Sterowniki LED: czym są i do czego służą
W ostatnich latach oświetlenie LED staje się coraz bardziej popularne. Wynika to z faktu, że zastosowane w oprawach diody LED, zwane także diodami elektroluminescencyjnymi (LED), są dość jasne, ekonomiczne i trwałe. Z pomocą elementów LED powstają ciekawe i oryginalne efekty świetlne, które można zastosować w różnorodnych wnętrzach. Jednak takie urządzenia oświetleniowe są bardzo wymagające pod względem parametrów sieci elektrycznych, zwłaszcza pod względem ilości prądu. Dlatego do normalnej pracy oświetlenia w obwodzie muszą znajdować się sterowniki do diod LED. W tym artykule postaramy się dowiedzieć, czym są sterowniki LED, jakie są ich główne cechy, jak nie popełnić błędu przy wyborze i czy można to zrobić samodzielnie.
Treść artykułu
- 1 Czym jest sterownik do oświetlenia LED i jego potrzeba
- 2 Gdzie znalazłeś sterownik do diod LED
- 3 Jak działają urządzenia stabilizujące do diod LED
- 4 Charakterystyka urządzenia, na które należy zwrócić uwagę
- 5 Rodzaje stabilizatorów według typu urządzenia
- 6 Jak wybrać sterownik do diod LED
- 7 Podłączenie przetworników prądu dla diod LED: obwód sterownika dla lampy LED 220 V.
- 8 Jak obliczyć aktualny stabilizator dla oświetlenia LED
- 9 Ściemnialny sterownik do elementów LED - co to jest?
- 10 Cechy chińskich przetworników prądu LED
- 11 Żywotność przetworników prądu
- 12 Obwód sterownika LED oparty na RT 4115
- 13 Jak zrobić sterownik LED DIY
- 14 Gdzie można kupić sterownik do diod i jaka jest cena
- 15 Kilka słów na zakończenie
Czym jest sterownik do oświetlenia LED i jego potrzeba
Ponieważ diody LED są urządzeniami prądowymi, są odpowiednio bardzo wrażliwe na ten parametr. Do normalnej pracy oświetlenia wymagane jest, aby stabilizowany prąd o wartości nominalnej przepływał przez element LED. W tym celu powstał sterownik do lamp LED.
Niektórzy czytelnicy, widząc słowo sterownik, będą zagubieni, ponieważ wszyscy jesteśmy przyzwyczajeni do tego, że termin ten odnosi się do pewnego rodzaju oprogramowania, które umożliwia sterowanie programami i urządzeniami.W tłumaczeniu z języka angielskiego kierowca oznacza: kierowcę, mechanika, smycz, maszt, program sterujący i ponad 10 znaczeń, ale wszystkie łączy jedna funkcja - sterowanie. Tak jest w przypadku sterowników Lampy LED, tylko oni kontrolują prąd. Więc wymyśliliśmy termin, a teraz przejdźmy do rzeczy.
Sterownik LED to urządzenie elektroniczne, na którego wyjściu po ustabilizowaniu się generowany jest stały prąd o wymaganej wielkości, co zapewnia normalną pracę elementów LED. W tym przypadku to prąd jest stabilizowany, a nie napięcie. Nazywane są urządzenia stabilizujące napięcie wyjściowe zasilacze, które służą również do zasilania elementów oświetlenia LED.
Jak już zrozumieliśmy, głównym parametrem sterownika LED jest prąd wyjściowy, który urządzenie może zapewnić przez długi czas, gdy obciążenie jest włączone. Dla normalnej i stabilnej luminescencji elementów LED wymagane jest, aby przez diodę LED płynął prąd, którego wartość musi być zgodna z wartościami podanymi w karcie danych półprzewodnika.
Gdzie znalazłeś sterownik do diod LED
Z reguły sterowniki LED są przystosowane do pracy z napięciami 10, 12, 24, 220 V i prądem stałym 350 mA, 700 mA i 1 A. Stabilizatory prądu do diod LED produkowane są głównie do niektórych produktów, ale są też urządzenia uniwersalne nadaje się do elementów LED wiodących producentów.
Głównie sterowniki LED w sieciach AC służą do:
- systemy oświetlenia ulicznego i domowego;
- stołowe lampy biurowe;
- Taśmy LED i oświetlenie dekoracyjne.
W obwodach prądu stałego stabilizatory są potrzebne do normalnej pracy oświetlenia bocznego i reflektorów samochodowych, lamp przenośnych itp.
Obecne stabilizatory przystosowane są do współpracy z układami sterowania i czujniki fotokomóreka dzięki swojej zwartości można je łatwo zainstalować w puszkach przyłączeniowych. Ponadto za pomocą sterowników można łatwo zmienić jasność i kolor elementów LED, zmniejszając ilość prądu poprzez sterowanie cyfrowe.
Jak działają urządzenia stabilizujące do diod LED
Zasada działania konwertera dla Lampy LED a taśmy polega na utrzymaniu zadanej wartości prądu niezależnie od napięcia wyjściowego. Na tym polega różnica między zasilaczem a sterownikiem LED.
Jeśli spojrzysz na przedstawiony powyżej obwód, zobaczymy, że prąd dzięki rezystorowi R1 stabilizuje się, a kondensator C1 ustawia wymaganą częstotliwość. Ponadto włączany jest mostek diodowy, w wyniku czego do diod LED dostarczany jest stabilizowany prąd.
Charakterystyka urządzenia, na które należy zwrócić uwagę
Wybierając sterownik LED do opraw LED należy koniecznie wziąć pod uwagę główne parametry, a mianowicie: prąd, napięcie wyjściowe oraz moc pobieraną przez podłączone obciążenie.
Napięcie wyjściowe stabilizatora prądu zależy od następujących czynników:
- liczba elementów LED;
- spadek napięcia na diodach LED;
- metoda połączenia.
Prąd na wyjściu urządzenia zależy od mocy i jasność diod LED... Moc obciążenia wpływa na prąd pobierany przez niego w zależności od wymaganej intensywności jarzenia. Jest to stabilizator, który zapewnia diodom LED wymagany prąd.
Moc oprawy LED zależy bezpośrednio od:
- moc każdego elementu LED;
- całkowita liczba diod LED;
- zabarwienie.
Zużycie energii przez obciążenie można obliczyć za pomocą następującego wzoru:
P.H. = PDOPROWADZIŁO × N, Gdzie
- P.H. - całkowita moc obciążenia;
- P.DOPROWADZIŁO - moc pojedynczej diody LED;
- N - liczba elementów LED podłączonych do obciążenia.
Maksymalna moc obecnego stabilizatora nie powinna być mniejsza niż PH. Do normalnej pracy sterownika LED zalecane jest zapewnienie rezerwy mocy min. 20 ÷ 30%.
Oprócz mocy i liczby diod, moc obciążenia podłączonego do sterownika zależy również od koloru elementów LED. Faktem jest, że diody LED o różnych kolorach mają różne spadki napięcia przy tej samej wartości prądu. Czyli np. Czerwona dioda CREE XP-E ma spadek napięcia o 1,9 ÷ 2,4 V przy prądzie 350 mA, a średni pobór mocy wyniesie około 750 mW. Przy tym samym prądzie zielony element LED będzie miał spadek napięcia 3,3 ÷ 3,9 V, a średnia moc wyniesie już prawie 1,25 W. W związku z tym stabilizator prądu zaprojektowany na moc 10 W może zasilać 12 ÷ 13 diod czerwonych lub 7-8 diod zielonych.
Rodzaje stabilizatorów według typu urządzenia
Stabilizatory prądu dla diod elektroluminescencyjnych dzielą się w zależności od typu urządzenia na impulsowe i liniowe.
Wyjściem sterownika liniowego jest generator prądu, który zapewnia płynną stabilizację prądu wyjściowego przy niestabilnym napięciu wejściowym, bez tworzenia zakłóceń elektromagnetycznych o wysokiej częstotliwości. Takie urządzenia charakteryzują się prostą konstrukcją i niskim kosztem, ale ich niska sprawność (do 80%) zawęża obszar ich zastosowania do elementów i taśm LED małej mocy.
Urządzenia impulsowe pozwalają na wytworzenie na wyjściu szeregu impulsów prądowych o wysokiej częstotliwości. Takie sterowniki działają na zasadzie modulacji szerokości impulsu (PWM), to znaczy o średniej wartości prądu wyjściowego decyduje stosunek szerokości impulsu do ich częstotliwości. Takie urządzenia są bardziej poszukiwane ze względu na ich zwartość i wyższą wydajność, która wynosi około 95%. Jednak w porównaniu do liniowych sterowników PWM, stabilizatory mają wyższy poziom zakłóceń elektromagnetycznych.
Jak wybrać sterownik do diod LED
Należy od razu zauważyć, że rezystor nie może być pełnoprawnym zamiennikiem sterownika, ponieważ nie jest w stanie chronić diod LED przed skokami napięcia i szumem impulsowym. Również nie najlepszym rozwiązaniem byłoby użycie liniowego źródła prądu ze względu na jego niską sprawność, co ogranicza możliwości stabilizatora.
Wybierając sterownik do diod LED, należy przestrzegać następujących podstawowych zaleceń:
- najlepiej kupić aktualny stabilizator jednocześnie z obciążeniem;
- wziąć pod uwagę spadek napięcia na diodzie LED;
- wysoki prąd obniża wydajność diody LED i powoduje jej przegrzanie;
- wziąć pod uwagę moc obciążenia podłączonego do sterownika.
Należy również zwrócić uwagę na wskazanie mocy stabilizatora, zakresy pracy napięcia wejściowego i wyjściowego, nominalny stabilizowany prąd oraz stopień ochrony urządzenia przed wilgocią i kurzem.
Rekomendacje! Jak mocny i wysokiej jakości będzie sterownik do taśmy LED lub LED, oczywiście wybierzesz. Należy jednak pamiętać, że do normalnej pracy całego tworzonego systemu oświetleniowego najlepiej dokupić firmowy przetwornik, szczególnie jeśli chodzi o naświetlacze LED i inne mocne urządzenia oświetleniowe.
Podłączenie przetworników prądu dla diod LED: obwód sterownika dla lampy LED 220 V.
Większość producentów produkuje zintegrowane sterowniki mikroukładów (IC), które umożliwiają zasilanie od zbyt niskiego napięcia. Wszystkie konwertery dla Oświetlenie ledoweistniejące w tej chwili dzielą się na proste, stworzone na bazie 1 ÷ 3 tranzystorów i bardziej złożone, wykonane z wykorzystaniem mikroukładów PWM.
Powyżej znajduje się obwód sterownika oparty na mikroukładach, ale jak wspomnieliśmy, istnieją sposoby łączenia za pomocą rezystorów i tranzystorów. Właściwie opcje połączeń oświetlenie ledowe jest ich wiele i po prostu niemożliwe jest szczegółowe omówienie ich wszystkich w jednej recenzji. W Internecie można znaleźć prawie każdy schemat, który pasuje do Twojej sytuacji.
Jak obliczyć aktualny stabilizator dla oświetlenia LED
Aby określić napięcie wyjściowe falownika, należy obliczyć stosunek mocy do prądu. Na przykład przy mocy 3 W i prądzie 0,3 A maksymalne napięcie wyjściowe wyniesie 10 V.Następnie musisz zdecydować o sposobie połączenia, równoległym lub szeregowym, a także o liczbie diod LED. Faktem jest, że zależy od tego moc znamionowa i napięcie na wyjściu sterownika. Po obliczeniu wszystkich tych parametrów możesz wybrać odpowiedni stabilizator.
Należy zauważyć, że konwertery zaprojektowane dla określonej liczby elementów LED mają zabezpieczenie przed sytuacjami awaryjnymi. Ten typ urządzenia charakteryzuje się nieprawidłowym działaniem przy podłączonej mniejszej ilości diod - obserwuje się migotanie lub nie działa w ogóle.
Ściemnialny sterownik do elementów LED - co to jest?
Najnowsze modele konwerterów LED przystosowane są do współpracy ze ściemniaczami półprzewodnikowymi kryształowymi - ściemniacze... Zastosowanie tych urządzeń pozwala na bardziej racjonalne wykorzystanie energii elektrycznej i zwiększenie zasobu elementu LED.
Ściemnialne konwertery są dwojakiego rodzaju. Niektóre wchodzą w obwód między stabilizatorem a elementami oświetlenia LED i działają na zasadzie sterowania PWM. Przetworniki tego typu służą do współpracy z taśmami LED, linią pełzającą itp.
W drugiej wersji ściemniacz montowany jest na szczelinie między zasilaczem a stabilizatorem, a zasada działania polega zarówno na kontroli parametrów prądu przepływającego przez diody LED, jak i na wykorzystaniu modulacji szerokości impulsu.
Cechy chińskich przetworników prądu LED
Wysoki popyt na sterowniki do oświetlenia LED doprowadził do ich masowej produkcji w regionie azjatyckim, w szczególności w Chinach. A kraj ten słynie nie tylko z wysokiej jakości elektroniki, ale także z masowej produkcji wszelkiego rodzaju podróbek. Chińskie sterowniki LED są przetwornikami prądu impulsowego, z reguły zaprojektowanymi dla 350 ÷ 700 mA i w konstrukcji otwartej.
Zalety chińskich przetworników prądu to tylko niski koszt i obecność izolacji galwanicznej, ale nadal jest więcej wad i polegają one na:
- wysoki poziom zakłóceń radiowych;
- zawodność spowodowana tanimi rozwiązaniami obwodów;
- niepewność związana z fluktuacjami sieci i przegrzaniem;
- wysoki poziom tętnienia na wyjściu stabilizatora;
- krótka żywotność.
Zwykle komponenty wyprodukowane w Chinach pracują na granicy swoich możliwości, nie mając zapasów. Dlatego chcąc stworzyć niezawodnie działający system oświetlenia najlepiej zaopatrzyć się w konwerter do diod LED od znanego zaufanego producenta.
Żywotność przetworników prądu
Jak każde urządzenie elektroniczne, sterownik źródła prądu LED ma określoną żywotność, która zależy od następujących czynników:
- stabilność napięcia w sieci;
- spadki temperatury;
- Załaduj;
- poziom wilgotności.
Znani producenci udzielają gwarancji na swoje produkty średnio przez 30 000 godzin pracy. Najtańsze, najprostsze stabilizatory przeznaczone są do pracy przez 20 000 godzin, średnia jakość - 20 000 godzin, a japońskie - do 70 000 godzin.
Obwód sterownika LED oparty na RT 4115
Ze względu na pojawienie się dużej ilości elementów LED o mocy 1 ÷ 3 W i niskiej cenie większość osób woli wykonać na ich podstawie oświetlenie domu i samochodu. Wymaga to jednak sterownika, który ustabilizuje prąd do wartości znamionowej.
Do poprawnej pracy konwertera zaleca się stosowanie kondensatorów tantalowych. Jeśli nie zainstalujesz kondensatora do zasilania, zintegrowany mikroukład (IC) po prostu zawiedzie, gdy urządzenie zostanie podłączone do sieci. Powyżej znajduje się schemat sterownika diody LED w układzie scalonym PT4115.
Jak zrobić sterownik LED DIY
Za pomocą gotowych mikroukładów nawet początkujący amator radiowy jest w stanie złożyć konwerter do diod LED o różnych mocach. Wymaga to umiejętności odczytywania obwodów elektrycznych i doświadczenia z lutownicą.
Możesz zamontować stabilizator prądu dla stabilizatorów 3-watowych za pomocą mikroukładu chińskiego producenta PowTech - PT4115. Ten układ scalony może być stosowany do elementów LED o mocy powyżej 1 W i składa się z jednostek sterujących z dość mocnym tranzystorem na wyjściu. Przetwornik oparty na PT4115 ma wysoką sprawność i minimalną liczbę komponentów.
Jak widać, jeśli masz doświadczenie, wiedzę i chęci, możesz zamontować sterownik LED w prawie każdym schemacie. Spójrzmy teraz na instrukcje krok po kroku dotyczące tworzenia najprostszego konwertera prądu dla 3 elementów LED o mocy 1 W, z ładowarki do telefonu komórkowego. Nawiasem mówiąc, pomoże to lepiej zrozumieć działanie urządzenia, a później przejść do bardziej złożonych obwodów zaprojektowanych dla większej liczby diod LED i taśmy.
Instrukcje montażu sterownika LED
Jak widać, wykonanie najprostszego sterownika LED jest bardzo proste. Oczywiście doświadczeni radioamatorzy mogą nie być zainteresowani tym schematem, ale dla początkującego jest idealny do ćwiczeń.
Gdzie można kupić sterownik do diod i jaka jest cena
Możesz kupić konwerter do diod LED w wyspecjalizowanych sklepach dla radioamatorów, w sklepach lub w Internecie. Ta ostatnia opcja jest obecnie najpopularniejsza, gdyż ceny w sklepach internetowych są zwykle niższe, a asortyment jest większy.
Jak widać po cenach podanych w tabeli można samodzielnie stworzyć sterownik LED dla Lampy LED może albo „notoryczny” radioamator, albo ktoś, kto woli wszystko robić własnymi rękami. Nawiasem mówiąc, rzeczy robione ręcznie są przyjemniejsze niż te kupowane w sklepie. Ogólnie rzecz biorąc, jest to kwestia gustu, czasu, chęci i finansów.
Kilka słów na zakończenie
Więc zorientowaliśmy się, czym jest sterownik diody LED, gdzie jest używany, jak działa, a nawet jak można to zrobić samodzielnie. Chciałbym mieć nadzieję, że informacje, które poznaliście dzisiaj po przeczytaniu naszego artykułu, dały Wam nową wiedzę, były interesujące i co najważniejsze przydatne. Jeśli masz jakieś pytania lub możesz zasugerować coś własnego, napisz do nas, a my wspólnie to rozwiążemy i odpowiemy na Twoje pytania.