvitetään, mitkä erot ovat jännitelähteen ja virtalähteen välillä. Tarkastele esimerkiksi seuraavaa piiriä.
Kytkemällä 40 ohmin vastus 12 V: n virtalähteeseen, 300 mA virta kulkee sen läpi (kuva A). Kun toinen vastus on kytketty rinnakkain piirissä, virran arvo on - 600 mA (B). Jännite ei kuitenkaan muutu.
Huolimatta kahden vastuksen kytkemisestä virtalähteeseen, toinen ulostulossa luo vakiojännitteen, koska ihanteellisissa olosuhteissa se ei noudata kuormaa
Nyt pohdimme kuinka arvot muuttuvat, jos vastukset kytketään piirin virtalähteeseen. Samalla tavoin esittelemme 40 ohmin reostaatin 300 mA: n ohjaimella. Jälkimmäinen luo siihen jännitteen 12 V (piiri B).
Jos piiri koostuu kahdesta vastuksesta, virran arvo ei muutu ja jännite on 6 V (G).
Toisin kuin jännitelähde, ohjain ylläpitää määritellyt virtaparametrit ulostulossa, mutta jännite voi vaihdella
Johtopäätöksiä voidaan tehdä sanomalla, että korkealaatuinen muunnin toimittaa nimellisvirran kuormalle, jopa kun jännite laskee. Vastaavasti 2 V: n tai 3 V: n diodien kiteet ja 300 mA: n virta palaa yhtä kirkkaasti alennetulla jännitteellä.
Muuntimen erottuvat ominaisuudet
Yksi tärkeimmistä indikaattoreista on siirretty teho kuormitettuna. Laitetta ei saa ylikuormittaa, ja yritä saada parhaat mahdolliset tulokset.
Väärä käyttö myötävaikuttaa yleiskatsausmekanismin, myös LED-sirujen nopeaan vikaantumiseen.
Tärkeimpiä työhön vaikuttavia tekijöitä ovat:
- kokoonpanoprosessissa käytetyt rakenneosat;
- suojausaste (IP);
- minimi- ja maksimiarvot tulossa ja ulostulossa;
- valmistaja.
Nykyaikaisia muuntajien malleja on saatavana mikropiirien perusteella ja ne käyttävät pulssileveysmuunnosta (PWM).
Virtalähteen toimintaprosessissa otettiin käyttöön pulssileveysmodulaatiomenetelmä lähtöjännitteen ohjaamiseksi, kun lähdössä säilyy samantyyppinen virta kuin tulolla
Tällaisille laitteille on ominaista korkea suojaus oikosulkuja, verkon ruuhkia vastaan, ja niillä on myös parempi tehokkuus.
Säännöt nykyisen muuntimen valitsemiseksi
Jos haluat ostaa LED-lamppu muuntimen, sinun tulee tutkia laitteen tärkeimmät ominaisuudet. Se perustuu lähtöjännitteeseen, nimellisvirtaan ja lähtötehoon.
Valodiodin teho
Analysoimme lähtöjännitettä aluksi, johon liittyy useita tekijöitä:
- jännitehäviöiden arvo kiteiden P-N-risteyksessä;
- kevyiden diodien lukumäärä;
- kytkentäkaavio.
Nimellisvirran parametrit voidaan määrittää kuluttajan ominaispiirteiden perusteella, nimittäin LED-elementtien teho ja niiden kirkkausaste.
Tämä indikaattori vaikuttaa kiteiden kuluttamaan virtaan, jonka alue vaihtelee vaaditun kirkkauden mukaan. Muuntimen tehtävänä on toimittaa näille elementeille oikea määrä energiaa.
Lähtöjännitteen arvon on oltava suurempi tai identtinen jokaisessa sähköpiirin lohkossa käytetyn kokonaismäärän kanssa
Laitteen teho riippuu kunkin LED-elementin lujuudesta, niiden väristä ja määrästä.
Laske kulutettu energia käyttämällä seuraavaa kaavaa:
PH = PLED * N,
Missä
- PLED - yhden diodin luoma sähkökuorma,
- N on kiteiden lukumäärä ketjussa.
Saatujen indikaattoreiden ei tulisi olla pienempi kuin kuljettajan teho. Nyt sinun on määritettävä vaadittava nimellisarvo.
Laitteen maksimiteho
On pidettävä mielessä, että muuntimen vakaan toiminnan varmistamiseksi sen nimellisarvojen on ylitettävä saatu P-arvo 20-30%H.
Siten kaava on muodossa:
Pmax ≥ (1,2..1,3) * PH,
missä pmax - virtalähteen nimellisteho.
Taulun voiman ja kuluttajien määrän lisäksi kuormitusvoima on myös kuluttajan väritekijöiden alainen. Samalla virralla, varjosta riippuen, niillä on erilaiset jännitteen pudotuksen osoittimet.
LED-lampun ohjaimen tulisi tuottaa niin paljon virtaa kuin on tarpeen maksimaalisen kirkkauden varmistamiseksi. Laitetta valittaessa ostajan tulee muistaa, että virran on oltava suurempi kuin kaikki LEDit käyttävät
Otetaan esimerkiksi yhdysvaltalaisen yrityksen Cree LEDit punaisella XP-E-linjalta.
Niiden ominaisuudet ovat seuraavat:
- jännitteen pudotus 1,9 - 2,4 V;
- virta 350 mA;
- keskimääräinen virrankulutus 750 mW.
Vihreän värin analogisella samalla virralla on täysin erilaiset indikaattorit: häviöt P-N-liitännöissä ovat 3,3-3,9 V ja teho 1,25 W.
Sen perusteella voidaan päätellä: 10 watin nimelliskuljettajaa käytetään kahdentoista punaisen tai kahdeksan vihreän kiteen virran saamiseen.
LED-kytkentäkaavio
Ohjain on valittava LED-kuluttajien kytkentäkaavion määrittämisen jälkeen. Jos ostat ensin valodiodeja ja valitset heille sitten muuntimen, prosessiin liittyy paljon vaikeuksia.
Laitteen etsiminen, joka tarjoaa juuri sellaiselle määrälle kuluttajia tietyn yhteysjärjestelmän avulla, vie paljon aikaa.
Annetaan esimerkki kuuden kuluttajan kanssa. Niiden jännitehäviö on 3 V, virrankulutus 300 mA. Yhdistääksesi ne, voit käyttää yhtä menetelmistä, kun taas virtalähteen vaadittavat parametrit eroavat toisistaan.
Diodien vaihtoehtoisen järjestelyn haittapuolena on korkeajännitteisen virtalähdeyksikön tarve, jos piirissä on paljon kiteitä
Sarjayhteys vaatii tapauksessamme 18 V: n yksikön, jonka virta on 300 mA. Tämän menetelmän tärkein etu on, että sama voima kulkee koko linjan läpi, vastaavasti kaikki diodit palavat saman kirkkaudella.
Kuluttajien rinnakkaisen sijoittamisen haittana on kunkin ketjun hehkuvuuden ero. Tällainen negatiivinen ilmiö ilmenee diodien parametrien vaihtelusta johtuen eroista kunkin linjan läpi kulkevan virran välillä
Jos käytetään rinnakkaisasetusta, riittää 9 V: n muuntimen käyttäminen, mutta virrankulutus kaksinkertaistuu edelliseen menetelmään verrattuna.
Kahden diodin peräkkäisen järjestelyn menetelmää ei voida soveltaa korvaamalla kiteiden lukumäärä ryhmässä - 3 tai enemmän. Tällaiset rajoitukset johtuvat siitä, että liikaa virtaa voi kulkea yhden elementin läpi, ja tämä luo todennäköisyyden koko piirin vikaantumiseen
Jos käytät peräkkäistä menetelmää muodostamalla kaksi LED-paria, käytetään ohjainta, jolla on samat osoittimet, kuten edellisessä tapauksessa. Tässä tapauksessa valaistuksen kirkkaus on tasainen.
Tässä oli kuitenkin joitain negatiivisia vivahteita: Kun ryhmään syötetään virtaa, ominaisuuksien leviämisen vuoksi yksi LEDistä voi avautua nopeammin kuin toinen, ja vastaavasti nimellisarvon kaksinkertainen virta menee sen läpi.
Monen tyyppiset kodin valaistusta varten tarkoitetut ledit on suunniteltu tällaisiin lyhytaikaisiin hyppyihin, mutta tämä menetelmä ei ole yhtä suosittu.
Ohjaintyypit laitetyypin mukaan
Laitteet, jotka muuntavat 220 V: n virransyötön tarvittaviksi LED-merkkivaloiksi, jaetaan perinteisesti kolmeen luokkaan: elektroniset; perustuu kondensaattoreihin; himmennettävä.
Valaisintarvikkeiden markkinoita edustaa laaja valikoima kuljettajamalleja, pääasiassa kiinalaiselta valmistajalta. Ja alhaisesta hintaluokasta huolimatta, näistä laitteista voit valita erittäin kunnollisen vaihtoehdon. Sinun tulisi kuitenkin kiinnittää huomiota takuukorttiin, koska Kaikki esitetyt tuotteet eivät ole hyväksyttävää laatua.
Laitteen sähköinen näkymä
Ihannetapauksessa elektroninen muunnin tulisi olla varustettu transistorilla. Sen tehtävänä on purkaa ohjaussiru. Jännityksen poistamiseksi tai maksimoimiseksi aaltoilua varten lähdössä on kondensaattori.
Tämäntyyppinen laite kuuluu kalliin luokkaan, mutta se pystyy vakauttamaan virran 750 mA: n saakka, mihin liitäntälaitteet eivät pysty.
Uusimmat ohjaimet asennetaan pääasiassa E27-pohjaisilla lamppuilla. Poikkeuksena säännöstä ovat Gauss GU5.3 -tuotteet. Ne on varustettu muuntajattomalla muuntimella. Niiden aaltoiluaste kuitenkin saavuttaa useita satoja Hz
Pulsaatio ei ole muuntimien ainoa haitta. Toista voidaan kutsua korkean taajuuden (HF) alueen sähkömagneettisiksi häiriöiksi. Joten jos muut sähkölaitteet, esimerkiksi radio, on kytketty lamppuun kytkettyyn pistorasiaan, voit odottaa häiriöitä vastaanottaessasi digitaalisia FM-taajuuksia, televisiota, reititintä jne.
Korkealaatuisen laitteen valinnaisessa laitteessa on oltava kaksi kondensaattoria: toinen on elektrolyyttinen väreilyjen tasoittamiseksi, toinen on keraaminen, RF: n laskemiseksi. Tällainen yhdistelmä löytyy kuitenkin harvoin, varsinkin jos puhumme kiinalaisista tuotteista.
Ne, joilla on yhteisiä konsepteja tällaisissa sähköpiireissä, voivat itsenäisesti valita elektronisen muuntimen lähtöparametrit muuttamalla vastusten arvoa
Suuren hyötysuhteen (jopa 95%) ansiosta tällaiset mekanismit soveltuvat suuritehoisiin laitteisiin, joita käytetään eri aloilla, esimerkiksi autojen virittämiseen, katuvalaisimiin sekä kotitalouksien LED-lähteisiin.
Kondensaattoripohjainen virtalähde
Nyt siirrymme ei niin suosituihin laitteisiin - kondensaattoreihin perustuen. Lähes kaikilla halpatyyppisillä LED-lamppuilla, joissa käytetään tämän tyyppisiä ohjaimia, on samanlaiset ominaisuudet.
Valmistajan tekemien muutosten takia ne kuitenkin muuttuvat, esimerkiksi ketjun minkä tahansa elementin poistaminen. Varsinkin tämä osa on yksi kondensaattoreista - tasoitus.
Koska markkinat täyttyvät hallitsemattomasti halvoilla ja heikkolaatuisilla tuotteilla, käyttäjät voivat ”tuntea” sadan pulssin lamppuissa. Edes edes sukeltamatta heidän laitteeseensa, voidaan väittää, että tasoituselin on poistettu piiristä
Tällaisilla mekanismeilla on vain kaksi etua: niitä on saatavana itsekokoonpanoon ja niiden hyötysuhde on sataprosenttinen, toisin sanoen, häviöt tapahtuvat vain p-n-liittymissä ja vastuksissa.
Sama määrä negatiivisia näkökohtia: matala sähköturvallisuus ja korkea aaltoilu. Toinen haitta on noin 100 Hz ja se muodostuu vaihtojännitteen tasasuuntaamisen seurauksena. Standardi sallii sallitun aaltoilun 10-20%: n normin sen tilan tarkoituksesta riippuen, johon valaisin asennetaan.
Ainoa tapa tasoittaa tämä puute on valita kondensaattori, jolla on oikea luokitus. Siitä huolimatta, sinun ei pitäisi luottaa ongelman täydelliseen poistamiseen - sellainen ratkaisu voi tasoittaa vain purskeiden voimakkuutta.
Himmennettävät virtamuuntimet
Himmennettävien LED-lamppujen himmennysohjainten avulla voit muuttaa tulevan ja lähtevän virran ilmaisimia, kun taas diodien lähettämän valon kirkkaus pienenee tai kasvaa.
On kaksi kytkentätapaa:
- ensimmäinen liittyy pehmeään alkuun;
- toinen pulssi.
Harkitse himmennettävien ohjainten toimintaperiaatetta, joka perustuu CPC9909-siruun, jota käytetään LED-piirien, myös korkean kirkkauden, säätölaitteina.
Vakio kytkentäpiiri CPC9909, 220 V syöttö. Kaavio-ohjeiden mukaan on mahdollista ohjata yhtä tai useampaa tehokasta kuluttajaa
Sujuvalla käynnistyksellä ohjainpiiri tarjoaa asteittaisen diodien lisäämisen kirkkaudella. Tätä prosessia varten käytetään kahta vastuksia, jotka on kytketty LD-liittimeen ja jotka on suunniteltu suorittamaan tasaisen himmennyksen tehtävä. Tämä toteuttaa tärkeän tehtävän - pidentää LED-elementtien käyttöikää.
Sama johtopäätös esitetään analogisella säätelyllä - 2,2 kΩ: n vastus vaihdetaan tehokkaammaksi muuttuvaksi analogiseksi - 5,1 kOhm. Siten saavutetaan tasainen muutos lähtöpotentiaalissa.
Toisen menetelmän soveltaminen käsittää suorakulmaisten pulssien syöttämisen matalataajuiselle ulostulolle PWMD. Tämä koskee joko mikro-ohjainta tai pulssigeneraattoria, jotka on välttämättä erotettu optoerolla.
Asunnolla vai ilman?
Kuljettajia on saatavana kotelossa tai ilman. Ensimmäinen vaihtoehto on yleisin ja kalliimpi. Tällaiset laitteet on suojattu kosteudelta ja pölyhiukkasilta.
Toisen tyyppisiä laitteita käytetään uppoasennukseen ja vastaavasti ne ovat halpoja.
Kaikkien esiteltyjen laitteiden teho voi olla 12 V: n tai 220 V: n verkkoa. Vaikka avoimen kehyksen mallit voittavat hinnasta huolimatta, ne ovat mekanismin turvallisuuden ja luotettavuuden kannalta huomattavasti jäljessä.
Jokainen niistä eroaa sallitusta lämpötilasta käytön aikana - tämä on myös otettava huomioon valittaessa.
Klassinen ohjainpiiri
LED-teholähteen itsekokoonpanoa varten käsittelemme yksinkertaisinta pulssityyppistä laitetta, jolla ei ole galvaanista eristystä. Tämän tyyppisten piirien tärkein etu on yksinkertainen kytkentä ja luotettava toiminta.
220 V: n muunninpiiri esitetään kytkentävirtalähteenä. Asennettaessa on noudatettava kaikkia sähköturvallisuussääntöjä, ts. Virran ulostulolle ei ole rajoituksia
Tällaisen mekanismin järjestelmä koostuu kolmesta pääasiallisesta asteikon alueesta:
- Kondensaattorin jänniteerotin.
- Tasasuuntaaja.
- Ylijännitesuojat.
Ensimmäinen osa on kondensaattorin C1 vaihtovirtaan kohdistuva vastus vastuksella. Jälkimmäistä tarvitaan yksinomaan inertin elementin itsenäiseksi lataamiseksi. Se ei vaikuta piirin toimintaan.
Vastuksen nimellisarvo voi olla alueella 100 kOhm-1 Mom, teholla 0,5-1 wattia. Kondensaattorin on oltava elektrolyyttinen, ja sen efektiivinen amplitudijännitearvo on 400-500 V
Kun muodostunut jännitteen puoliaalto kulkee kondensaattorin läpi, virta virtaa, kunnes levyt ovat täynnä. Mitä pienempi mekanismin kapasiteetti, sitä vähemmän aikaa käytetään sen täyteen lataamiseen.
Esimerkiksi laitetta, jonka tilavuus on 0,3 - 0,4 μF, ladataan 1/10 puoliaallonjaksosta, ts. Vain kymmenesosa lähetetystä jännitteestä kulkee tämän osan läpi.
Tässä osassa suoristusprosessi suoritetaan Gretz-kaavion mukaisesti. Diodesilta valitaan nimellisvirrasta ja käänteisjännitteestä alkaen. Tässä tapauksessa viimeisen arvon ei tulisi olla pienempi kuin 600 V
Toinen kaskadi on sähkölaite, joka muuntaa (tasasuuntaa) vaihtovirran pulsaatioksi. Tätä prosessia kutsutaan puoli-aaltoksi. Koska yksi osa puoliaallosta tasoitettiin kondensaattorilla, tämän osan ulostulossa tasavirta on 20-25 V.
Koska ledien virransyöttö ei saisi ylittää 12 V, piirille on käytettävä vakauttavaa elementtiä. Tätä varten otetaan käyttöön kapasitiivinen suodatin. Voit käyttää esimerkiksi mallia L7812
Kolmas vaihe toimii tasoittavan stabilointisuodattimen - elektrolyyttikondensaattorin - perusteella. Sen kapasitiivisten parametrien valinta riippuu kuormasta.
Koska koottu piiri toistaa työn välittömästi, on mahdotonta koskettaa paljaita johtoja, ts. Johdettu virta saavuttaa kymmeniä ampeereita - johdot on alustavasti eristetty.
Kaikki vaikeudet, joita radioamatööri voi kohdata valittaessa muunninta suuritehoisille LED-lampuille, kuvataan yksityiskohtaisesti videossa:
Muuntimen riippumattoman kytkemisen sähköpiiriin tärkeimmät piirteet:
Vaiheittainen tiedotus, joka kuvaa LED-ohjaimen DIY-kokoonpanoprosessia improvisoiduin keinoin:
Huolimatta valmistajan kymmenien tuhansien tuntien LED-lamppujen keskeytymättömästä käytöstä, monet indikaattorit vähentävät merkittävästi tekijöitä.
Ohjaimet on suunniteltu tasoittamaan kaikki sähköjärjestelmän virrat. Heidän valintansa tai itsekokoonpanonsa tulee lähestyä vastuullisesti laskettuaan kaikki tarvittavat parametrit.
Kerro meille, kuinka valitsit ohjaimen LED-lampulle. Jaa väitteesi ja tapojasi tasata jännitteen syöttö diodivalaisimelle. Jätä kommentteja alla olevaan lohkoon, kysy kysymyksiä, lähetä valokuvia artikkelin aiheeseen.