Драйвер светодиодный схема: Драйвер для светодиодов своими руками: простые схемы с описанием | Сруб Всем! — Строительство деревянных домов из бревна, бруса и бревен

Содержание

Драйвер для светодиодов своими руками: простые схемы с описанием

Для применения светодиодов в качестве источников освещения обычно требуется специализированный драйвер. Но бывает так, что нужного драйвера под рукой нет, а требуется организовать подсветку, например, в автомобиле, или протестировать светодиод на яркость свечения. В этом случае можно сделать драйвер для светодиодов своими руками.

Как сделать драйвер для светодиодов

В приведенных ниже схемах используются самые распространенные элементы, которые можно приобрести в любом радиомагазине. При сборке не требуется специальное оборудование, — все необходимые инструменты находятся в широком доступе. Несмотря на это, при аккуратном подходе устройства работают достаточно долго и не сильно уступают коммерческим образцам.

Необходимые материалы и инструменты

Для того, чтобы собрать самодельный драйвер, потребуются:

Паяльник мощностью 25-40 Вт. Можно использовать и большей мощности, но при этом возрастает опасность перегрева элементов и выхода их из строя. Лучше всего использовать паяльник с керамическим нагревателем и необгораемым жалом, т.к. обычное медное жало довольно быстро окисляется, и его приходится чистить.

Флюс для пайки (канифоль, глицерин, ФКЭТ, и т.д.). Желательно использовать именно нейтральный флюс, — в отличие от активных флюсов (ортофосфорная и соляная кислоты, хлористый цинк и др.), он со временем не окисляет контакты и менее токсичен. Вне зависимости от используемого флюса после сборки устройства его лучше отмыть с помощью спирта. Для активных флюсов эта процедура является обязательной, для нейтральных — в меньшей степени.
Припой. Наиболее распространенным является легкоплавкий оловянно-свинцовый припой ПОС-61. Бессвинцовые припои менее вредны при вдыхании паров во время пайки, но обладают более высокой температурой плавления при меньшей текучести и склонностью к деградации шва со временем.

Небольшие плоскогубцы для сгибания выводов.
Кусачки или бокорезы для обкусывания длинных концов выводов и проводов.
Монтажные провода в изоляции. Лучше всего подойдут многожильные медные провода сечением от 0.35 до 1 мм2.
Мультиметр для контроля напряжения в узловых точках.
Изолента или термоусадочная трубка.
Небольшая макетная плата из стеклотекстолита. Достаточно будет платы размерами 60х40 мм.

Макетная плата из текстолита для быстрого монтажа

Схема простого драйвера для светодиода 1 Вт

Одна из самых простых схем для питания мощного светодиода представлена на рисунке ниже:

Как видно, помимо светодиода в нее входят всего 4 элемента: 2 транзистора и 2 резистора.

В роли регулятора тока, проходящего через led, здесь выступает мощный полевой n-канальный транзистор VT2. Резистор R2 определяет максимальный ток, проходящий через светодиод, а также работает в качестве датчика тока для транзистора VT1 в цепи обратной связи.

Чем больший ток проходит через VT2, тем большее напряжение падает на R2, соответственно VT1 открывается и понижает напряжение на затворе VT2, тем самым уменьшая ток светодиода. Таким образом достигается стабилизация выходного тока.

Питание схемы осуществляется от источника постоянного напряжения 9 — 12 В, ток не менее 500 мА. Входное напряжение должно быть минимум на 1-2 В больше падения напряжения на светодиоде.

Резистор R2 должен рассеивать мощность 1-2 Вт, в зависимости от требуемого тока и питающего напряжения. Транзистор VT2 – n-канальный, рассчитанный на ток не менее 500 мА: IRF530, IRFZ48, IRFZ44N. VT1 – любой маломощный биполярный npn: 2N3904, 2N5088, 2N2222, BC547 и т.д. R1 – мощностью 0.125 — 0.25 Вт сопротивлением 100 кОм.

Ввиду малого количества элементов, сборку можно производить навесным монтажом:

Еще одна простая схема драйвера на основе линейного управляемого стабилизатора напряжения LM317:

Здесь входное напряжение может быть до 35 В. Сопротивление резистора можно рассчитать по формуле:

R=1,2/I

где I – сила тока в амперах.

В этой схеме на LM317 будет рассеиваться значительная мощность при большой разнице между питающим напряжением и падением на светодиоде. Поэтому ее придется разместить на небольшом радиаторе. Резистор также должен быть рассчитан на мощность не менее 2 Вт.

Более наглядно эта схема рассмотрена в следующем видео:

Здесь показано, как подключить мощный светодиод, используя аккумуляторы напряжением около 8 В. При падении напряжения на LED около 6 В разница получается небольшая, и микросхема нагревается несильно, поэтому можно обойтись и без радиатора.

Обратите внимание, что при большой разнице между напряжением питания и падением на LED необходимо ставить микросхему на теплоотвод.

Схема мощного драйвера с входом ШИМ

Ниже показана схема для питания мощных светодиодов:

Драйвер построен на сдвоенном компараторе LM393. Сама схема представляет собой buck-converter, то есть импульсный понижающий преобразователь напряжения.

Особенности драйвера

Напряжение питания: 5 — 24 В, постоянное;
Выходной ток: до 1 А, регулируемый;
Выходная мощность: до 18 Вт;
Защита от КЗ по выходу;
Возможность управления яркостью при помощи внешнего ШИМ сигнала (интересно будет почитать, как регулировать яркость светодиодной ленты через диммер).

Принцип действия

Резистор R1 с диодом D1 образуют источник опорного напряжения около 0.7 В, которое дополнительно регулируется переменным резистором VR1. Резисторы R10 и R11 служат датчиками тока для компаратора. Как только напряжение на них превысит опорное, компаратор закроется, закрывая таким образом пару транзисторов Q1 и Q2, а те, в свою очередь, закроют транзистор Q3. Однако индуктор L1 в этот момент стремится возобновить прохождение тока, поэтому ток будет протекать до тех пор, пока напряжение на R10 и R11 не станет меньше опорного, и компаратор снова не откроет транзистор Q3.

Пара Q1 и Q2 выступает в качестве буфера между выходом компаратора и затвором Q3. Это защищает схему от ложных срабатываний из-за наводок на затворе Q3, и стабилизирует ее работу.

Вторая часть компаратора (IC1 2/2) используется для дополнительной регулировки яркости при помощи ШИМ. Для этого управляющий сигнал подается на вход PWM: при подаче логических уровней ТТЛ (+5 и 0 В) схема будет открывать и закрывать Q3. Максимальная частота сигнала на входе PWM — порядка 2 КГц. Также этот вход можно использовать для включения и отключения устройства при помощи пульта ДУ.

D3 представляет собой диод Шоттки, рассчитанный на ток до 1 А. Если не удастся найти именно диод Шоттки, можно использовать импульсный диод, например FR107, но выходная мощность тогда несколько снизится.

Максимальный ток на выходе настраивается подбором R2 и включением или исключением R11. Так можно получить следующие значения:

350 мА (LED мощностью 1 Вт): R2=10K, R11 отключен,
700 мА (3 Вт): R2=10K, R11 подключен, номинал 1 Ом,
1А (5Вт): R2=2,7K, R11 подключен, номинал 1 Ом.

В более узких пределах регулировка производится переменным резистором и ШИМ – сигналом.

Сборка и настройка драйвера

Монтаж компонентов драйвера производится на макетной плате. Сначала устанавливается микросхема LM393, затем самые маленькие компоненты: конденсаторы, резисторы, диоды. Потом ставятся транзисторы, и в последнюю очередь переменный резистор.

Размещать элементы на плате лучше таким образом, чтобы минимизировать расстояние между соединяемыми выводами и использовать как можно меньше проводов в качестве перемычек.

При соединении важно соблюдать полярность подключения диодов и распиновку транзисторов, которую можно найти в техническом описании на эти компоненты. Также диоды можно проверить с помощью мультиметра в режиме измерения сопротивления: в прямом направлении прибор покажет значение порядка 500-600 Ом.

Для питания схемы можно использовать внешний источник постоянного напряжения 5-24 В или аккумуляторы. У батареек 6F22 («крона») и других слишком маленькая емкость, поэтому их применение нецелесообразно при использовании мощных LED.

После сборки нужно подстроить выходной ток. Для этого на выход припаиваются светодиоды, а движок VR1 устанавливается в крайнее нижнее по схеме положение (проверяется мультиметром в режиме «прозвонки»). Далее на вход подаем питающее напряжение, и вращением ручки VR1 добиваемся требуемой яркости свечения.

Список элементов:

Заключение

Первые две из рассмотренных схем очень просты в изготовлении, но они не обеспечивают защиты от короткого замыкания и обладают довольно низким КПД. Для долговременного использования рекомендуется третья схема на LM393, поскольку она лишена этих недостатков и обладает более широкими возможностями по регулировке выходной мощности.

Драйвер для светодиодов (светодиодной лампы) схема

Светодиодные лампы, которые вошли в нашу жизнь благодаря прогрессу, а может под гнетом безудержной кампании правительства, привносимой к нам сверху. При этом исходящей от лица первых его членов, не будем упоминать пофамильно, стали очень распространенными в наших световых приборах. О том, что светодиодные лампы экономичны и надежны написано много и везде, разве что не на заборах. Наш сайт также не стал тому исключением. Так у нас имеется уже целый цикл статей о них:

«Светодиодные лампы»;
«Какая лампа лучше энергосберегающая или светодиодная»;
«Как починить светодиодную лампу».

При этом китайская продукция от этого навряд ли становиться лучше. Что же, может тому виной спрос на продукцию с низкой ценой, когда люди не готовы платить чуть дороже, но при этом быть обладателем действительно качественных изделий. А может просто кто-то не хочет делать так, как это положено. В общем, не будет разбираться в тонкостях и особенностях поломок светодиодных ламп. Скажем лишь, что они ломаются. О способах их ремонта мы уже рассказали в одной нашей статье, еще раз обратите внимание на список статей, который мы привели выше. Здесь же хотелось рассказать о случае, когда драйвер, то есть фактически стабилизатор напряжения для светодиодов, выполнен своими руками, то есть, собран по определенной схеме. Именно о таких схемах для светодиодных ламп мы и упомянем в нашей статье.

Схема питания светодиодов светодиодной лампы (схема драйверов для светодиодных ламп) самые простые

Это наиболее простые схемы драйверов для светодиодов. Фактически резистор или конденсатор на входе ограничивают напряжения. Конденсатор подключенный параллельно цепочке из светодиодов компенсирует возможные скачки при включении и отключении, а также является своеобразным «буфером» от проявления мерцания светодиодов.

Здесь, за счет стабилитрона, напряжение сбрасывается до 16 вольт. Это уже после диодного моста, а далее распределяется на 5 светодиодов. То есть светодиоды должны иметь напряжение питания порядка 3 — 3,3 вольт

Схема драйвера для светодиодов (светодиодных ламп) на транзисторе

Транзистор в купе с тиристором ограничивают напряжение на 10 светодиодах, подключенных последовательно.

Схема драйвера для светодиодов (светодиодных ламп) на микросхеме

Микросхемы ШИМ фактически импульсно ограничивают подачу напряжения на группу светодиодов. Именно такое решение будет наиболее совершенным.

Для определения точного номинала используемых в схеме радиоэлементов, лучше обратится к Data sheet микросхемы. (BP2833D)

Более подробно о принципах ШИМ мы уже тоже рассказывали. Если вам интересно, то это здесь!

Где установлен драйвер в светодиодных лампах

Взгляните на картинку, чтобы лучше представить где расположен драйвер лампы.

Фактически это узел 5, изображенный на рисунке. Он установлен в корпусе лампы и чтобы его заменить или починить, необходимо будет разобрать корпус лампочки.

Подводя итог о выборе схемы драйвера для светодиодов (светодиодной лампы)

Итак, как вы поняли, драйверы бывают как самые простые, где фактически напряжение ограничивается за счет резистора или конденсатора, так и с использованием микросхем ШИМ. В этом случае происходит не только ограничение напряжение, но обеспечивается оптимальное энергопотребление со всевозможными функциями ограничения и защиты. Конечно, драйверы на микросхемах более прогрессивны, но при этом более сложные в изготовлении и более дорогие. Так что здесь придется сделать как всегда банальный выбор, посложнее и получше или попроще и подешевле.
Если перед вами стоит задача подключить всего лишь один светодиод от 220 вольт, то схема для одного светодиода будет куда проще предложенных здесь. Более подробно об этом в схеме «Подключение светодиода от 220 вольт».

назначение, принцип работы, схема и ремонт

Сейчас уже можно разделить светодиоды на два основных подтипа: индикаторные и осветительные. Осветительные светодиоды – относительно новые элементы светотехники. Первые модели применялись как индикаторы еще лет 30 назад. Но прогресс на месте не стоит. Инженерам удалось получить большую яркость при минимальном размере и потребляемом токе в сравнение с лампами. Кроме того, светодиоды имеют намного большую механическую прочность. Как лампочку их уже не разобьешь.

Светодиодная осветительная продукция серьезно потеснила практически все другие источники света. Светодиоды могут обеспечить освещение не хуже лампового. А их энергоэффективность намного выше. Обычно источники света на основе светодиодов окупаются в течение года. Сейчас их можно встретить в качестве домашнего освещения, уличных фонарей. Они устанавливаются в световое оборудование автомобилей. Даже в мониторах и телевизорах они заменили лампы подсветки.

Cодержание

Назначение.

Светодиод весьма чувствителен к качеству электропитания. Если пониженное напряжение ему не сделает ничего плохого, то повышенные напряжения и токи очень быстро снижают ресурс этих перспективных источников света. Многие видели, наверное, как на автомобилях хаотично моргают огни. Этот светодиод уже отслужил.

Для обеспечения стабильного электропитания (поддержания заданного напряжения и тока) необходима дополнительная электронная схема – блок питания или драйвер питания. Часто его называют led driver.

Принцип работы.

Электронная схема должна обеспечить строго стабилизированные напряжение и ток, подводимые к кристаллу. Небольшое превышение в цепи питания существенно снижает ресурс светоизлучателя.

В простейшем и самом дешевом случае просто ставят ограничительный резистор.

Питание диода через ограничивающий резистор.

Это простейшая линейная схема. Она не способна автоматически поддерживать ток. С ростом напряжения, он будет расти, при превышение допустимого значения произойдет разрушение кристалла от перегрева. В более сложном случае управление реализуется через транзистор. Недостаток линейной схемы – бесполезное рассеивание мощности. С ростом напряжения будут расти и потери. Если для маломощных LED-источников света такой подход еще допустим, то при использовании мощных светоизлучающих диодов такие схемы не используются. Из плюсов только простота реализации, низкая себестоимость, достаточная надежность схемы.

Можно применить импульсную стабилизацию. В простейшем случае схема будет выглядеть так:

Пример.Импульсная стабилизация (упрощенно)

При нажатии на кнопку происходит заряд конденсатора, при отпускании, он отдает накопленную энергию полупроводнику, а тот излучает свет. При росте напряжения время на зарядку сокращается, при падении – увеличивается. Вот так на кнопку и надо нажимать, поддерживая свечение. Естественно, сейчас это все делает электроника. В источниках питания роль кнопки выполняет транзистор, либо тиристор. Это – принцип ШИМ – широтно-импульсная модуляция. Замыкание происходит десятки, а то и тысячи раз в секунду. КПД ШИМ может достигать 95%.

Категорически не стоит путать светодиодный драйвер и ПРА для люминесцентных ламп, у них разные принципы работы.

Железо

У меня есть кое-какой опыт работы с Arduino, поэтому было решено делать драйвер на МК семейства AVR. Они широко доступны, легко программируются и имеют режимы пониженного энергопотребления (сна).

В качестве «мозга» драйвера был выбран микроконтроллер Attiny13a — это один из самых дешевых МК фирмы Atmel (ныне поглощенной компанией Microchip), он имеет на борту все необходимое — GPIO для подключения кнопки и светодиода, таймер для генерации ШИМ-сигнала, АЦП для измерения напряжения и EEPROM для сохранения параметров. Доступно всего 1 КБ флеш-памяти (но много ли надо для фонарика), а так же 64 Б RAM и столько же EEPROM. Attiny13 выпускается в нескольких вариантах корпуса, в частности в DIP-8, который можно воткнуть прямо в обычную макетную плату с шагом 2.54мм.

Поскольку от задней части к голове фонаря идет всего 3 провода, кнопка вынуждена замыкаться на землю (о невозможности замыкать на плюс — позже), придется коммутировать светодиод по плюсу — а значит, нужен P-канальный полевик. В качестве такого транзистора я взял AO3401, но можно взять SI2323, он дороже, но имеет меньшее сопротивление открытого канала (40 мОм, тогда как у AO3401 60 мОм, при 4.5 В), следовательно драйвер будет меньше греться.

От слов к делу, собираю на макетке предварительную версию

Питается оно пока что напрямую от программатора, напряжением 5 В (на самом деле меньше из-за потерь в кабеле USB). Вместо светодиода XM-L пока воткнул обычный светодиод на ножках и поставил слабый транзистор с высоким пороговым напряжением. Затем в программе Altium Designer была начерчена схема, которую я дополнил защитой от переполюсовки и ESD.

Подробное описание и предназначение всех компонентов

Обязательные компоненты:

U1 – микроконтроллер Attiny13a в корпусе 8S1 (индекс SSU)
С1 — развязывающий конденсатор по питанию микроконтроллера, должен быть в районе 0.1 мкф, корпус 1206 или 0805, температурный коэффициент X7R

R1-R2 — резисторный делитель для измерения напряжения батареи, номиналы можно ставить любые, тут главное соотношение (750К/220K, коэффициент деления 4.41) и ток утечки, который будет больше, если увеличить номиналы (при текущих он порядка 4 мкА). Поскольку используется внутренний ИОН (1.1 В, согласно даташиту он может быть в пределах 1.0 В — 1.2 В), максимальное напряжение на выходе делителя не должно быть более 1 В. При делителе 750/220 максимально допустимое напряжение на входе делителя будет 4.41 В, что более чем достаточно для всех типов литиевых аккумуляторов. Делитель я рассчитывал при помощи вот этого калькулятора .

R3 — защита вывода порта микроконтроллера от замыкания (если вдруг PB1 окажется притянуто к VCC, через пин потечет большой ток и МК может сгореть)

R4 — подтяжка RESET МК к питанию, без него возможны перезагрузки от наводок.

Q1 — P-канальный полевой транзистор в корпусе SOT-23, я поставил AO3401, но можно и любой другой с подходящей распиновкой (например SI2323)

R7 — токоограничительный резистор затвора. Поскольку затвор транзистора имеет некоторую емкость, при зарядке этой емкости через пин может проходить большой ток и пин может выйти из строя. Можно ставить в районе 100-220 Ом (больше не следует, транзистор начнет долго находиться в полузакрытом состоянии, и, как следствие, будет сильнее греться).

R6 — резистор подтяжки затвора к питанию. На случай, если PB0 перейдет в высокоимпедансное состояние, через этот резистор на затворе Q1 установится логическая 1 и транзистор будет закрыт. Такое может произойти из-за ошибки в коде или в режиме программирования.

D2 — «запирающий» диод — позволяет при «проседании» напряжения (когда светодиод включается на короткий период на полную яркость) питаться МК от конденсатора какое-то время, так же защищает от переполюсовки. Можно ставить любой диод шоттки в корпусе SOD323 с минимальным падением напряжения, я поставил BAT60.

Изначально, защита от неправильной полярности питания была сделана на полевом транзисторе (это можно увидеть на платах, изготовленных лутом). После распайки вылезла неприятная особенность — при включении нагрузки возникала просадка напряжения и МК перезагружался, поскольку полевик не ограничивает ток в обратном направлении. Сначала я припаял между VCC и GND электролитический конденсатор на 200 мкФ, но мне не понравилось такое решение из-за его размеров. Пришлось отпаивать транзистор и на его место ставить диод, благо SOT-23 и SOD-323 имеют похожие размеры.

Итого, в схеме всего 10 компонентов, обязательных для установки.

Необязательные компоненты:

R5 и D1 отвечают за заднюю подсветку (LED2). Минимальный номинал R5 — 100 Ом. Чем больше номинал, тем слабее светится задний светодиод (он включается в постоянном режиме, без ШИМ). D1 — любой светодиод в корпусе 1206, я поставил зеленый, т.к. визуально они ярче при тех же токах, чем прочие.

D3 и D4 — защитные диоды (TVS), я использовал PESD5V0 (5.0В) в корпусе SOD323. D3 защищает от перенапряжения по питанию, D4 — по кнопке. Если кнопка закрыта мембраной, то в нем нету особого смысла. Защитные диоды наверное имеет смысл использовать двунаправленные, иначе при переполюсовке через них пойдет ток и они выгорят (см. ВАХ двунаправленного защитного диода).

C2 — танталовый конденсатор в корпусе А (похож на 1206), имеет смысл ставить при нестабильной работе драйвера (напряжение питания мк может просаживаться при больших токах коммутации светодиода)

Все резисторы типоразмера 0603 (для меня это адекватный предел для пайки вручную)

С компонентами все ясно, можно делать печатную плату по вышеприведенной схеме. Первым делом для этого нужно построить 3D модель будущей платы, вместе с отверстиями — имхо, в Altium Designer это самый удобный способ определить геометрию ПП. Измерил размеры старого драйвера и его посадочных отверстий — плата должна крепиться к ним же, но иметь меньшие габариты (для универсальности, вдруг куда-то еще придется встроить). Разумный минимум здесь получился где-то 25х12.5мм (соотношение сторон 2:1) с двумя отверстиями диаметром 2мм для крепления к корпусу фонаря родными винтами.

3D-модель я сделал в SolidWorks, затем экспортировал в Altium Designer как STEP. Затем я разместил компоненты по плате, контакты сделал по углам (так паять удобнее и проще разводить землю), Attiny13 поставил по центру, транзистор поближе к контактам LED. Развел силовые дорожки, разместил остальные компоненты как получится и развел сигнальные дорожки. Для удобства подключения ЗУ я вывел под него отдельные контакты, которые дублируют контакты батареи. Всю разводку (за исключением одной перемычки) я сделал на верхнем слое — для того, чтобы была возможность изготовить плату в домашних условиях ЛУТом. Минимальная ширина сигнальных дорожек — 0.254 мм / 10 mil, силовые имеют максимальную ширину там, где это возможно.

Так выглядит разведенная плата в Altium Designer

В Altium Designer есть возможность посмотреть, как будет выглядеть плата в 3D (для этого необходимо наличие моделей для всех компонентов, некоторые пришлось строить самому). Возможно, кто-то тут скажет, что 3D режим для трассировщика не нужен, но лично для меня это удобная функция, которая облегчает размещение компонентов для удобства пайки.

На момент написания статьи было сделано 3 версии платы — первая под ЛУТ, вторая для промышленного изготовления и 3-я, финальная с некоторыми исправлениями.

Характеристики драйверов, их отличия от блоков питания LED ленты.

Если сравнивать драйвер и блок питания, то у них есть различия в работе. Драйвер – это источник тока. Его задача поддерживать именно определенную силу тока через кристалл или светодиодную линейку.

Задача стабилизированного блока питания в выдаче именно стабильного напряжения. Хотя блок питания – понятие обобщенное.

Источник напряжения применяется в основном со светодиодной лентой, где диоды включены в параллель. Соответственно через них должен проходить равный ток, при неизменном напряжении. При использовании одного светодиода важно обеспечить определенную силу тока через него. Отличия есть, но оба выполняют одну и туже задачу – обеспечение стабильного питания.

Для подключения светодиодной ленты необходимы, как правило, блоки питания, выдающие 12, либо 24 В. Второй параметр – это мощность. Блок питания должен выдавать мощность не равную, а несколько большую, чем мощность подключаемой светодиодной линейки. В противном случае, яркость свечения будет недостаточна. Обычно запас по мощности рекомендуется в пределах 20-30 процентов от суммарной мощности.

При выборе драйвера нужно учесть:

Мощность,
Напряжение,
Предельный ток.

Кроме того, существуют и регулируемые источники питания. Их задача – регулировка яркости освещения. Но различаются принципы – регулировка напряжения, либо силы тока.

Для подключения led-линейки потребуется большая сила тока при неизменном напряжении.

Суммарная мощность будет рассчитываться по формуле P = P(led) × n, где Р – мощность, Р(led) – мощность единичного диода в линейке, n – их количество.

Сила тока через линейку будет рассчитываться по аналогичной формуле.

Если есть желание самостоятельно изготовить источник питания для светодиодов, то самый простой вариант – импульсный без гальванической развязки.

Схема простого led-драйвера без гальванической развязки.

Схема проста и надежна. Делитель основан на емкостном сопротивлении. Выпрямление производится при помощи диодного моста. Электролитический конденсатор (перед L7812) сглаживает пульсации после выпрямления. Конденсатор после L7812 сглаживает пульсации на светодиодах. На работу схемы он не влияет. L7812 – собственно сам стабилизатор. Это импортный аналог советских микросхем серии КРЕНхх. Та же самая схема включения. Характеристики несколько улучшены. Однако предельный ток составляет не более 1.2А. Это не позволит создать мощный светильник. Существуют неплохие варианты готовых источников питания.

Техническое задание

Как известно, для достижения хорошего результата любая разработка должна иметь хорошее ТЗ, поэтому постараюсь сформулировать его для себя. Итак, драйвер должен:

Уметь включаться/отключаться по короткому нажатию кнопки (кнопка без фиксации). Пожалуй, это основная причина, по которой все это затеялось.
Иметь плавную (бесступенчатую) регулировку яркости, от самого яркого — «турбо», до «мунлайта», когда диод еле светится. Яркость должна изменяться равномерно.
Запоминать установленную яркость на время выключения.
Контролировать заряд батареи, предупреждая когда она почти разряжена (примерно 3.3В) и отключаясь, когда разряжена полностью (примерно 2.9В). Для разных АКБ эти параметры могут быть иными. Соответственно, рабочее напряжение должно быть в диапазоне 2.7~4.5В.
Иметь 2 специальных режима — аварийный маячок и стробоскоп (ну а почему бы и нет?)
Уметь включать/выключать задний светодиод (это актуально при езде на велосипеде ночью, получается что-то вроде габаритного огня).
Иметь защиту от переполюсовки и статического электричества. Не обязательно, но будет приятным дополнением, поскольку в темноте можно по ошибке поставить АКБ неправильной стороной.
Быть меньше изначального драйвера по размерам, но при этом иметь те же посадочные места. Китайский драйвер просто огромен, сделать крупнее будет непросто.

Ну и если фонарик подвергается моддингу, почему бы не встроить в него зарядное устройство с micro-USB разъемом? У меня под рукой всегда есть такой кабель и USB зарядка, а родной блок питания приходится искать.

Как выбрать драйвер для светодиодов.

От выбора драйвера зависит срок службы светодиодов. При этом светодиод достигает своих номинальных характеристик, так как получает необходимую ему мощность.

В зависимости от степени защиты драйвер можно применять либо дома, либо на улице. Внешне драйвер может быть открытым, в корпусе из перфорированного металла, либо – закрытый, размешенный в герметичной металлической коробке. Для дома достаточно негерметизированного пластикового корпуса, в котором расположен электронный блок.

Сразу стоит учесть, что ограничивающий резистор – это не самый лучший вариант. Он не избавит ни от скачков питающей сети, ни от импульсных помех. Любое изменение напряжения приведет в скачку тока. Линейные стабилизаторы также не являются достойным средством запитки светоизлучающих диодов. Его способности ограничиваются низкой эффективностью.

Выбор драйвера производится только после того, как известна суммарная мощность, схема подключения и количество светодиодов.

Сейчас много подделок и одни и те же по типоразмерам диоды могут обеспечивать разные мощности. Лучше использовать только известные марки электротехнической продукции.

На корпусе драйвера для подключения светодиодов, всегда размещена спецификация. Она включает:

класс защищенности от пыли и жидкости,
мощность,
номинальный стабилизированный ток,
рабочее входное напряжение,
диапазон выходного напряжения.

Достаточно популярны бескорпусные led-драйверы. Плату потребуется разместить в корпусе. Это необходимо для безопасного использования. Платы больше подходят для радиолюбителей-энтузиастов. У них входное напряжение может быть либо 12 В, либо 220 В.

Также стоит продумать о размещении драйвера. Температура и влажность влияют на надежность системы освещения.

Не стоит пытаться выжать из источника тока максимум. Это приводит к работе на предельных режимах, соответственно возникает повышенный нагрев. Превышение может вывести стабилизатор из строя.

Сборка фонарика

Когда плата была готова и прошивка была залита, можно было наконец ставить ее на место старого драйвера. Я выпаял старый драйвер и припаял на его место новый.

Новый драйвер подключается вместо старого по этой схеме

Проверив, нет ли короткого замыкания по питанию, подключил питание и проверил работоспособность. Затем смонтировал плату зарядки (TP4056), для этого пришлось немного дремелем рассверлить отверстие разъема зарядки, и зафиксировал ее термоклеем (тут важно было, чтобы клей не затек в разъем, достать его оттуда будет сложно).

Я не стал прикручивать плату винтами, т. к. резьба в корпусе сорвалась от многократных закручиваний, а просто залил ее клеем, провода тоже заклеил в местах пайки, дабы они не перетирались. Драйвер и ЗУ я решил покрыть акриловым бесцветным лаком, это должно помочь от коррозии.

Виды драйверов.

По типу их можно подразделить на:

Линейные. Они наиболее подходящие, если входное напряжение не стабильно. Отличаются улучшенной стабилизацией. Распространены мало по причине низкого КПД. Выделяет большее количество тепла, подходит для маломощной нагрузки.

Внутреннее устройство драйвера

Внешний вид и схема драйвера LED 1338G7.

Импульсные. Основаны на микросхемах ШИМ. Обладают высоким КПД. Отличаются малым нагревом и длительным сроком службы.

ШИМ-драйвер Recom.

Микросхемы ШИМ создают значительный уровень электромагнитных помех. Людям с кардиостимуляторами не рекомендовано находится в помещениях, где применяются такие драйвера для питания светодиодов.

Драйвер, работающий с диммером. Принцип основан на использовании ШИМ-контроллера. Принцип состоит в том, что регулируется сила тока на светодиодах. Низкокачественные изделия дают эффект мерцания.

Драйвер с диммером.

LED драйвер на 220 В.

Существует немало уже готовых светодиодных драйверов промышленного производства. Естественно, они обладаю различными характеристиками. Их особенность в том, что они питаются от сети 220 В переменного напряжения и могут работать в широком диапазоне питающего напряжения. Задача, у них все та же. Выдать определенную силу тока. Многие промышленные изделия уже имеют гальваническую развязку. Гальваническая развязка предназначена для передачи электроэнергии без непосредственного соединения входной и выходной частей схемы. Это дополнительные очки в плане электробезопасности (простейшей и исторически первой гальванической развязкой считается обычный трансформатор). Обычно они имеют нестабильность не более 3 %. В подавляющем большинстве сохраняют работоспособность от 90-100 Вольт и до 260 Вольт. В магазинах очень часто их могут называть:

блок питания (БП),
источник тока,
адаптер питания,
источник питания.

Это все одно и тоже устройство. Продавцы не обязаны обладать техническим образованием.

Описание функций

Есть 4 режима: 40, 170, 680, 2300 мА. Переключение режимов осуществляется кратковременным <1сек, отключением питания. Режим 40 мА делается ШИМ-ом, из соображений выжимания максимального КПД светодиода.
Контроль разряда аккумулятора — при падении ниже 2.75 В схема переходит в спящий режим.
Индикация заряда аккумулятора, 5 уровней. При двойном клике при работе (прерывании питания) мигает от 1 (разряжен) до 5 (заряжен полностью) раз.
Плавный старт схемы.
Возможность включения термоконтроля. Для этого нужно произвести калибровку.

Схема подключения драйвера к светодиодам.

Перед подключением светодиодов к драйверу необходимо уметь определять его полярность, иными словами, распознавать, где анод (+), где катод (-). Без этого света не будет.

Индикаторные диоды, а также некоторые маломощные осветительные, имеют два вывода.

Выводы светодиода.

Светодиоды в исполнении SMD (поверхностный монтаж) имеют либо 2, либо 4 вывода. В любом случае это анод и катод.

Выводы светодиодов в SMD-исполнении.

В первом случае выводы 3 и 4 могут быть не задействованы. Во втором случае косой срез расположен ближе к катоду. Обратите внимание, единого стандарта нет и возможны различия в полярности.

Поэтому можно либо обратиться к datasheet, либо использовать низковольтный источник постоянного тока и резистор ограничитель. В случае неправильной полярности светодиод не может загореться.

При использовании источника тока схема драйвера для светодиодов будет следующая:

Схема подключения светодиода.

Если у нас источник напряжения, то подключение осуществляется через ограничивающий резистор.

Схема подключения светодиода к источнику напряжения через ограничитель.

Классическая светодиодная лента построена по такой схеме:

Схема светодиодной линейки.

В этом случае расчет производится по формулам:

Формула связи тока, напряжения, сопротивления.

При подключении важно учитывать:

При малой силе тока, мы теряем в яркости, при большой в сроке службы.
Напряжение из datasheet указывает падение напряжения при прохождении номинального тока. Этот параметром не основной.
Мощным светодиодам требуется и качественное питание, и хорошее охлаждение.

Предыстория

Когда-то давно я заказал с одного китайского сайта фонарик с ярким светодиодом. Фонарик оказался довольно эргономичным (хотя он мог быть и полегче), но вот его драйвер оставлял желать лучшего.

Светил он достаточно ярко, но у драйвера было только 3 режима — очень яркий, яркий и стробоскоп, переключение между которыми производилось нажатием кнопки. Для того, чтобы просто включить и выключить фонарь, требовалось каждый раз перебирать эти 3 режима. Вдобавок, этот фонарик, будучи включенным, разряжал батарею до последнего – так пара моих банок 18650 ушли в глубокий разряд.

Все это было неудобно и надоедало, поэтому в какой-то момент я решил сделать для него свой драйвер, о чем и будет дальнейшее повествование.
Фонарик со старым драйвером
Вот такой фонарик, наверняка многие имели дело с подобными

Так выглядит оригинальный драйвер

Схемы (микросхемы) светодиодных драйверов.

Как правило драйвера светодиодов строятся на интегральных стабилизаторах (КРЕНхх, либо импортные аналоги) или ШИМ. Схемы достаточно просты.

Использовании микросхем для стабилизации.

Принципиальные схемы светодиодных драйверов.

Существует схема самодельного источника тока на советской микросхеме К142ЕН12А. Резистор R2 позволяет менять яркость свечения.

Принципиальная схема на отечественных компонентах.

Линейный светодиодный драйвер своими руками.

Эта часть статьи посвящена радиолюбителям.

Оригинальный линейный источник тока на компараторе.

Это весьма интересная схема. В качестве ключевого элемента выступает униполярный (полевой) транзистор. Степенью его открытия управляет микросхема – квадрантный компаратор напряжения. Возможно, эта схема покажется сложной, но тем не менее ее можно смело отнести к линейным источникам тока, так как управление током осуществляется через соединение «исток-сток». Степень открытия зависит от приложенного к затвору напряжения. Регулировка достигается за счет связи одного из входов компаратора и напряжения со стока. VD1 выполняет функцию защиты.

Срок службы светодиодных драйверов.

Как такового определенного срока службы нет, но многие производители готовы дать гарантию сроком в пять лет на свою продукцию. Естественно, при согласовании мощностей. Для того, чтобы источник питания прослужил дольше не следует давать нагрузку, при которой он будет отдавать предельные токи. Если он собран из качественных комплектующих, то он будет стабильно работать достаточно долгое время. Но рабочие температуры могут быть близки к критическим (зависит от схемотехнических решений). Оптимально, если мощность потребителей будет меньше на 20-30 процентов.

Если говорим о самодельном изготовлении, то многое зависит от качества сборки, качества радиодеталей. Интегральные стабилизаторы желательно закреплять на радиатор для обеспечения теплового режима, не следует забывать о про теплопроводящую пасту между корпусом стабилизатора и теплоотводом.

Трековая система освещения: устройство, типы и идеи
Виды ламп с цоколем g4, сравнение, популярные производители и модели, подбор драйвера для ламп g4 12В
Что такое газоразрядные лампы

Тестирование и расчет стоимости изготовления

После всех операций можно было приступать к тестированию драйверов. Ток измерял обычным мультиметром, подключив его в разрыв цепи питания.

Энергопотребление старого драйвера (измерялось при 4.04 В):

Во время сна — не измерялось
Максимальный режим: 0.60 А
Средний режим: 0.30 А
Стробоскоп: 0.28 А

Энергопотребление нового драйвера (измерялось при 4.0 В):

В режиме сна потребляет в районе 4 мкА, это намного меньше тока саморазряда литий-ионной батареи. Основной ток в этом режиме протекает через резисторный делитель.
На минимальном режиме, «мунлайт» — около 5-7 мА, если считать, что емкость одной ячейки 18650 около 2500 мА*ч, то получается около 20 дней непрерывной работы. Сам МК потребляет где-то 1.2-1.5 мА (при рабочей частоте 1.2 МГц).
На максимальном режиме, «турбо» — потребляет около 1.5 А, в таком режиме проработает около полутора часов. Светодиод на таких токах начинает сильно нагреваться, поэтому данный режим не предназначен для длительной работы.
Аварийный маячок — потребляет в среднем около 80 мА, в таком режиме фонарь проработает до 30 часов.
Стробоскоп — потребляет около 0.35 А, проработает до 6 часов.

Цена вопроса

Если покупать компоненты в Чип и Дипе, выйдет около 100р (60р Attiny13, ~40р остальная рассыпуха). С китая заказывать имеет смысл, если делается несколько штук — тогда в пересчете на штуку выйдет дешевле, китайцы продают как правило партиями от 10 штук. Платы выйдут по цене в районе 300р за 10 штук (без доставки), если заказывать их в Китае. Распайка и прошивка одного драйвера у меня занимает где-то час.

Драйвер для светодиодов своими руками: диммируемый драйвер, схема

Светодиоды на современном строительном рынке занимают лидирующие позиции по продаже. Данные осветительные приборы имеют широкое применение.

Их используют в освещении:

помещений жилых домов,
офисов,
автомобилей,
прочее.

Также популярным и востребованным есть драйвер, предназначенный для питания светодиодов от электричества (переменного тока 220 В и частоты 50 Гц. Чтобы осветительные приборы (на 1 w,10 w и больше) имели хорошую яркость, не мигали во время работы и не перегорали раньше времени, для их питания нужен постоянный ток (350, 500, 700, 1000 мА).

Для этого изготавливают специальные модули. Они бывают разных типов. Драйвер может быть встроен в сам светодиодный прибор, а также подключаться отдельно. Сделать самодельный драйвер для мощного светодиода можно собственными руками. Есть устройства специального назначения, например те, которые используют в rgp пикселях. Их называют rgp led pixel. Такие схемы также можно собрать своими силами или заказать у специалистов.

Эксплуатационные характеристики драйверов для светодиода

Светодиодные осветительные приборы (на 1 w, 10 w и больше) достаточно эффективны. С их помощью можно хорошо сэкономить на электричестве. Светодиоды в 8-9 раз эффективнее, чем обычные лампы накаливания (на 1 w, 10 w и больше). В случаях, когда драйвер установлен рядом с группой светодиодных приборов, он имеет хорошие технические показатели. Прибор будет работать даже в самых жарких условиях. Он выдерживает температуру окружающей среды до 800С. Также устройство имеет различные режимы работы. С его помощью можно регулировать яркость освещения в помещении, машине, улице прочее.

Для питания светодиодной ленты часто используют диммируемый драйвер. Устройство идеально подходит для регулировки яркости осветительных приборов. Диммируемый драйвер обеспечивает настраивание выходной мощности плавно и без фликкерного шума. Собрать схему драйвера для светодиодов своими руками можно без проблем.

Схема подключения

Есть случаи, когда нет необходимости регулировать яркость осветительных приборов в помещении или другом пространстве. Тогда схема подключения драйвера достаточно проста. Светодиоды подключаются последовательно. В одной цепочке может быть от 1 до 8 штук осветительных приборов. Она подключается к одному выходу драйвера. Такая схема самая оптимальная. Любой повышающий драйвер для светодиода, будь он самодельный или нет, служит источником постоянного тока, но не напряжения. Это значит, что включать в схему специальный резистор, который будет ограничивать поступление тока, нет необходимости. На выходе драйвера устанавливается определенное напряжение (В) и мощность (Вт). Их величина зависит от количества подключенных осветительных приборов в цепочке.

Токоограничиющий резистор включается в схему, если светодиоды подключены и последовательно, и параллельно. Такие случаи бывают, когда нужно подключить более 8 осветительных приборов. Так светодиоды подсоединяют последовательно в отдельные цепи, которые связаны между собой параллельным подключением. Входное напряжение драйвера может быть в диапазоне от 2 до 18 В. А выходное – на 0,5 вольт меньше, чем изначальное. Напряжение падает на полевом транзисторе.

Важные моменты, которые стоит учитывать при выборе драйверов

Вольт – амперная характеристика у осветительных приборов, таких как светодиоды, под воздействием температуры изменяется. У разных моделей она имеет свои незначительные отличия. Стоит это учитывать при подключении схемы собственными руками. Повышающий яркость драйвер осветительных приборов должен давать постоянный ток в различных случаях. То есть его функции должны выполняться независимо от того, изменились ли характеристики светодиодов или произошел скачок входного напряжения. Любой драйвер (диммируемый, из специальным стабилизатором прочее), должен обеспечивать поступление тока к осветительному прибору согласно его эксплуатационным характеристикам.

Простыми драйверами для светодиодов (на 10 w и больше) есть такие микросхемы, как LM 317. Они имеют свои отличие от резисторов. Микросхемы данного типа надежны в эксплуатации, их производство не занимает много времени и требует больших затрат расходного материала. Но все же они имеют недостатки. Микросхемы LM 317 отличаются низким КПД. Для них характерно малое входное напряжение.

Питание светодиодов от сети 220 В с помощью шим – стабилизаторов тока более практичное в эксплуатации. Активная мощность на драйвере минимальная. Шим – стабилизатор – это электронная схема специального назначения. Ее разработали для того, чтобы производить постоянный ток для питания осветительных приборов наилучшим способом. Такие драйверы используют в rgp пикселях. Шим – стабилизаторы дают дополнительные функции в управлении. С помощью драйверов можно регулировать питание от сети 220 В, яркость и цвет rgp пикселя. Управление осуществляется с помощью, подключенных к шим – стабилизаторов, микроконтроллеров. Такие драйвера, как WS2801 или LDP8806, можно наблюдать на каждом rgp пикселе светодиодной ленты с управлением.

Так, как технологии прогрессируют стоимость мощных светодиодов (1 Вт и больше) уже достаточно доступная. Исходя из этого, приборы все чаще используют для освещения. Чтобы эффективность мощных светодиодов была высокой, их нужно правильно запитать, можно от сети 220 В. Самодельный драйвер, повышающий яркость освещения, можно собрать по простой схеме, основанной на дискретных элементах. Выходная мощность – 15 Вт, резервная – 0,5 Вт. Схема защищает от короткого замыкания.

Схема драйвера для светодиодов 220

Для того чтобы светодиодные лампы работали максимально ярко и эффективно, используются специальные модули – драйверы. Собрать самостоятельно схему драйвера для светодиодов сможет каждый, если, конечно, имеются познания в электротехнике. Смысл работы прибора – преобразовать переменное напряжение, протекающее в сети, в постоянное (пониженное). Но прежде чем приступать к сборке, нужно определиться с тем, какие требования к устройству предъявляются – проанализируйте характеристики и виды приборов.

Основное назначение драйверов – это стабилизация тока, который проходит через светодиод. Причем нужно учесть, что сила тока, который проходит по кристаллу полупроводника, должна быть точно такой же, как и у светодиода по паспорту. Благодаря этому обеспечивается устойчивое освещение. Кристалл в светодиоде намного дольше прослужит. Чтобы узнать напряжение, необходимое для питания светодиодов, нужно воспользоваться вольт-амперной характеристикой. Это график, показывающий зависимость между напряжением питания и током.

Если планируется проводить освещение светодиодными лампами жилого или офисного помещения, то драйвер должен питаться от бытовой сети переменного тока с напряжением 220 В. Если же светодиоды используются в автомобильной или мототехнике, нужно использовать драйверы, питающиеся от постоянного напряжения, значение 9-36 В. В некоторых случаях (если светодиодная лампа небольшой мощности и питается от сети 220 В) допускается убрать схему драйвера светодиода. От сети если запитано устройство, достаточно включить в схему постоянный резистор.

Параметры драйверов

Прежде чем приобрести устройство или самостоятельно его изготовить, нужно ознакомиться с тем, какие у него имеются основные характеристики:

Номинальный ток потребления.
Мощность.
Выходное напряжение.

Напряжение на выходе преобразователя напрямую зависит от того, какой выбран способ подключения источника света, числа светодиодов. Ток имеет прямую зависимость от яркости и мощности элементов.

Преобразователь должен обеспечивать ток, при котором светодиоды будут работать с одинаковой яркостью. На PT4115 схема драйвера светодиодов реализуется довольно просто – это самый распространенный преобразователь напряжения для использования с LED-элементами. Изготовить прибор на его основе можно буквально «на коленке».

Мощность драйвера

Мощность прибора – это самая важная характеристика. Чем мощнее драйвер, тем большее число светодиодов можно подключить к нему (конечно, придется проводить простые расчеты). Обязательное условие – мощность драйвера должна быть больше, чем у всех светодиодов в сумме. Выражается это такой формулой:

Р = Р(св) х N,

где Р, Вт – мощность драйвера;

Р(св), Вт – мощность одного светодиода;

N – количество светодиодов.

Например, при сборке схемы драйвера для светодиода 10W вы можете смело подключать в качестве нагрузки LED-элементы мощностью до 10 Вт. Обязательно нужно иметь небольшой запас по мощности – примерно 25%. Поэтому, если планируется подключение светодиода 10 Вт, драйвер должен обеспечивать мощность не менее 12,5-13 Вт.

Цвета светодиодов

Обязательно нужно учитывать то, какой цвет испускает светодиод. От этого зависит то, какое падение напряжения будет у них при одинаковой силе тока. Например, при токе питания 0,35 А, падение напряжения у красных LED-элементов примерно 1,9-2,4 В. Мощность в среднем 0,75 Вт. Аналогичная модель с зеленым цветом будет уже иметь падение в интервале 3,3-3,9 В, а мощность 1,25 Вт. Поэтому, если вы применяете схему драйвера светодиода 220В с преобразованием в 12 В, к нему можно подключить максимум 9 элементов с зеленым цветом или 16 с красным.

Типы драйверов

Всего можно выделить два типа драйверов для светодиодов:

Импульсные. С помощью таких устройств создаются в выходной части устройства высокочастотные импульсы. Функционирование основывается на принципах ШИМ-модуляции. Среднее значение тока зависит от коэффициента заполнения (отношения длительности одного импульса к частоте его повторения). Ток на выходе меняется за счет того, что коэффициент заполнения колеблется в интервале 10-80%, а частота остается постоянной.
Линейные – типовая схема и структура выполнены в виде генератора тока на транзисторах с р-каналом. С их помощью можно обеспечить максимально плавную стабилизацию питающего тока в случае, если напряжение на входе неустойчиво. Отличаются дешевизной, но у них малая эффективность. При работе выделяется большое количество тепла, поэтому можно использовать только для маломощных светодиодов.

Импульсные получили большее распространение, так как у них КПД намного выше (может достигать 95%). Устройства компактные, диапазон входного напряжения достаточно широкий. Но есть один большой недостаток – высокое влияние различного рода электромагнитных помех.

На что обратить внимание при покупке?

Покупку драйвера обязательно нужно совершать при выборе светодиодов. На PT4115 схема драйвера светодиодов позволяет обеспечить нормальное функционирование системы освещения. Устройства, использующие ШИМ-модуляторы, построенные по схемам с одной микросхемой, применяются по большей части в автомобильной технике. В частности, для подключения подсветки и ламп головного освещения. Но качество у таких простейших приборов довольно низкое – для использования в бытовых системах они не годятся.

Диммируемый драйвер

Практически все конструкции преобразователей позволяют регулировать яркость свечения LED-элементов. С помощью таких устройств можно выполнять следующие действия:

Уменьшать интенсивность освещенности днем.
Скрывать или же подчеркивать определенные элементы интерьера.
Зонировать помещение.

Благодаря этим качествам можно существенно сэкономить на электроэнергии, увеличить ресурс элементов.

Разновидности диммируемых драйверов

Типы диммируемых драйверов:

Подключаются между БП и источником света. Они позволяют управлять энергией, которая поступает на LED-элементы. В основе конструкции находятся ШИМ-модуляторы с микроконтроллерным управлением. Вся энергия идет к светодиодам импульсами. От длины импульсов напрямую зависит энергия, которая поступит на светодиоды. Такие конструкции драйверов применяются в основном для работы модулей со стабилизированным питанием. Например, для лент или бегущих строк.
Второй тип устройств позволяет проводить управление блоком питания. Управление производится при помощи ШИМ-модулятора. Также изменяется величина тока, который протекает через светодиоды. Как правило, такие конструкции применяются для питания тех устройств, которым необходим стабилизированный ток.

Нужно обязательно учесть тот факт, что ШИМ-регулирование плохо влияет на зрение. Лучше всего использовать схемы драйверов для питания светодиодов, в которых регулируется величина тока. Но вот один нюанс – в зависимости от величины тока свечение будет различным. При низком значении элементы будут излучать свет с желтым оттенком, при увеличении – с синеватым.

Какую микросхему выбрать?

Если нет желания искать готовое устройство, можно сделать его самостоятельно. Причем произвести расчет под конкретные светодиоды. Микросхем для изготовления драйверов довольно много. Вам потребуется только умение читать электрические схемы и работать с паяльником. Для простейших устройств (мощностью до 3 Вт) можно использовать микросхему PT4115. Она дешевая, и достать очень просто. Характеристики элемента такие:

Регулирование яркости.
Напряжение питания – 6-30 В.
Выходной ток – 1,2 А.
Допустимая погрешность при стабилизации тока – не более 5%.
Защита от отключения нагрузки.
Выводы для диммирования.
КПД – 97%.

Обозначение выводов микросхемы:

SW – подключение выходного коммутатора.
GND – отрицательный вывод источников питания и сигнала.
DIM – регулятор яркости.
CSN – датчик входного тока.
VIN – положительный вывод, соединяемый с источником питания.

Варианты схем драйверов

Варианты исполнения устройств:

Если имеется источник питания с постоянным напряжением 6-30 В.
Питание от переменного напряжения 12-18 В. В схему вводится диодный мост и электролитический конденсатор. По сути, «классическая» схема мостового выпрямителя с отсечением переменной составляющей.

Нужно отметить тот факт, что электролитический конденсатор не сглаживает пульсации напряжения, а позволяет избавиться от переменной составляющей в нем. В схемах замещения (по теореме Кирхгофа) электролитический конденсатор в цепи переменного тока является проводником. А вот в цепи постоянного тока он заменяется разрывом (нет никакого элемента).

Собрать схему драйвера светодиодов 220 своими руками можно только в том случае, если использовать дополнительный блок питания. В нем обязательно задействован трансформатор, которым понижается напряжение до необходимого значения в 12-18 В. Учтите, что нельзя подключать драйверы к светодиодам без электролитического конденсатора в блоке питания. При необходимости установки индуктивности необходимо произвести ее расчет. Обычно величина составляет 70-220 мкГн.

Процесс сборки

Все элементы, которые используются в схеме, нужно подбирать, опираясь на даташит (техническую документацию). Обычно в нем приводятся даже практические схемы использования устройств. Обязательно использовать в схеме выпрямителя низкоимпедансные конденсаторы (значение ESR должно быть низким). Применение иных аналогов снижает эффективность регулятора. Емкость должна быть не менее 4,7 мкФ (в случае использования схемы с постоянным током) и от 100 мкФ (для работы в цепи переменного тока).

Собрать по схеме драйвер для светодиодов своими руками можно буквально за несколько минут, потребуется только наличие элементов. Но нужно знать и особенности проведения монтажа. Катушку индуктивности желательно располагать возле вывода микросхемы SW. Изготовить ее можно самостоятельно, для этого необходимо всего несколько элементов:

Ферритовое кольцо – можно использовать со старых блоков питания компьютеров.
Провод типа ПЭЛ-0,35 в лаковой изоляции.

Старайтесь все элементы располагать максимально близко к микросхеме, это позволит исключить появление помех. Никогда не проводите соединения элементов при помощи длинных проводов. Они не только создают множество помех, но и способны принимать их. В результате микросхема, неустойчивая к этим помехам, будет работать неправильно, нарушится регулировка тока.

Вариант компоновки

Разместить все элементы можно в корпусе от старой лампы дневного света. В ней уже все имеется – корпус, патрон, плата (которую можно повторно использовать). Внутри расположить все элементы блока питания и микросхему можно без особого труда. А с внешней стороны установить светодиод, который планируете запитывать от устройства. Схемы драйверов для светодиодов 220 В можно использовать практически любые, главное – понизить напряжение. Сделать это легко простейшим трансформатором.

Монтажную плату желательно использовать новую. А лучше вообще обойтись без нее. Конструкция очень простая, допустимо применить навесной монтаж. Обязательно удостоверьтесь в том, что на выходе выпрямителя напряжение в допустимых пределах, в противном случае микросхема сгорит. После сборки и подключения произведите замер потребляемого тока. Учтите, что в случае снижения тока питания увеличится ресурс светодиодного элемента.

Тщательно выбирайте схему драйвера для питания светодиодов, рассчитывайте каждый компонент конструкции – от этого зависит срок службы и надежность. При правильном подборе драйверов характеристики светодиодов останутся максимально высокими, а ресурс не пострадает. Схемы драйверов для мощных светодиодов отличаются тем, что в них большее число элементов. Зачастую применяется ШИМ-модуляция, но в домашних условиях, что называется, «на коленке», такие устройства уже сложно собрать.

LED-драйверы и системы управления светодиодным освещением

Введение

Компаниями «Интеграл» (Республика Беларусь), «Тандем Электроника» (Российская Федерация) и СКТБ «Микроника» (Республика Беларусь) организовано производство LED-ламп и светильников, начиная от разработки, производства интегральных микросхем (ИМС) LED-драйверов и систем управления освещением и заканчивая изготовлением плат применения.

Производимые LED-лампы и светильники характеризуются продолжительным сроком эксплуатации, крайне низким уровнем энергопотребления, высокой светоотдачей, отсутствием пульсаций светового потока, нечувствительностью к нестабильной электросети и к частым включениям/выключениям, способностью уверенно работать в условиях повышенной влажности и серьезных морозов. В случае необходимости используется модульное расположение LED-диодов в осветительной системе, что позволяет не заменять незамедлительно LED-лампу при выходе из строя одного или нескольких светодиодов, так как общая светоотдача такой системы изменяется незначительно.

Светодиодные лампы и светильники обычно состоят из светодиодного модуля и платы источника тока (LED-драйвера), размещенных в корпусе-радиаторе. Все LED-лампы, трубки и светильники компаний «Интеграл» и «Тандем Электроника» комплектуются LED-драйверами, разработанными компанией СКТБ «Микроника», которая использует в их составе ИМС собственной разработки.

Во многих случаях актуально создание с целью экономии электроэнергии (системы уличного, офисного освещения, «умный дом») или для реализации специальных режимов освещения (птицеводческие фабрики, тепличное освещение и др.) управляемых систем освещения, в составе которых необходим управляемый источник питания (УИП). Использование УИП в таких системах освещения может обеспечивать как групповое, так и адресное управление каждым светильником. Кроме того, УИП обеспечивают поддержку открытой распределенной архитектуры с интеллектуальной периферией, которая позволяет, во-первых, оптимизировать систему управления освещением под индивидуальные требования заказчика, во-вторых, система имеет расширенные функции по управлению освещением и обеспечивает возможность ее интеграции с другими распределенными системами управления. Основная область применения таких систем — птицеводческие помещения, энергосберегающее уличное и офисное освещение.

LED-драйверы

LED-драйверы разрабатываются специалистами компаний «Интеграл» и «Тандем Электроника» и производятся на собственных мощностях с использованием пассивных комплектующих ведущих мировых производителей, что гарантирует их высокие эксплуатационные характеристики. В драйверах светодиодов, которые по типу подразделяются на линейные, изолированные и неизолированные, используются собственные специально спроектированные микросхемы, обеспечивающие функционирование драйвера с высокими техническими параметрами (таблица 1).

**Таблица.** Краткие характеристики LED-драйверов
Uвх, В	Р, Вт	Тип драйвера	КПД,%	Фактор мощности	Применение
110/220	5/10	Линейный	>90	>0,6	LED-трубки/лампы (эконом-вариант)
90-255	6-22	Изолированный	>85	>0,94	LED-трубки
90-255	3-22	Неизолированный	>86	>0,9	LED-трубки/лампы
90-255	2060	Изолированный	>87	>0,95	Индустриальные/уличные светильники

Как видно из таблицы, разработанные LED-драйверы характеризуются расширенным диапазоном входного напряжения, высокой эффективностью, высоким фактором мощности. Стабильность тока всех типов драйверов не хуже ±(1-3)%, срок службы более 40 000 ч. Возможно увеличение срока службы до 80 000 ч и более за счет схемотехнических решений, исключающих электролитические конденсаторы в плате драйвера.

Линейные LED-драйверы

Линейный драйвер представляет собой ограничитель тока, выполненный на семействе микросхем MCA1504, рассчитанных на типовой выходной ток 20, 30, 40 и 60 мА. Упрощенно ограничитель тока можно представить в виде некоего регулируемого резистора, сопротивление которого меняется в зависимости от напряжения на нем, за счет чего ток в цепи резистора остается постоянным [1]. Внешний вид драйвера и его схема показаны на рис. 1. Стабильность тока составляет ±2,5% в диапазоне сетевых напряжений 210-230 В (рис. 2).

Рис. 1. Линейный светодиодный драйвер на ИМС МСА1504 40 мА:
а) внешний вид;
б) электрическая схема

Рис. 2. Зависимость тока светодиодов от входного напряжения линейного драйвера с выходным током 40 мА на ИМС МСА1504

Изолированные LED-драйверы

Изолированный драйвер мощностью 6-22 Вт разработан на базе микросхемы MCA1501 [2], а мощностью 40-200 Вт — на базе MCA6062. Драйвер этого типа представляет собой гальванически изолированный от сети обратноходовой импульсный преобразователь напряжения (flyback converter) с контролем выходного тока через цепь обратной связи посредством оптопары и активным корректором коэффициента мощности (ККМ). Внешний вид драйверов на ИМС МСА1501 и МСА6062 и их блок-схема показаны на рис. 3.

Рис. 3. Внешний вид изолированного LED-драйвера:
а) 11 Вт;
б) 60 Вт;
в) блок-схема драйвера мощностью 60 Вт

Микросхемы MCA1501 и МСА6062 представляют собой сетевой светодиодный контроллер с ККМ, разработанный для управления обратно-ходовыми понижающими или повышающими преобразователями, работающими в режиме критической проводимости (Critical Conduction Mode). Драйверы данной конструкции характеризуются высокой стабильностью тока: изменение тока не превышает ±1% в диапазоне сетевых напряжений 90-255 В (рис. 4).

Рис. 4. Зависимость тока светодиодов от входного напряжения изолированных LED-драйверов мощностью 11 и 60 Вт

В изолированном LED-драйвере большой мощности (60-200 Вт) используется схема обратноходового импульсного преобразователя напряжения на базе ИМС MCA6062 с активным ККМ на входе (рис. 5).

Рис. 5. LED-драйвер мощностью 60-200 Вт:
а) внешний вид;
б) блок-схема

Неизолированные LED-драйверы

Схема неизолированных светодиодных драйверов содержит фильтр радиопомех, блок выпрямителя, схему управления со встроенным активным либо с внешним пассивным ККМ и блок ключа с интегрирующим элементом. Данные LED-драйверы мощностью 3-22 Вт построены на базе микросхем MCA1602 и МСА1503 и представляют собой понижающий импульсный преобразователь напряжения (buck converter) с пассивным ККМ (для схемы с MCA1602) и активным ККМ (для схемы с МСА1503). Внешний вид неизолированных LED-драйверов и их блок-схема показаны на рис. 6, 7. Изменение тока неизолированных LED-драйверов на базе ИМС МСА1602 и МСА1503 в диапазоне сетевых напряжений 100-255 В не превышает ±3% (рис. 8).

Рис. 6. Неизолированный LED-драйвер на базе микросхемы MCA1602:
а) внешний вид;
б) блок-схема

Рис. 7. Неизолированный LED-драйвер на базе микросхемы MCA1503:
а) внешний вид;
б) блок-схема

Рис. 8. Зависимость тока светодиодов от входного напряжения LED-драйверов на базе ИМС MCA1602 мощностью 6 Вт и МСА1503 мощностью 9 Вт

Управляемый источник питания

УИП при решении задачи создания интеллектуальных систем освещения обеспечивает реализацию двух основных функций:

прием, обработка и передача микросхеме LED-драйвера управляющего сигнала;
обеспечение заданной яркости свечения источника света при оптимальных режимах работы светодиодов.

Конструктивно УИП реализован на одной плате (рис. 9), которая содержит контроллер управления с каналом цифрового интерфейса и источник импульсного тока питания светодиодов — LED-драйвер. В составе УИП могут использоваться как изолированные, так и неизолированные LED-драйверы, аналогичные описанным выше.

Рис. 9. Внешний вид УИП с неизолированным 20-Вт LED-драйвером

LED-драйвер мощностью 20 Вт, входящий в состав УИП, изображенного на рис. 9, представляет собой понижающий импульсный преобразователь напряжения (buck converter) с пассивным ККМ и схемой управления тока светодиодов по LIN-интерфейсу. Зависимости эффективности (КПД), выходного тока (тока светодиодов) и фактора мощности этого LED-драйвера представлены на рис. 10-12.

Рис. 10. Зависимость эффективности от входного напряжения 20-Вт LED-драйвера в УИП

Рис. 11. Зависимость тока светодиодов от входного напряжения 20-Вт LED-драйвера в УИП

Рис. 12. Зависимость фактора мощности от входного напряжения 20-Вт LED-драйвера в УИП

Управление яркостью светодиодов осуществляется по следующему алгоритму (рис. 13): цифровой управляющий сигнал формируется контроллером пульта управления системы в соответствии с установленной на нем программой и поступает по двухпроводному оптически развязанному каналу связи в модуль интерфейса UART микроконтроллера управления УИП.

Рис. 13. Структурная схема системы индивидуального управления светодиодными светильниками

Каждый микроконтроллер управления УИП имеет уникальный адрес. В системе пульт управления имеет статус мастера интерфейсной шины, остальные устройства являются ведомыми. Физически сигнал в линии передачи данных является токовым, что обеспечивает устойчивость к внешним помехам и позволяет создавать линии связи длиной до 200 м. В каждом устройстве имеется блок сопряжения с микроконтроллером через оптическую сигнальную развязку. Блок интерфейса микроконтроллера управления модифицирует протокол LIN, уменьшая скорость обмена данными до скорости 10 кбит/с, что обеспечивает устойчивую работу канала связи на длинных расстояниях при вполне достаточной для управления системами освещения скорости. В соответствии с принятой командой микроконтроллер выдает сигнал управления (ШИМ или линейный) на вход диммирования микросхемы LED-драйвера.

Литература

Рудаковский Д., Цевелюк Е., Тарайкович А., Яцко Т. Регуляторы тока светодиодов «Микроника» серии MCA1504 // Полупроводниковая светотехника. 2012. № 4.
Цевелюк Е., Котов В. Обзор LED-драйверов для светодиодных ламп широкого применения // Полупроводниковая светотехника. 2013. № 1.

Драйвер для светодиодной люстры схема

Для чего нужны драйверы?

Параметры драйверов

Номинальный ток потребления.
Мощность.
Выходное напряжение.

Мощность драйвера

где Р, Вт – мощность драйвера;

Р(св), Вт – мощность одного светодиода;

N – количество светодиодов.

Цвета светодиодов

Типы драйверов

Всего можно выделить два типа драйверов для светодиодов:

Импульсные. С помощью таких устройств создаются в выходной части устройства высокочастотные импульсы. Функционирование основывается на принципах ШИМ-модуляции. Среднее значение тока зависит от коэффициента заполнения (отношения длительности одного импульса к частоте его повторения). Ток на выходе меняется за счет того, что коэффициент заполнения колеблется в интервале 10-80%, а частота остается постоянной.
Линейные – типовая схема и структура выполнены в виде генератора тока на транзисторах с р-каналом. С их помощью можно обеспечить максимально плавную стабилизацию питающего тока в случае, если напряжение на входе неустойчиво. Отличаются дешевизной, но у них малая эффективность. При работе выделяется большое количество тепла, поэтому можно использовать только для маломощных светодиодов.

На что обратить внимание при покупке?

Диммируемый драйвер

Уменьшать интенсивность освещенности днем.
Скрывать или же подчеркивать определенные элементы интерьера.
Зонировать помещение.

Благодаря этим качествам можно существенно сэкономить на электроэнергии, увеличить ресурс элементов.

Разновидности диммируемых драйверов

Типы диммируемых драйверов:

Подключаются между БП и источником света. Они позволяют управлять энергией, которая поступает на LED-элементы. В основе конструкции находятся ШИМ-модуляторы с микроконтроллерным управлением. Вся энергия идет к светодиодам импульсами. От длины импульсов напрямую зависит энергия, которая поступит на светодиоды. Такие конструкции драйверов применяются в основном для работы модулей со стабилизированным питанием. Например, для лент или бегущих строк.
Второй тип устройств позволяет проводить управление блоком питания. Управление производится при помощи ШИМ-модулятора. Также изменяется величина тока, который протекает через светодиоды. Как правило, такие конструкции применяются для питания тех устройств, которым необходим стабилизированный ток.

Какую микросхему выбрать?

Регулирование яркости.
Напряжение питания – 6-30 В.
Выходной ток – 1,2 А.
Допустимая погрешность при стабилизации тока – не более 5%.
Защита от отключения нагрузки.
Выводы для диммирования.
КПД – 97%.

Обозначение выводов микросхемы:

SW – подключение выходного коммутатора.
GND – отрицательный вывод источников питания и сигнала.
DIM – регулятор яркости.
CSN – датчик входного тока.
VIN – положительный вывод, соединяемый с источником питания.

Варианты схем драйверов

Варианты исполнения устройств:

Если имеется источник питания с постоянным напряжением 6-30 В.
Питание от переменного напряжения 12-18 В. В схему вводится диодный мост и электролитический конденсатор. По сути, «классическая» схема мостового выпрямителя с отсечением переменной составляющей.

Процесс сборки

Ферритовое кольцо – можно использовать со старых блоков питания компьютеров.
Провод типа ПЭЛ-0,35 в лаковой изоляции.

Вариант компоновки

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.

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

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.

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

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.

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.

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.

В предыдущей статье мы рассказали как сделать драйвер для светодиодов своими руками, используя транзисторы и распространенные микросхемы-стабилизаторы напряжения. Сегодня же речь пойдет о схемах драйверов на специализированных микросхемах.

Начнем с самой популярной на сегодняшний день микросхемы драйвера светодиодов РТ4115.

PT4115

Просто поразительно, как это никому не известному китайскому производителю PowTech удалось создать настолько успешную микросхему драйвера светодиодов, вместив в компактном корпусе несколько блоков управления с мощным полевым транзистором на выходе!

Микросхема требует минимального обвеса и позволяет конструировать светодиодные светильники мощностью более 30 Вт с высоким КПД и возможностью плавной регулировки яркости.

Согласно официальной документации, LED-драйвер с функцией диммирования на основе PT4115 обладает следующими техническими характеристиками:

Основы светодиодного драйвера

и его схемотехника

Теплые подсказки: слово в этой статье составляет около 3800 слов, а время чтения составляет около 23 минуты.

Введение

Светодиод признан четвертым поколением источников зеленого света. Это твердый источник холодного света. Он имеет множество преимуществ, таких как высокая эффективность, длительный срок службы, безопасность и защита окружающей среды, небольшой размер, высокая надежность, быстрая скорость отклика и так далее.В настоящее время достигается такой же световой эффект. Потребляемая мощность светодиодов составляет примерно 1/10 ламп накаливания и 1/2 люминесцентных ламп. Многие страны и регионы ввели различные политики для поддержки развития светодиодной индустрии, так что отрасль стала важной частью важных отраслей страны, открыв огромные возможности для бизнеса. Схема драйвера светодиода очень важна для светодиодов, и управление затемнением светодиодов может сэкономить энергию. В последние годы горячими темами стали управление и затемнение белых светодиодов высокой яркости.

Каталог

I Основные сведения о драйвере светодиода

1. 1 Что такое драйвер светодиода

Драйвер светодиода изменяет источник питания на определенный ток напряжения для управления преобразователем напряжения светодиода. В общем, вход драйвера светодиода включает в себя переменный ток с частотой переменного тока высокого напряжения (например, городское электричество), постоянный ток низкого напряжения, постоянный ток высокого напряжения, низкий и высокочастотный переменный ток (например, выход электронного трансформатор).Выходная мощность драйвера светодиода в основном представляет собой источник постоянного тока, который может изменять напряжение с изменением прямого падения напряжения светодиода. Основные компоненты источника питания светодиодов включают контроллер переключателя, катушку индуктивности, компонент переключателя (MOSFET), резистор обратной связи, устройство входного фильтра, выходной фильтр и так далее. В соответствии с требованиями в разных случаях должна быть схема защиты от перенапряжения на входе, схема защиты от пониженного напряжения на входе, защита от разомкнутой цепи светодиода, схема защиты от перегрузки по току и так далее.

1.2 Характеристики источника питания светодиодного драйвера

В частности, мощность привода светодиодного уличного фонаря установлена на большой высоте, поэтому обслуживание неудобно, а стоимость обслуживания также велика.

LED является энергосберегающим продуктом, а эффективность привода высока. Очень важно, чтобы в светильник была установлена мощность. Эффективность источника питания высока, но потребление энергии невелико, а тепло в светильнике невелико, поэтому повышение температуры лампы также снижается.В результате задержка затухания светодиода является преимуществом.

Коэффициент мощности — это потребность энергосистемы в нагрузке. Как правило, для электроприборов мощностью менее 70 Вт обязательных показателей нет. Хотя коэффициент мощности отдельного электроприбора низкий, он мало влияет на электросеть; однако вечером электросеть будет серьезно загрязнена из-за большого количества освещения и концентрации однотипной нагрузки. В ближайшем будущем могут появиться некоторые требования к индексам для коэффициентов мощности для драйвера светодиода мощностью 30-40 Вт.

Теперь существует два вида трафика: один — это источник постоянного напряжения для нескольких источников постоянного тока, и каждый источник постоянного тока подается на каждый светодиод индивидуально. Таким образом, комбинация получается гибкой, и все сбои светодиодов не влияют на работу других светодиодов, но стоимость будет немного выше. Другой — это источник постоянного постоянного тока, то есть режим привода «Кеке Хуэй Бао», который управляется светодиодами в последовательной или параллельной работе. Его преимущество заключается в низкой стоимости, но плохой гибкости, а также он не влияет на другие проблемы, связанные с работой светодиода, при устранении неисправности светодиода.Две формы сосуществуют в определенный период времени. Способ многонаправленной выходной мощности постоянного тока будет лучше с точки зрения стоимости и производительности. Может быть, это главное направление в будущем.

Способность светодиода противостоять скачкам напряжения относительно невысока, особенно способность противостоять обратному напряжению. Также важно усилить защиту в этой области. Некоторые светодиодные фонари устанавливаются на открытом воздухе, например, светодиодные уличные фонари. Из-за сброса нагрузки и индукции молнии в электросети будут происходить всевозможные скачки напряжения, а некоторые скачки вызовут повреждение светодиода.Таким образом, анализ приводной мощности «Чжункэ Хуэй Бао» должен быть недостаточным для защиты от перенапряжения. Что касается частой замены источника питания и ламп, драйвер светодиода должен иметь возможность подавлять скачки напряжения и защищать светодиод от повреждения.

Для соответствия требованиям безопасности и электромагнитной совместимости лучше всего увеличить отрицательную обратную связь по температуре светодиода на выходе постоянного тока в дополнение к обычной защите.

II Типы светодиодных драйверов

2.1 Постоянный ток драйвера светодиода

В зависимости от режима управления распространенный на рынке драйвер лампы делится на два типа. Один из них — это привод постоянного тока. Особенностью привода постоянного тока является постоянство выходного тока. Выходное напряжение изменяется в одном диапазоне. Поэтому мы часто видим, что приводная оболочка выделена (выход: DC ** V — ** V * * * mA + -5%) на рынке. Это означает, что выходное напряжение находится в одном из выходных напряжений. Сколько мА диапазон, ток.

A. Выходной ток схемы управления постоянным током постоянный, но выходное постоянное напряжение изменяется в определенном диапазоне с различными размерами нагрузки. Сопротивление нагрузки небольшое, выходное напряжение низкое, чем больше сопротивление нагрузки, тем выше выходное напряжение.
B. Цепь постоянного тока не боится коротких замыканий нагрузки, но категорически запрещается полностью разомкнуть нагрузку.
С.Схема управления постоянным током идеальна для управления светодиодами, но, условно говоря, цена выше.
D. Следует обратить внимание на максимальный выдерживаемый ток и используемое напряжение, что ограничивает количество используемых светодиодов.

2.2 Драйвер светодиода с постоянным напряжением

Другой — это привод постоянного напряжения. Характеристика при управлении постоянным напряжением заключается в том, что выходное напряжение является фиксированным, а ток ограничивается максимальным значением при смене ламп и фонарей.В этом случае оболочка обычно указывает (выход: DC ** V ** A) фиксированное выходное напряжение и количество доступных максимальных выходных токов. Наиболее распространенные выходные напряжения на рынке светодиодов — 5 В, 12 В, 24 В и т. Д.

A. Когда параметры в цепи стабилизации напряжения определены, выходное напряжение фиксируется, тогда как выходной ток изменяется с увеличением или уменьшением нагрузки.
B. Схема стабилизации напряжения не боится размыкания нагрузки, а вот короткие замыкания нагрузки категорически запрещены.
C. Регулируемая схема возбуждения питает светодиод. Для каждой цепочки требуется соответствующий резистор для усреднения яркости каждого светодиода в цепочке.
D. Изменения выпрямленного напряжения повлияют на яркость.

III Применение драйвера светодиодов

Применение драйверов светодиодов определяется параметрами светодиодов, которыми мы хотим управлять. Входное напряжение и ток — два наиболее важных параметра.К лампе распространения прилагается отдельное объяснение того, как рассчитать входное напряжение и ток светодиодной лампы. Это только описание входа светодиодной лампы. Люди смогут увидеть исходные параметры движения (обязательно выявить несколько ложных целей !!!).

Выбираем соответствующий драйвер светодиода в зависимости от входного напряжения и тока платы лампы. Например, если входное напряжение платы лампы составляет 37-40 В, а входной ток составляет 300 мА, можно выбрать выходное напряжение драйвера светодиода, чтобы включить его, и ток будет почти таким же.Поверхность формулы, а также напряжение больше или меньше, чем все, должны быть включены. В противном случае будет мерцание. Допускается низкий ток.

Наконец, нам нужно только нажать на положительный и отрицательный полюсы, отмеченные пластиной лампы, чтобы сварить привод или соединительную линию. Необходимо отметить, что у обычной выходной линии, управляемой светодиодами, красный цвет — положительный полюс. Черный — отрицательный полюс … Если это серая линия, то серый — положительный полюс, белый — отрицательный… Сине-коричневая линия, синяя линия — отрицательный полюс, синяя линия — отрицательный полюс и т.д.

Рис. 1. Пример продукта общего использования светодиодного драйвера Схема

Давайте посмотрим видео о том, как сделать драйвер светодиода:

Как сделать драйвер светодиода

Основы схемы драйвера светодиода

5.1 Что такое схема драйвера светодиода

Драйвер светодиода — это электрическое устройство, которое регулирует мощность светодиода или цепочки (или цепочек) Светодиоды.Драйвер светодиода реагирует на изменяющиеся потребности светодиода или схемы светодиода, обеспечивая постоянное количество энергии для светодиода, поскольку его электрические свойства изменяются с температурой.

5.2 Типы схем управления светодиодами и их классификация

Схема накачки заряда также является схемой преобразователя постоянного тока в постоянный. Схема накачки заряда использует эффект накопления конденсатора на заряде для хранения электрической энергии. Он использует конденсатор в качестве элемента связи энергии и управляет силовым электронным устройством для выполнения высокочастотного переключения, позволяя конденсатору накапливать энергию в течение части периода, а конденсатор выделяет энергию в течение оставшегося времени.Этот вид схемы получает разные выходные напряжения через разные режимы подключения, когда конденсатор заряжается и разряжается, и вся схема не требует индуктивности.

Схема подкачки заряда относительно небольшая, с меньшим количеством компонентов и более низкой стоимостью. Однако в нем используется относительно много переключающих элементов. При определенном входном напряжении диапазон изменения выходного напряжения относительно невелик. Выходное напряжение в основном в 1/3 ~ 3 раза больше входного напряжения, мощность схемы мала, а эффективность будет зависеть от выходной мощности.Соотношение между напряжением и входным напряжением меняется. Когда светодиодов несколько, их нужно включать параллельно. Чтобы предотвратить неравномерное распределение тока в ответвлении, необходимо использовать балластный резистор, что значительно снизит КПД системы.

Схема импульсного источника питания представляет собой схему преобразования постоянного / постоянного тока, которая изменяет выходное напряжение, изменяя соотношение времени между переключением и выключением. С точки зрения схемы, по сравнению со схемой накачки заряда, она содержит магнитные компоненты, то есть индуктор или высокочастотный трансформатор.Импульсный источник питания делится на два типа преобразователей постоянного тока в постоянный, а именно, входной и выходной без изоляции, а именно «прямое соединение» и «вход и выход».

Типичные схемы «прямого» преобразователя постоянного тока в постоянный включают понижающий, повышающий, понижающий-повышающий и Cuk.

Типичные схемы изолированных преобразователей постоянного тока в постоянный с входом и выходом: несимметричный прямой, обратный несимметричный, двухтактный, полумостовой и полный мост. Схема импульсного источника питания может обеспечивать широкий диапазон выходного напряжения, а выходное напряжение регулируется непрерывно, выходная мощность большая, поэтому диапазон применения шире, особенно в ситуациях средней и большой мощности.

Линейная схема управления рассматривает полупроводниковое силовое устройство, работающее в линейной области, как динамический резистор и реализует управление постоянным током посредством управления уровнем управления. Недостатком линейной схемы управления является низкий КПД, но она имеет быструю реакцию на входное напряжение и изменение нагрузки. Схема относительно проста. Легко контролировать ток светодиода напрямую, и легко контролировать высокую точность тока.

VI Новая конструкция схемы драйвера

Фактическое управление обратной связью импульсного источника питания — это выходное напряжение, а управление выходным током нелегко быть точным, а светодиодная лампа легко повреждается при управлении переключением блок питания смещен; КПД линейной схемы невысокий.

На основании вышеуказанных причин разработана новая схема управления светодиодами. В схеме используется односторонний импульсный импульсный источник питания с обратным ходом в качестве регулятора передней ступени, а источник постоянного тока с линейным регулированием давления используется в качестве пост-регулятора. После преобразования несимметричного обратноходового источника питания может быть получено выходное напряжение постоянного тока, которое используется в качестве входа посткаскадного источника постоянного тока, управляемого напряжением. Поскольку входное напряжение источника постоянного тока управляется высокоэффективным импульсным источником постоянного тока с одним обратным ходом, источник постоянного тока с контролем давления может точно управлять светодиодом и изменять входное напряжение источника постоянного тока в большом диапазоне, поэтому эффективность и точность гарантированы, а электроснабжение может быть поставлено по городу.В то же время двухуровневой регулировкой непросто повредить светодиодную лампу.

Рисунок 2. Новая схема схемотехники драйвера

Схема системы показана на рисунке 2. Трансформатор T1, переключающая трубка Q1, диод D1 и конденсатор C1 составляют односторонний импульсный импульсный источник питания с обратным ходом, а операционные усилители U1, U2 и силовой транзистор Q2 образуют устройство с регулируемым давлением. источник постоянного тока, а микроконтроллер STC89C51 является основным устройством управления.

Когда значение серого изменяется, микроконтроллер генерирует соответствующее напряжение управления яркостью на основе полученного значения серого. Напряжение управления яркостью добавляется к тому же фазному входу U1. Обратная входная клемма U1 — это сигнал тока светодиода, полученный U2, а R12 — резистор обнаружения тока. Выходное напряжение U1 является управляющим напряжением МОП-лампы Q2, что известно из концепции недостатка операционного усилителя.Обратное входное напряжение U1 равно напряжению на его прямом входе, то есть ток на R12 контролируется напряжением управления яркостью и не изменяется при изменении нагрузки.

Однокристальный выдает соответствующее напряжение управления яркостью в соответствии со значением серого, которое он получает, а также выдает сигнал ШИМ. Сигнал ШИМ соответствует сигналу TL431 для управления переключателем Q1. Затем MCU изменяет скважность сигнала ШИМ в соответствии с полученным сигналом тока светодиода и изменяет выходное напряжение импульсного источника питания , то есть изменяет постоянную.Входное напряжение источника потока снижает напряжение на силовой трубке Q2, так что она работает в зоне регулируемого сопротивления или рядом с зоной регулируемого сопротивления в случае постоянного выходного тока, чтобы повысить эффективность. TL431 — это трехконтактный регулируемый шунтирующий источник опорного напряжения, в котором наличие TL431 и соответствующей ему электрической фазы ограничивает максимальное выходное напряжение импульсного источника питания и дополнительно повышает безопасность системы.

Когда освещение относительно хорошее, MCU управляет выходным сигналом напряжения управления яркостью в соответствии с полученным значением серого, так что выходной ток источника постоянного тока относительно невелик, и может быть достигнут эффект энергосбережения.На рисунке 2 выходное напряжение микроконтроллера контролируется цифро-аналоговым преобразователем для питания источника постоянного тока. На рисунке 2 не показана цифро-аналоговая часть.

VII Базовое предложение по разработке драйвера светодиода
Конструкция драйвера светодиода не сложна, но у нас должна быть хорошая идея. Поскольку мы выполняем отладку перед расчетом, отладку и старение после отладки, мы считаем, что любой может преуспеть в светодиодах.
7.1 Размер тока светодиода
Всем известно, что слишком большая пульсация светодиода повлияет на срок службы светодиода.Что касается воздействия, то конкретного показателя пока нет.
7.2 Chip Fever
Это в основном предназначено для микросхемы драйвера высокого напряжения со встроенным модулятором мощности, который не только снижает энергопотребление микросхемы, но и не приводит к дополнительному потреблению энергии для рассеивания тепла.
7.3 Power Tube Fever
Энергопотребление силовой трубки делится на две части: потери переключения и потери проводимости. Светодиод — это приложение для электропривода, и повреждение переключателя намного больше, чем потеря проводимости.Потери при переключении связаны с CGD и CGS силовой трубы, а также с управляемой способностью и рабочей частотой микросхемы. Таким образом, решение тепловой проблемы силовой трубы может быть решено из следующих аспектов:
A. Силовая трубка MOS не может быть выбрана в зависимости от величины сопротивления проводимости. Чем меньше внутреннее сопротивление, тем больше емкость CGS и CGD.
B. Остальное — это частота и возможности привода микросхемы. Здесь мы говорим только о влиянии частоты.Частота прямо пропорциональна потерям проводимости. Поэтому, когда электрическая трубка нагревается, мы должны сначала подумать, не слишком ли высока частота выбора. Когда частота снижается, чтобы получить ту же нагрузочную способность, пиковый ток должен быть больше или индуктивность становится больше, что может привести к тому, что катушка индуктивности попадет в область насыщения. Если ток насыщения индуктивности достаточно велик, CCM (режим непрерывного тока) может быть изменен на DCM (режим прерывистого тока), что требует увеличения емкости нагрузки.
7.4 Снижение частоты рабочей частоты
Снижение частоты в основном вызвано двумя причинами. Отношение входного напряжения к напряжению нагрузки невелико, а системные помехи велики. В первом случае будьте осторожны, чтобы не установить слишком высокое напряжение нагрузки, хотя напряжение нагрузки высокое, эффективность будет высокой.
Для последнего мы можем попробовать следующие аспекты: A, наименьший ток устанавливает наименьшую точку; B, чистая точка проводки, особенно ключевой путь смысла; C — выбор индуктора или индуктивности замкнутой магнитной цепи; D, RC фильтр нижних частот, этот эффект маловат.C не очень хорошая консистенция, отклонение немного велико, но этого должно хватить для освещения.
7.5 Выбор индукторов или трансформаторов
Поскольку рабочее напряжение мощного светодиода составляет всего 3 В, мостовой выпрямитель преобразует 220 В переменного тока в постоянный, падение напряжения на полном мосту составляет около 1,8 В. . А эффективность использования энергии всего одного светодиода составляет всего 60%. Мы должны соединить вместе более 3 светодиодов, чтобы общая эффективность использования электроэнергии была более 80%.
В соответствии с принципом трех основных цветов синтеза белого света, мощные светодиоды мощностью 31 Вт с красным, зеленым и синим соединены последовательно, и можно получить яркость светодиода, эквивалентную белому свету 3 Вт. В то же время можно комбинировать 6 видов цветного света, чтобы удовлетворить предпочтения людей в отношении преобразования цвета.
VIII Заключение
Схема управления светодиодами использует импульсный источник питания в качестве первого уровня управления и источник постоянного тока управления давлением в качестве второго уровня управления.Сочетание двух преимуществ может обеспечить эффективность и точность управления. К тому же он напрямую обеспечен городом электричеством, двухслойный привод, высокая безопасность, а вывести из строя дорогостоящие светодиодные фонари непросто. Эксперименты показывают, что КПД системы может достигать более 83%, а мощность такая же, как у несимметричного импульсного источника питания с обратным ходом, что заслуживает поощрения.
Часто задаваемые вопросы по основам работы с драйверами светодиодов
1.Для чего нужен светодиодный драйвер?
Драйверы светодиодов
— это устройства, которые регулируют и подают мощность, используемую для «запуска» светодиодных лент. Подобно традиционным трансформаторам, они преобразуют переменный ток сетевого напряжения (240 В переменного тока) в более низкое напряжение.
2. Нужен ли мне драйвер для светодиодных фонарей?
Для каждого светодиодного источника света требуется драйвер. … Некоторые светодиоды уже имеют встроенный драйвер внутри лампы. Светодиоды, предназначенные для домашнего использования (лампы с цоколем E26 / E27 или GU24 / GU10 и работающие от 120 В), обычно уже включают драйвер.Однако низковольтные светодиодные источники света, такие как некоторые MR-лампы (MR GU5.
3. В чем разница между трансформатором и драйвером светодиода?
В чем разница между светодиодным драйвером и светодиодным трансформатором? Трансформатор — это условно устройство с двойной обмоткой, просто вход переменного тока и выход переменного тока. Драйверы более сложные, чем это, и обычно выдают выход постоянного тока с использованием импульсной системы, а также в них есть схемы регулирования и контроля тока.
4.Можно ли использовать драйвер светодиода в качестве источника питания?
Светодиодный драйвер постоянного напряжения с. Драйверы постоянного тока и постоянного напряжения являются жизнеспособными вариантами источника питания для светодиодных источников света, но отличается способ подачи питания.
5. Сколько светодиодов может запитать драйвер?
Если у вас есть драйвер с выходной мощностью 60 Вт, он должен работать только со светодиодами, которые в сумме потребляют 48 Вт (60 Вт x 80% = 48 Вт).Сколько огней может запитать один водитель? Водители не ограничены количеством светодиодов, которые они питают. Они ограничены общей мощностью светодиодных ламп, которые они питают.
6. Как долго прослужит светодиодный драйвер?
А именно, срок службы схемы управления истекает до того момента, когда светодиод перестанет излучать свет или его яркость упадет. Типичный номинальный срок службы этих элементов часто составляет менее 25 000 часов, в то время как срок службы самого светодиода может достигать 50 000–100 000 часов.
7. Нагреваются ли драйверы светодиодов?
Тепло — враг электроники, и это относится и к драйверам светодиодов. Это не означает, что драйверы светодиодов не могут работать в жарких условиях, они могут. … Выходная мощность импульсного источника питания, включая драйверы светодиодов, уменьшается при повышении температуры.
8. Как выбрать драйвер светодиода?
Используйте драйвер светодиода, по крайней мере, с таким же значением, как у вашего светодиода (ов).Выходная мощность драйвера должна быть выше, чем требуется для светодиодов для дополнительной безопасности. Если выходной сигнал соответствует требованиям к питанию светодиода, он работает на полную мощность. Работа на полной мощности может привести к сокращению срока службы драйвера.
9. Как узнать, неисправны ли драйверы светодиодов?
Драйверы светодиодов
выпрямляют переменный ток высокого напряжения в низкое напряжение. Если у вас есть хороший светодиод и плохо работает светодиодный драйвер, ваши светодиодные фонари для высоких отсеков не будут работать долго.Большинство отказов светодиодов происходит не из-за самого светодиода, а из-за драйвера. Обычно цепи перегорают и выходят из строя.
10. Как работает схема драйвера светодиода?
В электронике схема светодиода или драйвер светодиода — это электрическая схема, используемая для питания светодиода (СИД). … Падение напряжения на светодиоде примерно постоянно в широком диапазоне рабочего тока; поэтому небольшое увеличение приложенного напряжения значительно увеличивает ток.
Книжная рекомендация
— Ассоциация производителей электрического оборудования и медицинских изображений (Автор)
— ЧЖОУ ЧЖИ МИН ДЭНГ (Автор)
Совершенно очевидно, что экономический рост тесно связан с доступностью энергии.К доступности энергии можно подойти двумя способами; Первый способ — построить больше электростанций, чтобы удовлетворить возросший спрос. Второй способ — снизить энергопотребление. Светодиодное освещение имеет множество преимуществ, таких как высокая надежность, низкие затраты на обслуживание, регулировка яркости, в дополнение к основному преимуществу энергосбережения и значительного ожидаемого повышения производительности. С другой стороны, недостатки в основном связаны с первоначальной стоимостью замены систем освещения, а также с необходимостью специальной схемы силовой электроники для управления ими для регулирования интенсивности и яркости.Цель проекта — заменить галогенные лампы (50 Вт) на встроенные светодиодные (10 Вт). Светодиоды имеют много преимуществ по сравнению с другими источниками света, такими как лампы накаливания или люминесцентные лампы. Наиболее значительными преимуществами являются быстрое включение, меньшее тепловыделение, меньшее энергопотребление и более длительный срок службы. Светодиоды необходимо правильно управлять, чтобы обеспечить оптимальную производительность и долгий срок службы. Драйвер должен быть рентабельным, что обычно не достигается с помощью отдельных компонентов, но может быть реализовано с помощью интегрированных решений.
— Айя Гебриль Ахмед (автор), Махмуд Насари Абд аль-Фаттах (автор), Айя Бакр Абд аль-Вахаб (автор)
Соответствующая информация о «Основах светодиодного драйвера и его схемотехнике»
О статье «Основы светодиодного драйвера и его схемотехника». Если у вас есть лучшие идеи, не стесняйтесь писать свои мысли в следующей области комментариев. Вы также можете найти больше статей об электронных полупроводниках через поисковую систему Google или обратиться к следующим связанным статьям.
Альтернативные модели
Часть Сравнить Производителей Категория Описание
светодиодный драйвер IC | Analog Devices
Некоторые файлы cookie необходимы для безопасного входа в систему, но другие необязательны для функциональной деятельности.Сбор наших данных используется для улучшения наших продуктов и услуг. Мы рекомендуем вам принять наши файлы cookie, чтобы обеспечить максимальную производительность и функциональность нашего сайта. Для получения дополнительной информации вы можете просмотреть сведения о файлах cookie. Узнайте больше о нашей политике конфиденциальности.
Принять и продолжить Принять и продолжить
Файлы cookie, которые мы используем, можно разделить на следующие категории:
Строго необходимые файлы cookie:
Это файлы cookie, которые необходимы для работы аналога.com или предлагаемые конкретные функции. Они либо служат единственной цели передачи данных по сети, либо строго необходимы для предоставления онлайн-услуг, явно запрошенных вами.
Аналитические / рабочие файлы cookie:
Эти файлы cookie позволяют нам выполнять веб-аналитику или другие формы измерения аудитории, такие как распознавание и подсчет количества посетителей и наблюдение за тем, как посетители перемещаются по нашему веб-сайту. Это помогает нам улучшить работу веб-сайта, например, за счет того, что пользователи легко находят то, что ищут.
Функциональные файлы cookie:
Эти файлы cookie используются для распознавания вас, когда вы возвращаетесь на наш веб-сайт. Это позволяет нам персонализировать наш контент для вас, приветствовать вас по имени и запоминать ваши предпочтения (например, ваш выбор языка или региона). Потеря информации в этих файлах cookie может сделать наши службы менее функциональными, но не помешает работе веб-сайта.
Целевые / профилирующие файлы cookie:
Эти файлы cookie записывают ваше посещение нашего веб-сайта и / или использование вами услуг, страницы, которые вы посетили, и ссылки, по которым вы переходили.Мы будем использовать эту информацию, чтобы сделать веб-сайт и отображаемую на нем рекламу более соответствующими вашим интересам. Мы также можем передавать эту информацию третьим лицам с этой целью.
Отклонить файлы cookie
Схема драйвера светодиода питания
Детали схемы (см. Принципиальную схему)
R1: резистор приблизительно 100 кОм (серия Yageo CFR-25JB)
R3: резистор настройки тока — см. Ниже
Q1: малый транзистор NPN (Fairchild 2N5088BU)
Q2: большой N-канальный полевой транзистор (Fairchild FQP50N06L)
LED: светодиод питания (Luxeon, 1-ваттная белая звезда LXHL-MWEC)
Прочие части:
источник питания: я использовал старый трансформатор для защиты от бородавок, или вы могли использовать батарейки.для питания одного светодиода подойдет напряжение от 4 до 6 вольт с достаточным током. поэтому схема удобна! вы можете использовать самые разные источники питания, и он всегда будет гореть одинаково.
радиаторов: здесь я создаю простой светильник без радиатора. что ограничивает нас током светодиода примерно 200 мА. для большего тока вам нужно поместить светодиод и Q2 на радиатор (см. мои примечания в других инструкциях по светодиодам, которые я сделал).
прототипов плат: я изначально не использовал прототип платы, но я построил вторую после на макетной плате, есть несколько фотографий этого в конце, если вы хотите использовать прототип платы.
выбор R3:
Схема является источником постоянного тока, значение R3 устанавливает ток.
Расчеты:
— ток светодиода задается R3, он примерно равен: 0,5 / R3
— Мощность R3: мощность, рассеиваемая резистором, составляет приблизительно: 0,25 / R3
Я установил ток светодиода на 225 мА, используя резистор R3 с сопротивлением 2,2 Ом. Мощность R3 составляет 0,1 Вт, поэтому стандартный резистор на 1/4 Вт вполне подойдет.
Здесь я объясню, как работает схема и каковы максимальные ограничения, вы можете пропустить это, если хотите.
Технические характеристики:
входное напряжение: от 2 В до 18 В
выходное напряжение: до 0,5 В меньше входного напряжения (падение 0,5 В)
ток: 20 ампер + с большим радиатором
Максимальные пределы:
единственное реальное ограничение для источника тока — это Q2 и используемый источник питания. Q2 действует как переменный резистор, понижая напряжение источника питания в соответствии с потребностями светодиодов. поэтому Q2 понадобится радиатор, если есть высокий ток светодиода или если напряжение источника питания намного выше, чем напряжение цепочки светодиодов.с большим радиатором эта схема может выдерживать БОЛЬШУЮ мощность.
Указанный транзистор Q2 рассчитан на питание до 18 В. Если вы хотите большего, посмотрите мою инструкцию по светодиодным схемам, чтобы узнать, как схему нужно изменить.
Без радиаторов вообще Q2 может рассеивать только около 1/2 Вт, прежде чем станет действительно горячим — этого достаточно для тока 200 мА с разницей до 3 В между источником питания и светодиодом.
Функция цепи:
— Q2 используется как переменный резистор.Q2 начинается с включения R1.
— Q1 используется как датчик перегрузки по току, а R3 является «резистором считывания» или «резистором настройки», который запускает Q1, когда протекает слишком большой ток.
— Основной ток проходит через светодиоды, через Q2 и через R3. Когда через R3 протекает слишком большой ток, Q1 начинает включаться, что начинает отключать Q2. Выключение Q2 уменьшает ток через светодиоды и R3. Поэтому мы создали «петлю обратной связи», которая непрерывно отслеживает ток и постоянно поддерживает его точно на заданном уровне.
Эта схема настолько проста, что я собираюсь построить ее без печатной платы. я просто соединю выводы частей в воздухе! но вы можете использовать небольшую прототипную плату, если хотите (пример см. на фотографиях в конце).
Сначала определите контакты на Q1 и Q2. кладя детали перед собой этикетками вверх и штифтами вниз, штифт 1 находится слева, а штифт 3 — справа.
по сравнению со схемой:
Q2:
G = контакт 1
D = контакт 2
S = контакт 3
Q1:
E = контакт 1
B = контакт 2
C = контакт 3
итак: начните с подключения провода от отрицательного светодиода к контакту 2 Q2
Теперь приступим к подключению Q1.
сначала приклейте Q1 вверх ногами к передней части Q2, чтобы с ним было легче работать. у этого есть дополнительное преимущество: если Q2 станет очень горячим, это приведет к тому, что Q1 снизит ограничение по току — это функция безопасности!
— подключите контакт 3 Q1 к контакту 1 Q2.
— подключите контакт 2 Q1 к контакту 3 Q2.
— припаять резистор одной ножкой резистора R1 к этому болтающемуся проводу светодиода плюс
— припаиваем другую ногу R1 к выводу 1 Q2.
— присоедините плюсовой провод от аккумулятора или источника питания к плюсовому проводу светодиода.на самом деле, наверное, было бы проще сделать это в первую очередь.
— приклейте R3 к стороне Q2, чтобы он оставался на месте.
— подключите один вывод R3 к выводу 3 Q2
— подключите другой вывод R3 к выводу 1 Q1
Теперь подключите отрицательный провод от источника питания к контакту 1 Q1.
готово! на следующем шаге мы сделаем его менее хрупким.
Теперь проверьте цепь, подав питание. если он работает, нам просто нужно сделать его долговечным.Самый простой способ — нанести большую каплю силиконового клея по всей цепи. это сделает его механически прочным и водонепроницаемым. просто нанесите шарик на силикон и постарайтесь избавиться от пузырьков воздуха. я называю этот метод: «BLOB-TRONICS». На вид это не так уж и много, но работает очень хорошо, дешево и легко.
также, связывание двух проводов вместе помогает снизить нагрузку на провода.
Я также добавил фотографию той же схемы, но на прототипной плате (это «Capital US-1008», доступно на digikey) и с цифрой 0.47 Ом R3.
Драйверы светодиодных дисплеев — Основы схемотехники
В электронике драйвер дисплея — это полупроводниковая интегральная схема, которая обеспечивает функцию интерфейса между микропроцессором, микроконтроллером, периферийным интерфейсом общего назначения и конкретным типом устройства отображения, например светодиодом. Драйвер дисплея обычно принимает команды и данные, используя стандартный последовательный или параллельный интерфейс общего назначения. Затем он генерирует сигналы с подходящим напряжением, током, синхронизацией и демультиплексированием, чтобы на дисплее отображался желаемый текст или изображение.Драйверы светодиодов управляют величиной тока и напряжения, подаваемого на светодиоды (светодиоды). Эти драйверы разработаны и изготовлены в соответствии с большинством отраслевых спецификаций. Широко доступны даже некоторые специализированные драйверы светодиодных дисплеев.
ИС драйвера светодиода — это интегральная схема (ИС), которая обеспечивает управление яркостью и цветом подсветки. Обычно они находятся в цепи драйвера светодиода, которая может проверить светодиод на поддержание яркости и увеличение срока службы светодиода. Некоторые драйверы светодиодов используются в портативных устройствах, таких как мобильные телефоны, цифровые камеры, цифровые часы и счетчики с точки зрения приложений.Другие драйверы светодиодов используются в DVD и MP3-плеерах.
Типы драйверов светодиодных дисплеев
Драйверы белых светодиодов — они обеспечивают белый свет для подсветки и обеспечивают очень низкий уровень шума. Типичный КПД достигает 90%.
LED PWM драйверы — их можно программировать через интерфейс, совместимый с I2C. ШИМ-драйверы светодиодов используются для приложений, требующих управления программированием цвета, рисунка и интенсивности.
Драйверы светодиодов RGB — Все функции управляются программным обеспечением через внутренние регистры и интерфейс SPI.
Драйверы светодиодов постоянного тока — имеют внутреннюю схему, которая контролирует ток контура каждого светодиода и автоматически регулирует генерируемое выходное напряжение постоянного тока до минимального значения, необходимого для получения максимального прямого напряжения.
7-сегментные драйверы светодиодов — это драйверы светодиодных дисплеев, которые используют схему комбинационной логики, которая принимает 4-битный вход BCD и генерирует семь выходных сигналов для управления семью отдельными сегментами дисплея.
Светодиоды (LED) — это полупроводниковые устройства, которые излучают свет, когда электрический ток проходит через полупроводниковые материалы.Чтобы светодиоды работали наилучшим образом, им нужна помощь драйверов светодиодов, чтобы обеспечить лучшую эффективность, надежность и долговечность. Драйверы светодиодов — это электрические или электронные устройства, которые предотвращают повреждение светодиодов, регулируя его прямое напряжение, которое изменяется с температурой, избегая теплового разгона при подаче постоянного тока на светодиод.
Некоторые общепринятые методы использования
Автомобильное освещение — Каждое решение автомобильного освещения включает в себя особый светодиодный драйвер.Они используются для наглядности или для экономии энергии. Эти драйверы будут рассеивать тепло на разных уровнях, в зависимости от окружающей среды и размещения. Светодиодное освещение может повысить безопасность водителей и пешеходов за счет увеличения диапазона видимости, когда фары включены, выключены или приглушены, чтобы эффективно работать на любом этапе поездки.
Дисплеи 16 × 16 — они становятся все более распространенными, потому что они отлично подходят для использования на открытом воздухе, например, для хранения вывесок, рекламных щитов, вывесок общественного транспорта и многого другого.Можно создавать знаки на нескольких языках, для которых требуется больше светодиодов с дисплеем 16 × 16.
Подсветка смартфона — количество светодиодов меняется в зависимости от размера дисплея смартфона. Для больших дисплеев требуется больше светодиодов для подсветки. Драйверы светодиодов могут значительно снизить энергопотребление за счет различных архитектур подсветки: прямой и боковой. Для светодиодной подсветки используются два основных режима затемнения: глобальное затемнение (все светодиодные цепочки затемняются вместе) и локальное затемнение (светодиодные цепочки затемняются независимо).
Как это работает
Драйвер светодиодов необходим для правильной работы светодиодов. В отличие от большинства электронных устройств, светодиоды являются устройствами, управляемыми током, а не напряжением. Даже незначительное изменение напряжения может привести к огромному изменению тока. Следовательно, важно регулировать ток привода, а не напряжение. Драйверы светодиодов обычно представляют собой устройства с переключаемым режимом, которые преобразуют входное напряжение в напряжение, при котором ток, потребляемый светодиодами, равен его току возбуждения.Управляющий ток регулируется для обеспечения оптимальной яркости, срока службы светодиодов и батареи. Управляющий ток ниже максимального управляющего тока светодиода может значительно продлить срок службы и срок службы батареи.
Светодиодный драйвер чем-то похож на круиз-контроль в автомобиле. Это помогает контролировать ток, идущий на светодиод. Без драйвера светодиода светодиоды станут слишком горячими и нестабильными, что приведет к тепловому выходу из строя, что приведет к плохой работе или отказу. Это означает, что в светодиодном фонаре всю тяжелую работу выполняет водитель.Ваш светодиод может быть лучшим, но он не останется таким, если у вас нет хорошего светодиодного драйвера. Это потому, что большинство светодиодных фонарей работают от низкого напряжения постоянного тока. По сути, драйвер светодиода помогает выпрямлять высокое напряжение с помощью переменного тока из источника питания от сети до низкого напряжения с помощью постоянного тока для светодиодных фонарей. На самом деле светодиоды работают от постоянного тока при довольно низком напряжении — обычно от 2 до 4 В.
Драйвер светодиодного дисплея (8-значный) — MAX7219CNG
MAX7219CNG — это компактный драйвер дисплея с общим катодом для последовательного ввода / вывода, который может сопрягать микропроцессоры с 7-сегментными цифровыми светодиодными дисплеями до 8 цифр, гистограммами или 64 отдельными светодиодами.Для установки тока сегмента для всех светодиодов требуется только один внешний резистор. Это устройство выполнено в 24-выводном DIP-корпусе.
Использует
Если вы хотите преобразовать последовательные данные в параллельные
Используется для уменьшения использования контактов ввода / вывода контроллера или процессора
Используется для управления 64 светодиодами, используя только 3 PINS
Предпочтительно для 7-сегментных дисплеев
Используется для управления больше сегментов дисплея, подключив больше микросхем в серийный номер
Как использовать драйверы светодиодных дисплеев
ИС используется как любой сдвиговый регистр.Сначала мы будем посылать последовательные данные на чип бит за битом, и как только все данные будут отправлены, мы скажем чипу сдвинуть эти последовательные данные на выход, включив вывод CS. Теперь подключите контакты DIN, CS и CLK. Эти три контакта важны для управления микросхемой. Затем выберите резистор / ы для вывода ISET. Чтобы безошибочно управлять дисплеем, подберем соответствующий резистор.
Эту микросхему можно использовать двумя способами. Один из них — следовать инструкциям, приведенным в таблице данных, для побитовой отправки данных.Второй способ — использовать библиотеки, ранее написанные для этого чипа. Использование библиотек — самый простой способ получить желаемый результат. С библиотеками вы можете просто ввести необходимые данные для отправки, ни о чем не беспокоясь. Мы будем отправлять данные на чип через штырь DIN. Данные отправляются бит за битом, устанавливая часы чипа для каждого бита. Чип хранит последовательные данные в своих регистрах до тех пор, пока не будут получены все данные. После завершения отправки данных мы установим вывод CS для чипа, чтобы все данные, хранящиеся в его регистре, переместились на выход.После вывода данных чипа загораются соответствующие светодиоды, отображающие результат. Некоторые из его приложений включают цифровую электронику, серверы, блоки памяти, сети и цифровые системы.
Пример принципиальной схемы с использованием драйвера светодиодного дисплея
Светодиодный драйвер
| Светодиодный контроллер | Схема светодиодного драйвера | Светодиодный привод с регулируемой яркостью
Светодиодный драйвер — это устройство, которое обеспечивает регулируемую величину тока и напряжения для светодиодной или светодиодной лампы.Светодиодная лампа — это свет, который содержит массив светодиодов, собранных в электрическую цепь, которая предназначена для эффективной работы. Драйвер соответствует требованиям схемы к напряжению и току и контролирует как ток, так и напряжение для обеспечения правильной работы.
Светодиоды (LED) — это два оконечных полупроводниковых прибора. PN-переход светодиода высвобождает фотоны при прохождении через него тока в процессе, называемом термолюминесценцией. Цвет светодиода определяется типом используемого материала, который определяет характеристики ширины запрещенной зоны, характерные для полупроводника.
Драйверы светодиодов получают питание от основного источника переменного тока (AC) и называется первичным (PRI) напряжением. Драйвер выпрямляет это первичное напряжение, чтобы генерировать постоянное напряжение на вторичной стороне (SEC), чтобы управлять светодиодной лампой. Драйверы светодиодов могут иметь громоздкие трансформаторы с железным сердечником для понижения основного высокого напряжения до более низкого напряжения для светодиодной лампы (например, 12 В). Большинство домашних хозяйств используют инвертор мощности для понижения напряжения светодиодной лампы из-за их более низкой стоимости и небольшого форм-фактора.
Многие драйверы светодиодов содержат дополнительный вход для установки интенсивности светодиода. Обычно это достигается за счет быстрого переключения источника питания на светодиод, управления соотношением включения / выключения (также известного как метка / пробел) источника питания с помощью процесса, называемого широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Драйверы светодиодов также имеют встроенный контур управления для поддержания постоянного тока. Это позволяет светодиоду работать в большом диапазоне напряжений с правильной выходной мощностью и гарантирует, что светодиод не будет перегружен, что сокращает срок службы ламп.Характеристики светодиодов могут значительно изменяться в зависимости от температуры, что в результате может привести к повреждению, если не будет тщательно контролироваться.
В случае, когда драйвер светодиода относится к отдельной интегральной схеме, он выполняет ту же роль, что и описанный для источника питания, за исключением того, что он может поддерживать более низкие напряжения светодиодов или несколько различных выходных напряжений, а также несколько каналов управления. Возможности обычно описываются с точки зрения напряжения и тока на канал.
Драйверы светодиодов растут на рынке полупроводников, удовлетворяя спрос на эффективные решения для освещения с длительным сроком службы.Прогнозируется, что к 2020 году будет сложно купить другой источник света, кроме светодиодов. В то же время прогнозируется, что стоимость будет такой же, как у лампы накаливания, и потреблять на 85% меньше энергии. Подробнее Читать меньше
Схема работы и приложения светодиодного драйвера
Схема драйвера светодиода
Светодиод
, то есть светоизлучающий диод — это особый вид диодов, излучающих энергию в видимой полосе электромагнитного спектра. Однако он проводит прямое смещение так же, как диод с p-n переходом.Он используется как оптоэлектронное устройство.
Теперь позвольте мне задать вам простой вопрос. У нас дома есть переменный ток 230 вольт, можем ли мы подать его напрямую на светодиод? Ответ должен быть: Конечно, нет. Это связано с тем, что для светодиода требуется постоянный входной ток. Таким образом, чтобы служить этой цели, нам нужна схема драйвера.
В этой статье мы узнаем о конструкции схемы драйвера светодиода на 230 вольт. Как правило, широко используется подход с использованием трансформатора для источника питания переменного тока в постоянный.Но подумайте, будет ли это хороший вариант для управления нагрузкой, такой как светодиод? Нисколько. Так что давайте попробуем по-другому.
Принцип схемы драйвера светодиода
Я надеюсь, что после вышеупомянутого обсуждения вы очень ясно поняли цель статьи. Да, мы должны спроектировать бестрансформаторную схему драйвера светодиода (которую особенно можно использовать дома).
Схема драйвера содержит конденсаторы переменного тока, рассчитанные на высокое напряжение и подключаемые между линиями.Основная функция конденсатора — ограничение тока источника питания. Поскольку конденсатор только снижает ток, высокое напряжение в более поздней части цепи является дельта-треугольником (выпрямление и регулирование).
Схема светодиодного драйвера 5 Вт
Компоненты схемы драйвера светодиода
Электролитический конденсатор (неполяризованный 2,2 мкФ)
Четыре резистора (1 кОм, 10 кОм, 22 кОм, 390 кОм)
Мостовой выпрямитель
Стабилитрон (4,7 В)
Светодиод (Ярко-белый светодиод)
И, a поляризованный конденсатор (47 мкФ)
Схема светодиодного драйвера
К основному источнику питания подключен конденсатор переменного тока, соединенный с сетью питания.
Затем параллельно этому конденсатору подключается резистор номиналом 390 кОм. Это необходимо для разряда конденсатора при отсутствии питания. Еще один резистор на 10 Ом подключен между питанием от сети и выпрямителем, который здесь можно назвать предохранителем.
Чтобы преобразовать входящее переменное напряжение в постоянное, мы используем двухполупериодный мостовой выпрямитель. Его мощность составляет 1,5 А.
Теперь выход мостового выпрямителя фильтруется с помощью конденсатора (C-фильтр) 4,7 мкФ.
Стабилитрон затем используется для регулирования выхода двухполупериодного мостового выпрямителя.Учитывая ток, идущий на стабилитрон, мы подключили последовательно резистор на 22 кОм. Значение напряжения стабилитрона 4,7 вольт.
Еще раз выходной стабилитрон фильтруется конденсатором емкостью 47 мкФ и, наконец, подается на светодиод (нагрузка).
Работа схемы драйвера светодиода
Конденсатор класса X является наиболее важным компонентом, поскольку мы разрабатываем бестрансформаторный драйвер. Рассчитаем емкостное реактивное сопротивление, как показано ниже:
Емкостное реактивное сопротивление X
_c = 1 / 2πFC
, следовательно, Xc = 1 / (2π * 50 * 2.(-6))
имеем C = 2,2 мкФ
= 1447,59
Следовательно, по закону Ома ток конденсатора I = V / R
установка значений V и Xc, I = 158 мА
Теперь этот ток поступает в выпрямитель. Кроме того, вход в мостовую схему составляет 230 В (среднеквадратичное значение). Таким образом, Vmax = 230 * √2 = 325,26 В. Таким образом, конденсаторный фильтр должен быть рассчитан на 400 В. После выпрямителя напряжение будет около 305 В, которое необходимо дополнительно снизить, чтобы использовать его в качестве входа светодиода.
Для этого служит стабилитрон
.Кроме того, следует помнить о его номинальной мощности, а также о последовательном резисторе и его номинальной мощности. Давайте сначала рассчитаем подходящее значение последовательного сопротивления.
R
_s = (V _в — V _z) / (I _L + I _z)
, где Iz = 10 мА, IL = 5 мА
Vin = 305 В, Vz = 4,7 В
Следовательно, Rs = 20020 кОм
Теперь необходимо рассчитать номинальную мощность этого резистора, так как она определяет мощность, которую он может рассеять.2 / Rs = 0,07 Вт
Таким образом, на светодиодную нагрузку подается выпрямленное стабилизированное напряжение вместе с ограниченным током.
Также смотрите Half wave Rectifier
Преимущества схемы драйвера
Он прост и экономичен как бестрансформаторный.
Маленький размер и очень вес.
Ограничения схемы драйвера светодиода
Это приложение лучше всего подходит для бытового использования и однофазного питания.
Используемый здесь конденсатор может вызывать скачки напряжения при колебаниях напряжения в сети.
Применение схемы драйвера светодиода
Используется в осветительных и декоративных целях дома.
Он также используется в автомобилях, мотоциклах и различных других автомобилях в качестве индикатора.
Эта схема также используется в комбинации с дверным звонком для индикации.
Используется в различных бытовых приложениях, например, в коммерческом и жилом освещении.
Надеюсь, вы получили некоторые идеи по разработке схемы драйвера.Я хотел бы увидеть любые новые творческие идеи по этому же поводу в разделе комментариев ниже. Также оставьте свой отзыв о статье (дизайне) выше, чтобы мы могли продолжать улучшать качество для вас.
Также посмотрите подробное описание схемы зарядного устройства солнечной батареи
Светодиодный драйвер
на базе микросхемы драйвера светодиодов MP3302. Принципиальная схема. Работает от одного литий-ионного аккумулятора.
MP3302
MP3302 — это интегральная схема повышающего преобразователя, специально разработанная для приводов светодиодов.MP3302 может управлять 27 светодиодами (9 цепочек по 3 белых светодиода последовательно) от литий-ионной батареи. ИС имеет внутренние силовые полевые МОП-транзисторы для управления светодиодами и имеет КПД 88%. Частота переключения составляет 1,3 МГц, а внутренний предел тока составляет 1,33 А. Другими особенностями MP3302 являются отключение при разомкнутой нагрузке, тепловое отключение, отключение при пониженном напряжении и т. Д. Приложения Mp3302 — это светодиодная подсветка, светодиодные осветительные устройства и т. Д. Функциональная блок-схема MP3302 показана ниже (Рис. 1).
Функциональная блок-схема MP3302
В ИС используется схема повышающего регулятора постоянного тока и пикового тока для регулирования тока через светодиоды.В начале каждого цикла генератора схема управления включает силовой полевой МОП-транзистор. Для предотвращения субгармонических колебаний к выходу усилителей считывания тока добавляется стабилизирующий линейный сигнал, а результирующий сигнал подается на неинвертирующий вход компаратора ШИМ. Когда это результирующее напряжение равно напряжению на инвертирующем входе компаратора ШИМ (выходное напряжение усилителя ошибки), силовой полевой МОП-транзистор отключается. Выход усилителя ошибки — это разница между напряжением обратной связи и опорным напряжением.Когда выходное напряжение падает, напряжение обратной связи также падает, что увеличивает выход усилителя ошибки. Это, в свою очередь, увеличивает рабочий цикл управляющего сигнала силового полевого МОП-транзистора, создаваемого схемой управления, что увеличивает рабочий цикл силового полевого МОП-транзистора, он проводит больше тока и регулируется выходное напряжение. Принципиальная схема драйвера 27 светодиодов с использованием MP3302 показана ниже (рис. 2).
Схема драйвера светодиода
MP3302.
Микросхема драйвера светодиода MP3302
C1 — входной байпасный конденсатор, а C2 — выходной байпасный конденсатор.Резистор R1 является резистором обратной связи и регулирует ток светодиода. Управляющее уравнение: Ток светодиода = 195 мВ / R1 . Резисторы с меткой R являются токоограничивающими резисторами для соответствующих цепочек, и их можно использовать для ограничения максимальной яркости светодиодов. Уровень напряжения ниже 0,4 В на выводе EN отключит ИС, а уровень напряжения выше 0,7 В включит ИС. Затемнение светодиодов может быть достигнуто путем подачи сигнала ШИМ в диапазоне от 200 Гц до 1 кГц на вывод EN.Абсолютный минимум амплитуды сигнала ШИМ составляет 1,5 В. Встроенная схема защиты от разомкнутой нагрузки отключает ИС, когда выходное напряжение превышает 38 В. ИС будет оставаться в режиме выключения до тех пор, пока не будет переключено питание.
Выбор R1 показан в таблице ниже.
Ток светодиода (мА) R1 (Ом)
1 195
5 39
10 19.5
20 9,75
60 3,25
180 1,08
Примечания.
При проектировании печатной платы сделайте дорожки токовой петли, диода Шоттки и конденсатора выходного фильтра как можно короче.
C1 и C2 должны быть керамическими конденсаторами. C1 должен иметь номинальное напряжение не менее 10 В, а C2 — не менее 50 В.
Дроссель L1 должен быть с низким сопротивлением постоянному току.
Схема драйвера светодиода с широким диапазоном входного напряжения.
На рисунке ниже (рис. 3) изображена схема драйвера светодиода, которая может работать в широком диапазоне напряжений питания (от 3,3 В до 18 В). Эта схема также основана на микросхеме драйвера светодиода MP3302. Дополнительная схема смещения, состоящая из резистора R и стабилитрона D, добавляется для того, чтобы сделать сопротивление включения силового MOSFET низким и сделать микросхему совместимой с высокими входными напряжениями. Эта схема может управлять 3 параллельными цепочками из 9 последовательных белых светодиодов.Остальная часть схемы аналогична драйверу светодиода, показанному на рис. 2.
Схема драйвера светодиода Диапазон напряжения питания от 3 до 18 В
Драйвер светодиодов с фиксированной частотой, использующий микросхему драйвера светодиодов MP3302.
Принципиальная схема драйвера светодиода с фиксированной частотой, использующего микросхему драйвера светодиода MP3302, показана на схеме (Рис4) ниже. Схема может управлять последовательностью из 10 белых светодиодов. Основная работа этой схемы также аналогична работе драйвера светодиода, показанного на рис. 2.
Драйвер светодиодов с фиксированной частотой Драйвер светодиодов
, работающий от источника питания 3 В.
Еще одна схема драйвера светодиода на основе микросхемы драйвера светодиода MP3302. Эта схема может управлять 9 параллельными цепочками из трех последовательных белых светодиодов и может работать от источника постоянного тока 3 В, и она подходит для одноэлементных приложений.
No related posts.

Ток светодиода (мА)	R1 (Ом)
1	195
5	39
10	19.5
20	9,75
60	3,25
180	1,08

Драйвер для светодиодов своими руками: простые схемы с описанием

Как сделать драйвер для светодиодов

Необходимые материалы и инструменты

Схема простого драйвера для светодиода 1 Вт

Схема мощного драйвера с входом ШИМ

Особенности драйвера

Принцип действия

Сборка и настройка драйвера

Заключение

Драйвер для светодиодов (светодиодной лампы) схема

Схема питания светодиодов светодиодной лампы (схема драйверов для светодиодных ламп) самые простые

Схема драйвера для светодиодов (светодиодных ламп) на транзисторе

Схема драйвера для светодиодов (светодиодных ламп) на микросхеме

Где установлен драйвер в светодиодных лампах

Подводя итог о выборе схемы драйвера для светодиодов (светодиодной лампы)

назначение, принцип работы, схема и ремонт

Назначение.

Принцип работы.

Железо

Обязательные компоненты:

Необязательные компоненты:

Характеристики драйверов, их отличия от блоков питания LED ленты.

Техническое задание

Как выбрать драйвер для светодиодов.

Сборка фонарика

Виды драйверов.

LED драйвер на 220 В.

Описание функций

Рекомендуемые производители светодиодных драйверов.

Схема подключения драйвера к светодиодам.

Предыстория

Схемы (микросхемы) светодиодных драйверов.

Линейный светодиодный драйвер своими руками.

Срок службы светодиодных драйверов.

Тестирование и расчет стоимости изготовления

Цена вопроса

Драйвер для светодиодов своими руками: диммируемый драйвер, схема

Эксплуатационные характеристики драйверов для светодиода

Схема подключения

Важные моменты, которые стоит учитывать при выборе драйверов

Схема драйвера для светодиодов 220

Параметры драйверов

Мощность драйвера

Цвета светодиодов

Типы драйверов

На что обратить внимание при покупке?

Диммируемый драйвер

Разновидности диммируемых драйверов

Какую микросхему выбрать?

Варианты схем драйверов

Процесс сборки

Вариант компоновки

LED-драйверы и системы управления светодиодным освещением

Введение

LED-драйверы

Линейные LED-драйверы

Изолированные LED-драйверы

Неизолированные LED-драйверы

Управляемый источник питания

Драйвер для светодиодной люстры схема

Для чего нужны драйверы?

Параметры драйверов

Мощность драйвера

Цвета светодиодов

Типы драйверов

На что обратить внимание при покупке?

Диммируемый драйвер

Разновидности диммируемых драйверов

Какую микросхему выбрать?

Варианты схем драйверов

Процесс сборки

Вариант компоновки

Схема питания светодиодов на основе конденсаторного делителя

Схема драйвера на CPC9909

Общие сведения

Назначение выводов

Схема и ее принцип работы

Расчет внешних элементов

Частотозадающий резистор

Датчик тока