Многие довольно часто путают блоки питания и драйвера, подключая светодиоды и светодиодные ленты не от тех источников что нужно.
В итоге через небольшой промежуток времени они выходят из строя, а вы и не подозреваете в чем была причина и начинаете ошибочно грешить на «некачественного» производителя.
Рассмотрим подробнее в чем их отличия и когда нужно применять тот или иной источник питания. Но для начала кратко разберемся в типах блоков питания.
Сегодня уже довольно редко можно встретить применение трансформаторного БП. Схема их сборки и работы довольно проста и понятна.
Самый главный элемент здесь, безусловно трансформатор. В домашних условиях он преобразует напряжение 220В в напряжение 12 или 24В. То есть, идет прямое преобразование одного напряжения в другое.
Частота сети при этом, привычные нам всем 50 Герц.
Далее за ним стоит выпрямитель. Он выпрямляет синусоиду переменного напряжения и на выходе выдает «постоянку». То есть 12В, подаваемые к потребителю, это уже постоянное напряжение 12V, а не переменное.
У такой схемы 3 главных достоинства:
- незамысловатость конструкции
Однако есть здесь и недостатки, которые заставили разработчиков задуматься и придумать что-то более современное.
- во-первых это большой вес и приличные габариты
- как следствие первого недостатка — большой расход металла на сборку всей конструкции
- ну и ухудшает все дело низкий косинус фи и низкий КПД
Именно поэтому и были изобретены импульсные источники питания. Здесь уже несколько иной принцип работы.
Во-первых, выпрямление напряжения происходит сразу же. То есть, подается на вход переменно 220В и тут же на входе преобразуется в постоянное 220V.
Далее стоит генератор импульсов. Главная его задача — создать искусственно переменное напряжение с очень большой частотой. В несколько десятков или даже сотен килогерц (от 30 до 150кГц). Сравните это с привычными нам 50 Гц в домашних розетках.
Кстати за счет такой огромной частоты, мы практически не слышим гул импульсных трансформаторов. Объясняется это тем, что человеческое ухо способно различать звук до 20кГц, не более.
Третий элемент в схеме — импульсный трансформатор. Он по форме и конструкции напоминает обычный. Однако главное его отличие — это маленькие габаритные размеры.
Это как раз таки и достигается за счет высокой частоты.
Из этих трех элементов самым главным является генератор импульсов. Без него, не было бы такого относительно маленького блока питания.
Преимущества импульсных блоков:
- маленькая цена, если конечно сравнивать по мощности его, и такой же блок собранный на обычном трансформаторе
- напряжение питания можно подавать в большом разбросе
- при качественном производителе блока питания, у импульсных ИБП более высокий косинус фи
Есть и недостатки:
- усложненность сборочной схемы
- если вам попался не качественный импульсный блок, то он будет выдавать в сеть кучу высокочастотных помех, которые будут влиять на работу остального оборудования
Проще говоря, блок питания что обычный, что импульсный — это устройство у которого на выходе строго одно напряжение. Его конечно можно «подкрутить», но в не больших диапазонах.
Для светодиодных же светильников такие блоки не подойдут. Поэтому для их питания используются драйверы.
В чем отличия драйвера от блока питания
Почему же для светодиодов нельзя применять простой БП, и для чего нужен именно драйвер?
Драйвер — это устройство похожее на блок питания.
Однако, как только в него подключаешь нагрузку, он заставляет стабилизироваться на одном уровне не напряжение, а ток!
Светодиоды «питаются» электрическим током. Также у них есть такая характеристика, как падение напряжения.
Если вы видите на светодиоде надпись 10мА и 2,7В, то это означает, что максимально допустимый ток для него 10мА, не более.
При протекании тока такой величины, на светодиоде потеряется 2,7 Вольт. Именно потеряется, а не требуется для работы. Добьетесь стабилизации тока и светодиод будет работать долго и ярко.
Более того, светодиод — это полупроводник. И сопротивление этого полупроводника зависит от напряжения, которое на него подано. Изменяется сопротивление по графику — вольтамперной характеристике.
Если на нее посмотреть, то становится видно, даже если вы не намного увеличите или уменьшите напряжение, это резко, в разы изменит величину тока.
Причем зависимость не прямо пропорциональная.
Казалось бы, один раз выставь точное напряжение и можно получить номинальный ток, который необходим для светодиода. При этом, он не будет превышать предельные величины. Вроде бы и обычный блок с этим должен справиться.
Однако у всех светодиодов уникальные параметры и характеристики. При одном и том же напряжении они могут «кушать» разный ток.
Мало того, эти параметры еще способны меняться при изменении окружающей температуры.
А температурный диапазон работы светодиодных светильников очень большой.
Например, зимой на улице может быть -30 градусов, а летом уже все +40. И это в одном и том же месте. Поэтому, если вы такие светильники подключите от обычного импульсного блока питания, а не от драйвера, то режим их работы будет абсолютно не предсказуем.
Работать они конечно будут, но в каком режиме светоотдачи и насколько долго неизвестно. Заканчивается такая работа всегда одинаково — выгоранием светодиода.
Кстати, при превышении температуры световой поток у светодиодных светильников всегда падает, даже у тех, которые подключены через драйвер. У некачественных экземпляров световой поток падает очень сильно, стоит им поработать около часа и нагреться.
У качественных изделий световой поток с нагревом уменьшается слабо, но все же уменьшается.
Поэтому каждому светильнику после запуска, нужно дать время, чтобы он вышел на свой рабочий режим и световой поток стабилизировался. Его изменение должно быть не более 10% от начального.
Многие недобросовестные производители хитрят и измеряют эти параметры сразу после включения, когда поток еще максимальный. Если вам нужно соединить несколько светодиодов, то подключаются они последовательно. Это необходимо, чтобы через все элементы, несмотря на их разные ВАХ (вольт-амперные характеристики), протекал один и тот же ток.
А уже эту последовательную цепочку подключают к драйверу. Данные цепочки можно комбинировать различными способами. Создавать последовательно-параллельные или гибридные схемы.
Безусловно и у драйверов есть свои неоспоримые недостатки:
- во-первых они рассчитаны только на определенный ток и мощность
А это значит, что для каждого драйвера каждый раз придется подбирать определенное количество светодиодов. Если один из них случайно выйдет из строя в процессе работы, то драйвер весь ток запустит на оставшиеся.
Что приведет к их перегреву и последующему выгоранию. То есть потеря одного светодиода влечет за собой поломку всей цепочки.
Бывают и универсальные модели драйверов, для них не важно количество светодиодов, главное чтобы их общая мощность не превышала допустимую. Но они гораздо дороже.
- узкоспециализированность на светодиодах
Простые блоки питания можно использовать для разных нужд, везде где необходимы 12В и более, например для систем видеонаблюдения.
Основное же предназначение драйверов — это светодиоды.
А есть бездрайверные заводские светильники? Есть. Не так давно на рынке появилось немало таких Led светильников и прожекторов.
Однако энергоэффективность у них не очень высокая, на уровне обычных люминесцентных ламп. И как он поведет себя при возможных перепадах параметров в наших сетях, большой вопрос.
Светодиодные ленты — подключение от блока питания или драйвера?
Отдельный вопрос это светодиодные ленты. Для них вовсе не нужны драйвера, и как известно они подключаются от привычных нам блоков питания 12-36 Вольт.
Казалось бы в чем подвох? Там же тоже стоят светодиоды.
А дело в том, что драйвер уже автоматически присутствует в самой ленте.
Все вы видели на светодиодных лентах впаянные сопротивления (резисторы).
Они как раз таки и отвечают за ограничение тока до номинальной величины. Одно сопротивление устанавливается на три последовательно подключенных светодиода.
Такие участки ленты, рассчитанные на напряжение 12 Вольт называют кластерами. Эти отдельные кластеры на всем протяжении ленты подключены между собой в параллель.
И именно благодаря такому параллельному соединению, на все светодиоды подается одинаковое напряжение 12В. Благодаря кластеризации при монтаже низковольтной ленты, ее спокойно можно отрезать на мелкие кусочки, состоящие минимум из 3-х светодиодов.
Казалось бы, решение найдено и где здесь недостаток? А главный недостаток такого устройства — эти резисторы не проделывают никакой полезной работы.
Они лишь дополнительно нагревают окружающее пространство и сам светодиод возле него. Именно поэтому светодиодные ленты не светят так ярко, как нам хотелось бы. Вследствие чего, их используют лишь как дополнительный свет интерьера.
Сравните 60-70 люмен/ватт у светодиодных лент, против 120-140 лм/вт у светильников и решений на основе драйверов.
Возникает вопрос, а можно ли найти ленту без сопротивлений и подключить к ней драйвер отдельно? Да, такие устройства например применяют в светодиодных панелях.
Их часто монтируют в подвесном потолке и не только. Применяются они без сопротивлений. Еще их называют токовыми светодиодными линейками.
Читайте также: Ремонт холодильников: причины почему не работает и как починить самому
Именно токовыми. Здесь все отдельные участки линеек подключаются последовательно на один драйвер. И все прекрасно работает.
Все о драйверах для светодиодных светильников
Светодиодные
светильники весьма практичны, экономны и долговечны, однако для
стабильности их работы требуется подача электрического тока со строго заданными
параметрами, для
чего и применяется специальный драйвер.
Рассмотрим, каково основное назначение такого
устройства и сфера его использования, на каких принципах основана его работа,
какими отличительными характеристиками оно обладает, какие виды существуют, как
выглядит его классическая схема и какими правилами нужно руководствоваться при
выборе.
Назначение
и сфера использования
Ввиду того, что в основе лед-элемента лежит
полупроводниковый кристалл, главным параметром, влияющим на его
светотехнические характеристики, в частности, яркость, является сила тока, а не
напряжение, как, например, у лампочек накала. В задачу драйвера как раз и
входит преобразование переменного тока в постоянный, то есть его стабилизация.
Для светодиодных светильников это крайне важно. В противном случае частота свечения их будет постоянно колебаться и сама лампочка – мерцать. Это скажется не только на комфорте ее зрительного восприятия, но и на долговечности. В таких условиях прибор не отработает даже половины заявленного производителем срока службы.
Область применения драйверов для светодиодных
светильников достаточно широка:
Обратите внимание! В зависимости от типа светодиодного светильника, параметров его питания и сферы использования существует несколько видов драйверов.
Для led-ламп общего назначения (офиса, дома, торговых центров, улиц) применяются преобразователи, работающие от сети переменного тока 220В, для лед-фонарей, автофар, автономных приборов освещения – модели, рассчитанные на низковольтное постоянное напряжение 3-48 вольт, для слабомощных диодов, напрямую подключаемых в бытовую сеть – резисторные вариации.
Принцип
работы
Основной принцип работы драйвера для светодиодной лампы
заключается в создании и поддержании заданного значения силы тока на выходе.
Проходя через сопротивления внутри прибора, он стабилизируется, а посредством
конденсаторов получает определенную частоту. Выпрямление происходит при
пропускании его через диодный мостик.
Наивысшая точность параметров задается тем, что ток
стабилизируется не только перед выпрямлением, но и после преобразования. При
этом напряжение можно повышать или понижать. Кроме того, следует понимать, что
драйвер и трансформатор для светодиодного светильника – это два различных прибора.
Блок питания преобразует напряжение, а драйвер – силу тока. Их выходные характеристики неизменны и не зависят друг от друга. Например, если к трансформатору на 12 вольт подсоединить один резистор в 40 Ом, сила тока составит 300 мА, при подключении второго аналогичного модуля данная характеристика повысится уже до 600 мА при заданных 12В.
Если проделать аналогичный алгоритм с драйвером на
300 мА, то при подключении первого модуля напряжение составит 12 вольт, а при
втором – уже снизится до 6 В. При этом сила тока останется изначальной. По этой
причине подобное устройство является надежной защитой для светодиодных
светильников от различных перегрузок сети и коротких замыканий.
Отличительные
характеристики
В работе драйвера, подключаемого в схему
светодиодных светильников, первоочередное место занимают три параметра:
номинальный.
выходное.
Значение мощности на модуле всегда указывается в
диапазоне значений. При подборе его для конкретной системы освещения его
максимальное значение должно быть выше на 20-30% суммарного аналогичного
показателя для всех лед-элементов.
Номинальный ток драйвера должен быть таким
же, как и у светильника. От этого будет напрямую зависеть яркость свечения led-кристаллов.
Выходное напряжение равняется сумме падения этого параметра для каждой
конкретной светодиодной лампочки в цепи и зависит от способа их подключения.
Помимо этого, существует ряд факторов, оказывающих
прямое влияние на работу драйвера для схемы светодиодных светильников с любыми
параметрами. Это такие аспекты, как:
Важно! Мощность потребления конкретного светодиодного светильника определяется также тем, в каком диапазоне спектра он излучает. Кроме того, величина падения напряжения тоже находится в прямой зависимости от этой закономерности.
Например, лед-элементы XP-E красного цвета потребляют 750 мВт при падении напряжения от 1,9 до 2,5 вольт, а зеленые их аналоги – порядка 1,25 ватт и 3,3-3,9 В.
Из этого следует, что один и тот же драйвер на 10 ватт сможет питать либо 12 красных, либо 7 зеленых диодов.
Виды
драйверов по типу устройства
Современные драйвера, подключаемые для питания
светодиодных светильников, разделяются по принципу устройства на три основные
категории:
конденсаторами.
Кроме того, внешне драйвер может иметь защиту в виде
корпуса с соответствующей защитой, либо быть без него. Рассмотрим подробно
особенности каждого варианта прибора.
Электронный
В схеме драйвера электронного типа для светодиодного
светильника обязательно включается модуль разгрузки схемы-регулировщика –
транзистор. На выходе также устанавливается электролитический конденсатор,
чтобы исключить или по возможности максимально снизить пульсацию. В отличие от
моделей балластного типа преобразователь подобного типа способен
стабилизировать электроток до 750 мА.
Однако помимо пульсирования электронные драйвера также подвергаются электромагнитным помехам в диапазоне высоких частот. Например, если в сеть со светодиодным светильником подключены радио, телевизор или роутер, он будет испытывать подобное воздействие. Устранить или снизить его помогает второй установленный в схеме конденсатор – керамического типа.
Недостаток электронного драйвера – высокая цена,
преимущество – максимальный КПД (близко к 95%). По этой причине им оснащаются
мощные светодиодные светильники – автофары, уличные фонари, прожекторы.
На
основе конденсаторов
Драйвера на базе конденсаторов относятся к категории
недорогих. Поэтому ими в большинстве случаев оснащаются дешевые светодиодные
светильники. Их главной особенностью часто является практически стопроцентная
пульсация. Эффект наблюдается, когда производители удаляют из схемы
сглаживающий блок. Еще один минус – минимальная электробезопасность.
Из плюсов выделяются КПД в 100% и возможность сборки
устройства своими руками. При этом чтобы устранить или снизить к минимуму
эффект мерцания, потребуется подобрать конденсатор заданного номинала. Внутри
помещения прибор освещения на таком драйвере лучше не устанавливать, так как он
будет существенно ухудшать зрительное восприятие и приводить к раздражению.
Диммируемые
преобразователи тока
Диммируемые драйвера помимо стабилизации тока
позволяют управлять интенсивностью свечения светильника. Механизм регулировки
основан на изменении выходных параметров силы тока, от значения которого
напрямую зависит яркость светового потока. При этом его подключение в схеме
возможно двумя методами:
стабилизатором и лед-светильником.
пути от источника питания к преобразователю.
Первые функционируют по принципу ШИМ-управления, и
используются для светодиодных лент или приборов типа «бегущая строка». Вторые
позволяют регулировать параметры тока, а также посредством модуляции
широтно-импульсного типа.
Характеристики и преимущества светодиода Пиранья
Сами микросхемы драйверов могут различаться по
скорости пуска на два типа:
Совет! Для трехцветного светодиодного светильника (RGB) в отличие от монохромного потребуется не драйвер, а модуль программного управления и переключения между цветами – контроллер.
С
корпусом или без него
Драйвер для светодиодных светильников могут как
оснащаться защитным корпусом, так быть и без него. Первые отличаются большей
надежностью, стойкостью к внешним условиям (воде, влаге, пыли), долговечностью.
Вторые дешевле, но служат меньше и не так стабильны в эксплуатации. Более всего
они подходят для скрытой установки.
Классическая
схема драйвера
Разберем элементарную схему драйвера для обычного светодиодного
светильника. Главные его преимущества:
- простота устройства (импульсная модель),
- отсутствие гальванического элемента-развязки,
- простота подсоединения,
- доступность компонентов,
- надежность работы,
- возможность изготовления своими руками.
Вся цепочка представлена тремя взаимосвязанными
узлами:
сопротивление для разделения напряжения.
модуль.
Первый сегмент проявляется свойство противодействия
току с переменными параметрами из сети на С1 (конденсаторе с резистором,
включенном в цепь для самозарядки инертного модуля и не влияющего на функционал
схемы).
После прохождения сформированной полуволны напряжения через
конденсатор, течение тока будет происходить до тех пор, пока обкладки не
получат полную зарядку. При этом чем меньше его емкость, тем меньше период
времени для этого потребуется.
Так, для блока в 0,4 мкФ потребуется всего 0,1
периода прохождения полуволны.
Второй сегмент преобразует (выпрямляет) ток переменного характера в пульсирующий. Процесс протекает в двух полупериодах, так как первая часть волны сглаживается, проходя через конденсатор. Напряжение постоянного тока на выходе этого модуля будет равным порядка 24 вольт.
Завершающий сегмент функционирует на основе
электролитического конденсатора, выполняющего роль сглаживающего
фильтра-стабилизатора. При его выборе нужно учитывать нагрузку системы.
Обратите внимание! Ввиду того, что смонтированная система начинает работу моментально, необходимо соблюдать меры электробезопасности – предварительно изолировать проводники, так как сила тока может доходить до десятков ампер.
Правила
подбора
Для обеспечения стабильности работы светодиодного
светильника необходимо правильно подобрать драйвер. Делать это лучше всего на
этапе планирования системы подсветки. При этом нужно учесть:
Поэтому сначала нужно купить драйвер, а затем к нему
подбирать светодиодные светильники.
В противном случае на практике достаточно
проблематично к уже имеющейся системе освещения подобрать преобразователь с
заданными параметрами.
Исключение могут составлять готовые в сборке заводские
приборы подсветки, например, лампы Армстронг. Для них выпускаются специальные
стабилизаторы с определенным набором характеристик.
Оптимальным подключением светодиодных элементов является последовательный способ. Независимо от расстояния в цепочке все лед-кристаллы в светильнике будут светить равномерно, так как сила тока в любой точке схемы одинакова. Однако, чем больше количество led-кристаллов, тем выше должен быть номинал напряжения у драйвера.
Основные
выводы
Главное назначение драйвера – выпрямление и стабилизация
тока, питающего светильник. Благодаря этому светодиодные элементы работают
дольше и равномернее. Применяется подобный модуль практически для всех видов
лед-приборов:
Принцип работы прибора основан на прохождении
электрического тока через блок сопротивления для стабилизации, модуль
конденсатора для задания определенной частоты и выпрямления посредством
диодного мостика.
Драйвер для светодиодного светильника характеризуется тремя
основными параметрами – номиналом тока, выходным напряжением и мощностью. Среди
его разновидностей по типу устройства распространены три основных вида –
электронные, на основе конденсатора и диммируемые.
Подбирать такой стабилизатор
нужно, исходя из количества лед-элементов, их параметров и способа соединения.
Если у вас есть личный опыт по выбору драйвера для
конкретного вида светодиодного светильника с учетом его особенностей,
обязательно поделитесь такой полезной информацией в х.
ПредыдущаяСледующая
Как правильно выбрать драйвер для светодиодного светильника
Светодиодное освещение приобрело популярность в начале 2000-х годов. С тех времен появилось огромное количество производителей и большое разнообразие светодиодных источников света. Каждый год выпускается более тысячи новинок для всех отраслей рынка. Производители предоставляют гарантию на светильники в среднем от 3 до 5 лет.
Сердцем светодиодного светильника является драйвер — блок питания. В 96% случаях именно он является следствием поломки. Если светильник выходит из строя после гарантийного срока, то не всегда выгодно покупать новый или отправлять его ремонтировать на завод.
Удобнее подобрать к нему драйвер, который продлит срок службы светодиодного светильника.
Чтобы правильно подобрать замену блоку питания следует учесть два важных фактора:
1.
Драйвер светодиодного светильника имеет на выходе постоянный ток, а не постоянное напряжение. Например, 240 мА, 300 мА, 350 мА, 700 мА и выше.
2.
Выходное напряжение драйвера — “плавающее”, т.е. находится в диапазоне значений. Например, от 40В до 97В.
- Таким образом итоговая характеристика блока питания может выглядеть следующим образом: Output — выходное напряжение — 65…110В, выходной ток — 700мА.
- Если у вас нет желания и времени изучать теорию, отправьте запрос и получите от нас список блоков питания, подходящих для ваших светодиодных светильников
- РАЗБЕРЕМ ПЕРВЫЙ ПРИМЕР
У светодиодного светильника не работает блок питания. Его характеристики:
Выходной ток 350мА, диапазон выходного напряжения 12-35В.
Это означает, что аналогичный драйвер должен быть с выходным током 350мА и диапазоном напряжения, близким к оригиналу, либо быть с более широким интервалом. Например, 10-36В или 12-38В.
ВТОРОЙ ПРИМЕР
У светодиодного LED драйвера следующие характеристики: 36х1W, OUTPUT 60-120V, 350mA Max.
Расшифровка: выходное напряжение 60-120В, максимальный выходной ток равен 350мА, максимальная мощность 36Вт.
В данном примере у источника питания широкий выходной диапазон питания. По закону Ома при напряжении 120В и токе 350мА, его мощность должна быть 42Вт, но по маркировке видно, что нагрузка не должна превышать 36Вт.
Поэтому реальный диапазон выходного напряжения у аналога может быть скорректирован до значений, например, 90-108В или 80-114В.
ЛАЙФХАК
Имеют место быть случаи, когда не удается подобрать замену драйверу один в один по току или диапазону напряжения. Попробуйте вместо одного блока питания на светильник, сделать расчет формата “один блок на два светильника”, подключив его параллельно или последовательно.
! При последовательном соединении складывается напряжение. Ток остается неизменным.
! При параллельном соединении складывается значение выходного тока. Напряжение не изменяется.
Рассмотрим на примере по картинке:
Последовательное соединение: (25…40В)+(25…40В) = 50…80В, 350мА
Параллельное соединение: 25…40В, 350мА+350мА = 700мА
24/7: +7(930)830-1471
info@prospectt.ru
Драйверы для светодиодных ламп. Виды, типы какие лучше?
Сегодня я кратенько рассмотрю вопрос о том, какие драйверы устанавливают в LED лампы. Виды, типы, их характеристики. Сразу отмечу, что все драйверы светодиодных ламп можно разделить на два вида: электронные и на конденсаторах. О некоторых достоинствах и недостатках мы и поговорим сегодня. А по большому счету буду раскрывать более детально этот вопрос не много позднее и добавлять в данную статью. Таким образом, предполагаю, что «светодиодные драйверы для ламп» станет достаточно объемной. Тем более материала накопилось много.
Производят драйверы, рассчитанные на один или группу светодиодов. Рассчитанных на определенный ток.
Драйвер для светодиодной лампы
Вообще, по хорошему, любой электронный драйвер должен иметь ключевой транзистор, дабы разгрузить микросхему управления драйвером. Чтобы исключить или по максимуму сгладить пульсацию на выходе должен стоять конденсатор.
Стоимость драйверов такого типа не маленькая, в отличии от балластных, но зато они стабилизируют токи до 750 мА и выше, чего обычным «бесхребетным» не под силу. Можно.
Но лучше больше 200 мА не использовать… Опять же опыт эксплуатации.
Пульсация – не один недостаток драйверов. Другим можно считать высокочастотные помехи. В случае, если ваша розетка связана с лампой ( разводка квартиры ), то не избежать проблем с приемом цифровым телевидением, IP и т.п. Естественно, будет проблематично поймать радио. Задался сейчас вопросом: “А Wi-Fi будет страдать?»… Надо поставить опыты…
В хороших драйверах для сглаживания пульсаций стоит установить электролиты, а для снижения ВЧ помех пойдет керамика. В идеале, когда в драйвере присутствует и тот и другой кондер. Но такое сочетание большая редкость. Особенно в китайских лампах. Есть некоторые «индивидуумы», но их очень мало. Когда-нибудь я поговорю о них.
Ну и еще одна общая информация. Для тех, кто любит «очумелые ручки». Вы всегда можете изменить выходной ток своего электронного драйвера, «балуясь» номиналом резисторов. Хотя, нужно ли? Уже выпускается огромное количество драйверов и подобрать нужный – не проблема. И не обязательно приобретать дорогущий. Китайцы давно научились штамповать вполне приличную электронику.
Перейдем к не менее распространенным так называемым драйверам – на конденсаторах. Я их всегда называю «так называемые». Почему? Это будет понятно из выводов в конце статьи.
Светодиодные драйверы для ламп на основе конденсаторов
Обратимся к любой стандартной схеме светодиодной лампы, использующей такие «драйверы»
Схема общая и в ряде случаев ее постоянно модифицируют. Особенно любят китайские производители выкидывать оттуда что-нибудь.
Часто в дешевых лампах мы можем «наблюдать» пульсацию в 100 процентов. В этом случае можно даже не заглядывать внутрь лампы, чтобы утверждать об отсутствии одного из конденсаторов. А именно второго. Т.к. первый необходим для регулировки выходного тока. Его – то уж точно никуда не денут))).
Для тех, кто желает самостоятельно собирать такие драйвера, есть формулы, которые можно найти в сети. И по ним рассчитать номинал конденсатора.
Это можно отнести к большому плюсу такого вида драйвера. Ведь мощность лампы можно подогнать простым подбором конденсатора. Минусом стоит отметить отсутствие электробезопасности. Прикасаться к включенной лампе руками запрещено. Электротравма обеспечена.
Еще одним плюсом можно отметить 100 процентный КПД, ведь потери будут только на самих LEDs и сопротивлениях.
Огромный минус – пульсация. Она берется в результате выпрямления сетевого напряжения и составляет порядка 100 Гц.
Согласно ГОСТ и САНпИН пульсация допустима от 10-20 процентов и то, в зависимости от того, в каком помещении установлен источник света. Уменьшить пульсацию можно подбором номинала конденсатора №2.
Но все-равно Вы не получите полного отсутствия, а только не много сгладите всплески.
Это второй и главный минус такого типа драйверов. Как говорится: то что дешево – не всегда полезно. А пульсация очень вредна для здорового организма. Да и для не здорового))).
Сравнение электронных и балластных драйверов для светодиодных ламп
Из всего выше сказанного ( возможно путанно ) можно сделать сравнительную характеристику между двумя типами драйверов для светодиодных ламп:
| Драйверы | Балластные на конденсаторах | Электронные |
| Вероятность электротравмы | Высокая. За счет отсутствия гальванической развязки с сетью. Запрещено прикосновение к элементам руками при включенной лампе | Низкая |
| Высокие токи | Не возможно получить высокие токи для свечения диодов, в результате того, что необходимы конденсаторы большого размера. Конструктивно и лампа будет больших размеров. Кроме того, увеличенные конденсаторы влекут увеличение пусковых токов, что приводит к быстрому выходу из строя выключателей | Возможно получить без особых проблем |
| Пульсация | Большая. Порядка 100 Гц. Практически невозможно избавиться из-за необходимости внедрения конденсаторов большой емкости на выходе, фильтрующих пульсацию | Легко регулируется либо отсутствует |
| Схема | Схема очень простая. Легко собирается на коленке и не требует больших познаний в радиоэлеткронике | Схема сложная. С большим количеством электронных компонентов |
| Выходное напряжение | Легко регулируется | Выходной диапазон напряжения узкий |
| Стоимость | Низкая | Высокая |
| Регулировка тока | Путем изменения емкости входного конденсатора | Более сложная. Как правило только при помощи резисторов. И то не всегда. Все зависит от сложности собранной схемы |
Какие светодиодные драйверы для ламп лучше, а какие хуже – решать Вам. У обоих есть как сильные так и слабые стороны. И те и другие можно использовать. Только в разных помещениях.
Но для себя я ввел градацию простую. Никогда не считаю качественными лампами те, которые собраны на балластах из конденсаторов по причине пульсации.
Я сторонник здорового образа жизни))) и поэтому определяю такие источники света сразу в мусор.
Видео материал на тему светодиодных драйверов для ламп
Ну и на последок, как уже повелось, предлагаю интересное видео о светодиодных драйверах. Вернее об одном, самом простом, который можно собрать на коленке самостоятельно.
Какой драйвер для светодиода лучше – линейный или импульсный?
Практически каждый, кто имел дело со сверхъяркими светодиодами, знает, что питать их нужно через специальное устройство – драйвер. На сегодняшний день наиболее распространенными являются драйверы, работающие по двум принципам – линейной и импульсной стабилизации. Чем они отличаются и какой из них лучше?
Зачем светодиоду драйвер?
Чтобы разобраться в этом вопросе, необходимо познакомиться с вольт-амперной характеристикой (ВАХ) светодиода.
ВАХ светодиода
Из графика видно, что при постепенном увеличении напряжения ток через светодиод вначале не течет вообще. При достижении определенного значения Uнач появляется ток, и прибор начинает светиться тем ярче, чем выше напряжение. При достижении Uном ток достигнет паспортного значения Iном, а светодиод засветится в полную силу.
Такой режим будет соблюдаться до тех пор, пока напряжение не достигнет значения Uмакс. При дальнейшем его увеличении кривая ВАХ резко поднимается вверх – ток быстро выходит за предельно допустимое значение и полупроводник сгорает.
Таким образом, для того, чтобы прибор не вышел из строя и вместе с тем имел максимальную светоотдачу необходимо точно поддерживать режим, при котором ток и напряжение имеют номинальное значение.
Для этого, казалось бы, можно обойтись обычным стабилизатором напряжения, поскольку ток напрямую зависит от напряжения.
Но тут появляется новая проблема – ВАХ светодиода не постоянна и зависит от температуры кристалла. Чем выше температура, тем кривая ВАХ сильнее сдвигается влево и становится круче. Но Uном и Uмакс у всех светодиодов находятся практически рядом – окно обычно составляет десятые вольта. Стоит кристаллу чуть прогреться, как граница Uмакс сдвинется влево, полупроводник выйдет из режима.
Смещение ВАХ светодиода при прогреве
Из графика видно, что после прогрева кристалла для поддержания номинального тока нужно уменьшить напряжение, но оно стабилизировано и ток стал критическим.
Из-за этого кристалл нагреется еще сильнее, сопротивление перехода снова упадет, ток повысится. Повышение тока в свою очередь вызовет еще больший нагрев кристалла. Начнется лавинообразный процесс, который закончится тепловым пробоем. По сути, прибор сожжет сам себя.
Таким образом, обычной стабилизацией напряжения вопрос не решить – необходимо стабилизировать ток и держать его на уровне Iном. Для этого и служит драйвер, который, по сути, является стабилизатором тока. Вполне очевидно, что характеристики драйвера, в частности, ток стабилизации, должны совпадать с характеристиками светодиода, которые указаны в паспорте.
Примечательно, что в паспорте указывается не рабочее напряжение светодиода, а его рабочий ток, и теперь это понятно.
Драйверы – какие бывают и чем отличаются
Как было указано выше, драйверы, питающие светодиоды, могут быть двух типов – линейные и импульсные. И те, и другие выполняют одну и ту же задачу – стабилизируют ток, протекающий через светодиод, на заданном уровне. Но принцип стабилизации у них существенно отличается.
Линейные
По сути, такой стабилизатор представляет собой переменный резистор, но движком управляет не рука человека, а электронная схема.
Упрощенная схема линейного стабилизатора тока
При подаче на вход схемы напряжения Uвх, оно проходит через регулирующий элемент РЭ, схему контроля тока КТ и подается на выход, к которому подключена нагрузка. Узел КТ контролирует ток и в зависимости от его величины изменяет сопротивление РЭ. Ток мал – сопротивление РЭ уменьшается, велик – увеличивается. В результате на нагрузке поддерживается тот ток, на который настроен конкретный КТ.
Регулируется, конечно, не ток, а напряжение на нагрузке, но именно от его величины зависит величина тока.
Стабилизатор, работающий по такому принципу прост в построении, достаточно надежен, при необходимости легко ремонтируется. Стоит он недорого и имеет хорошие массогабаритные показатели.
Кроме того, подобная схема осуществляет безобрывную регулировку тока и не создает импульсных помех в цепях питания.
Но есть у этого принципа и существенный недостаток – низкий КПД. Линейный стабилизатор по своей сути — регулируемый делитель напряжения. Нужная часть Uвх подается на нагрузку, остальное бесполезно рассеивается на регулирующем элементе, роль которого обычно выполняет транзистор того или иного типа. Что касается КПД, то его несложно рассчитать, воспользовавшись простой формулой:
КПД = Uвых/Uвх
Входной и выходной токи при этом одинаковы и в расчете могут не учитываться. То есть чем выше разница между входным и выходным напряжениями, тем ниже КПД.
Так, при питании восемнадцативаттного светодиода CREE XM-L2 от двенадцативольтового источника КПД стабилизатора составит 50%, а мощность, рассеиваемая на регулирующем элементе, будет достигать тех же 18 Вт.
То есть половина энергии источника питания будет просто бесполезно греть РЭ, которому, естественно, понадобится теплоотвод.
Импульсные
Принцип работы стабилизаторов этого типа в корне отличается от принципа линейной стабилизации.
Упрощенная схема импульсного стабилизатора тока
Здесь регулирующим элементом является ключ К, а схема дополнена дросселем L и диодом. При замыкании ключа дроссель начинает запасать энергию в магнитном поле, а ток через него постепенно возрастает. Диод в это время заперт и в процессе не участвует.
Как только ток достигнет заданной величины, токовый контроллер КТ разомкнет ключ. Откроется диод и дроссель начнет возвращать запасенную энергию в цепь. Постепенно ток начнет уменьшаться и как только он достигнет критически низкого значения, КТ снова замкнет ключ К. Процесс повторится.
Очевидно, что на регулирующем элементе, работающем в ключевом режиме, будет рассеиваться намного меньшая мощность, чем при работе в режиме линейной стабилизации.
Именно поэтому, стабилизаторы, работающие по этому принципу, имеют высокий КПД, который при правильно подобранных элементах может достигать 98% даже при больших токах коммутации.
При этом регулирующему элементу не понадобится громоздкий радиатор, что существенно улучшит массогабаритные показатели.
Впрочем, улучшит не существенно, так как место радиатора займет дроссель. Он несколько меньше радиатора, но при больших токах коммутации может иметь достаточно большие размеры.
Что касается недостатков, то есть и они.
Схема, работающая по такому принципу, много сложнее схемы с линейной стабилизацией и, естественно, стоят дороже. Но самое главное — регулирующий элемент, работающий в ключевом режиме, создает высокочастотные (до мегагерц) помехи, распространяющиеся как по цепям питания, так и в виде радиоволнового излучения.
Подобные помехи могут мешать работе радиоприемной, звукоусилительной и другой чувствительной аппаратуры.
Какой драйвер лучше?
Исходя из вышесказанного однозначно ответить на этот вопрос сложно. Линейная схема стабилизации тока оправдывает себя лишь при работе с малыми (до 100 мА) токами или небольшой разницей между входным и выходным напряжениями. Исключение может составлять лишь случай, когда необходимо полное отсутствие помех – в звукозаписывающих студиях, больницах с чувствительным оборудованием и пр.
Импульсные драйвера, хотя и имеют свои недостатки, в большинстве случаев все же предпочтительнее линейных. Именно поэтому на сегодняшний день они практически вытеснили приборы линейного типа, оставив им лишь узкую строго ограниченную нишу.
