LED-sijalke so postale ogromne, kar je privedlo do aktivne proizvodnje sekundarnih napajalnikov. Voznik LED luči lahko stabilno vzdržuje nastavljene vrednosti toka na izhodu naprave, stabilizira napetost, ki prehaja skozi verigo diod.
- Namen in obseg uporabe
- Načelo delovanja napajalne enote
- Odlične značilnosti pretvornika
- Pravila za izbiro trenutnega pretvornika
- Moč svetlobnih diod
- Največja moč naprave
- Shema priključitve svetlečih diod
- Vrste voznikov po vrsti naprave
- Videz elektronske naprave
- Napajanje na osnovi kondenzatorjev
- Pretvorniki toka za zatemnitev
- Z ohišjem ali brez njega
- Klasični diagram voznika
- Naprava za snemanje videa in njena povezava
Namen in obseg uporabe
Diodni kristali so sestavljeni iz dveh polprevodnikov - anode (plus) in katode (minus), ki sta odgovorni za transformacijo električnih signalov. Ena regija ima prevodnost P-vrste, druga pa N.
Pri povezovanju vira energije skozi te elemente izteka tok. Zaradi te polarnosti se elektroni iz pasu P-tipa pošljejo v cono tipa N, in obratno, naboji iz točke N hitijo v N.
Vendar ima vsak del območja svoje meje, imenovane prehodi P-N. Na teh mestih najdemo delce, ki delujejo med sebojrekombinirano.
Diod se nanaša na polprevodniške elemente in ima samo en p-n prehod. Zato glavna značilnost, ki določa stopnjo svetlosti njihove luminiscence, ni napetost, temveč tok
Med prehodi P-N se napetost zmanjša za določeno količino volta, ki je vedno enaka za vsak element tokokroga. Glede na te vrednosti voznik stabilizira vhodni tok in ustvari konstantno vrednost na izhodu.
Kakšna moč je potrebna in katere vrednosti izgub, ko je P-N prehod naveden v potnem listu naprave LED.
Zato je treba pri izbiri upoštevati parametre oskrbe z električno energijo, katerih obseg mora zadostovati za nadomestitev izgubljene energije.
Da bi močne svetleče diode določile določen čas v karakteristikah, je potrebna stabilizacijska naprava - voznik. Na telesu elektronskega mehanizma je vedno prikazana njegova izhodna napetost
Napajalniki z napetostmi od 10 do 36 se uporabljajo za opremljanje svetlobnih naprav. Tehnika je lahko različnih vrst:
- žarometi za avtomobile, kolesa, motorna kolesa itd.;
- majhne prenosne ali ulične svetilke;
- LED Ravnila, trakovi in moduli.
Vendar pa za LED z nizko porabo in tudi pri uporabi stalne napetosti gonilnikov ni mogoče uporabiti. Namesto tega je v vezje uveden upor, ki ga napaja tudi omrežje 220 V.
Kako deluje napajanje
Poglejmo, kakšna je razlika med viromnapetost in napajanje. Na primer razmislite o shemi, prikazani spodaj.
S povezavo na vir napajanja 12 V s 40 ohmskim uporom, bo skozi njega tekel tok 300 mA (slika A). Z vzporednim vključevanjem v tokokrog drugega upora bo trenutna vrednost - 600 mA (B). Vendar bo napetost ostala nespremenjena.
Kljub priključitvi dveh uporov na električno napajanje, bo drugi izhod ustvaril konstantno napetost, saj ob idealnih pogojih obremenitev ni podvržena
Zdaj pa razmislimo, kako se bodo spremenile vrednosti, če so upori v tokokrogu priključeni na napajanje. Podobno uvajamo 40 ohmski reostat z voznikom 300 mA. Slednji na njej ustvari napetost 12 V (vezje B).
Če je vezje sestavljeno iz dveh uporov, je vrednost toka nespremenjena, napetost pa 6 V (P).
Voznik, v nasprotju z napetostnim virom, podpira dobavljene tokovne parametre na izhodu, vendar se lahko moč napetosti spremeni
Za zaključek lahko rečemo, da visokokakovostni pretvornik dobavlja obremenitev nazivnega toka tudi, ko napetost pade. V skladu s tem bodo kristali diod pri 2 ali 3 V in tok 300 mA gorili enako svetlo z zmanjšano napetostjo.
Odlične značilnosti pretvornika
Eden najpomembnejših kazalnikov - prenos moči pod obremenitvijo. Naprava ne more biti preobremenjena in poskušajte doseči največje možne rezultate.
Napačna uporaba prispeva k hitremu neuspehu mehanizma pregleda, pa tudiLED čipi. Glavni dejavniki, ki vplivajo na delo, so:
- sestavne elemente, uporabljene v postopku sestavljanja;
- stopnja zaščite (IP);
- najmanjše in največje vrednosti na vhodu in izhodu;
- proizvajalec.
Sodobni modeli pretvornikov temeljijo na čipih in uporabljajo tehnologijo za pretvorbo pulz širine (PWM).
Med delovanjem agregata za nastavitev izhodne napetosti je uvedena metoda širokopasovne modulacije, na izhodu pa je shranjen isti tip toka kot vhod
Take naprave imajo visoko stopnjo zaščite pred kratkimi stiki, preobremenitvijo omrežja in imajo tudi visoko učinkovitost.
Pravila za izbiro trenutnega pretvornika
Za nakup pretvornika LED žarnic je pomembno preučiti ključne parametre instrumenta. Stojite na izhodni napetosti, nazivnem toku in izhodni moči.
Moč svetlobnih diod
Najprej analiziramo izhodno napetost, ki ustreza več dejavnikom:
- vrednost napetostnih izgub na P-N prehodih kristalov;
- število svetlobnih diod v verigi;
- povezovalna shema.
Parametri nazivnega toka se lahko določijo z značilnostmi potrošnika, in sicer močjo elementov LED in stopnjo njihove svetlosti.
Ta indikator bo vplival na porabo toka kristalov, katerih obseg se spreminja glede na zahtevano svetlost. Naloga pretvornika - zagotoviti te elemente vložitvepotrebno količino energije.
Vrednost izhodne napetosti mora biti večja ali enaka celotni količini energije, porabljene na vsakem bloku električnega tokokroga
Moč naprave je odvisna od trdnosti vsakega elementa LED, njegove barve in količine. Za izračun porabe energije se uporablja naslednja formula:
PH = PLED * N ,
Kje
- PLED - električna obremenitev, ki jo proizvaja ena dioda,
- N - število kristalov v verigi.
Nastale metrike ne smejo biti manjše od moči voznika. Zdaj morate določiti zahtevano nominalno vrednost.
Največja moč naprave
Upoštevati je treba tudi dejstvo, da bi za zagotovitev stabilnega delovanja pretvornika njegove nominalne vrednosti za 20-30% presegle dobljeno vrednost PH. Tako formula dobiva obliko:
Pmax? (1,2..1,3) * PH ,
kjer je Pmax nazivna moč napajalne enote.
Poleg moči in števila potrošnikov na krovu je moč obremenitve podrejena tudi barvnim dejavnikom potrošnika. Pri istem toku, odvisno od odtenka, imajo različne indikatorje padca napetosti.
Gonilnik za LED-lučko mora ustvariti količino toka, ki je potrebna za zagotavljanje maksimalne svetlosti. Pri izbiri naprave mora kupec vedeti, da mora biti moč večja od vseh LED
Vzemite na primer LED diode ameriškega podjetja Cree iz ravnila XP-E v rdeči barvi. Njihove značilnostivideti takole:
- padec napetosti 1,9-2,4 V;
- tok 350 mA;
- Povprečna poraba moči 750 mW.
Analog zelene barve pri istem toku bo imel popolnoma različne parametre: izgube na prehodih P-N 3,3-3,9 V in moč 1,25 W.
V skladu s tem lahko sklepamo: voznik z nazivno močjo 10 W se uporablja za napajanje dvanajstih rdečih kristalov ali osem zelenih.
Postavitev za priključitev svetlečih diod
Izbira voznika se opravi po določitvi sheme priključitve potrošnikov LED. Če najprej kupite svetlobne diode in nato zanje dvignete pretvornik, bo ta proces spremljal množica težav.
Iskanje naprave, ki zagotavlja delo za tako veliko število potrošnikov, z določenim sistemom povezave traja dolgo časa.
Naj navedemo primer s šestimi potrošniki. Izgube napetosti pri njih so 3 V, poraba toka je 300 mA. Ena od metod je mogoče uporabiti za njihovo povezavo, v vsakem primeru pa bodo zahtevani parametri napajanja drugačni.
Pomanjkljivost izmenične razporeditve diod je potreba po visokonapetostni enoti, če je v vezju veliko kristalov
V našem primeru serijska povezava zahteva 18-voltno enoto s tokom 300 mA. Glavni plus te metode je, da skozi celotno linijo poteka enaka sila, oziroma vse diode so osvetljene z enako svetlostjo.
Ker obstaja vzporedna ureditev potrošnikovrazliko svetlosti vsake verige. Takšen negativni pojav se pojavi zaradi razhajanja parametrov diod zaradi razlik med tokom, ki poteka na vsaki liniji
Če se uporabi vzporedna razporeditev, je dovolj uporabiti 9 V pretvornik, vendar se bo vrednost porabe toka v primerjavi s prejšnjo metodo podvojila.
Metode zaporedne razporeditve dveh diod ni mogoče uporabiti z zamenjavo števila članov v skupini kristalov - 3 ali več. Te omejitve so posledica dejstva, da lahko en element prehaja zelo velik tok, kar ustvarja verjetnost okvare celotnega tokokroga
Če uporabljate serijsko metodo za povezovanje parov z dvema LED, se uporabi gonilnik s podobnimi indikatorji, kot v prejšnjem primeru. V tem primeru bo svetlost svetlobe enakomerna.
Vendar pa tu ni bilo brez negativnih odtenkov: pri hranjenju skupini se lahko zaradi širjenja značilnosti ena od LED diod odpre hitreje kot druga, in sicer skozi njo in bo šla tok, ki je dvakratnik nominalne vrednosti.
Številne vrste svetlečih diod so zasnovane za podobne kratkotrajne skoke, vendar je ta metoda manj zahtevna.
Vrste voznikov po vrsti naprave
Adapterji, ki pretvarjajo moč 220 V v zahtevane kazalnike za LED, so običajno razdeljeni v tri kategorije: elektronski; na osnovi kondenzatorjev; zatemniti
Trg za pribor za razsvetljavopredstavljajo različni modeli voznikov predvsem s strani kitajskega proizvajalca. In kljub nizkemu cenovnemu razponu lahko te naprave izberete kot dostojno možnost. Vendar bodite pozorni na garancijsko kartico, t. niso vsi predstavljeni izdelki sprejemljive kakovosti.
Videz elektronske naprave
V idealnem primeru mora biti elektronski pretvornik opremljen s tranzistorjem. Njegova vloga je, da izprazni krmilno vezje. Za odpravo ali povečanje valovanja, je nameščen kondenzator.
Ta vrsta naprave spada v drago kategorijo, vendar lahko stabilizira tok do 750 mA, kar balastni mehanizmi ne morejo.
Največ novih gonilnikov je večinoma nameščenih na svetilko s pokrovčkom E27. Izjeme od pravil so Gaussovi izdelki GU5.3. Opremljeni so s pretvornikom brez transformatorja. Vendar pa stopnja valovanja v njih doseže nekaj sto Hz
Pulziranje ni edina pomanjkljivost pretvornikov. Drugi se lahko imenuje elektromagnetna interferenca visoke frekvence (HF).
Če je na vtičnico, priključeno na žarnico, mogoče priključiti druge električne naprave, kot je radio, lahko pričakujete motnje pri sprejemanju digitalnih FM, TV, usmerjevalnikov itd.
V neobvezni napravi kvalitativne naprave bi morala obstajati dva kondenzatorja: eden - elektrolitski za gladko pulziranje, drugi - keramika, za zmanjšanje RF. Vendar pa je taka kombinacija redka,še posebej, če govorimo o kitajskih izdelkih.
Tisti, ki imajo splošne koncepte v takšnih tokokrogih, lahko neodvisno spremenijo izhodne parametre elektronskega pretvornika s spremembo nazivne vrednosti uporov
Zaradi visoke učinkovitosti (do 95%) so taki mehanizmi primerni za zmogljive naprave, ki se uporabljajo na različnih področjih, na primer za tuning avtomobilov, ulično razsvetljavo in gospodinjske LED diode.
Napajanje na osnovi kondenzatorjev
Zdaj nadaljujte z ne tako priljubljenimi napravami, ki temeljijo na kondenzatorjih. Skoraj vse LED-sijalke nižjega cenovnega razreda, kjer se uporabljajo takšne vrste gonilnikov, imajo podobne lastnosti.
Vendar pa zaradi sprememb proizvajalca nastanejo spremembe, na primer odstranitev katerega koli elementa verige. Še posebej pogosto je ta del eden od kondenzatorjev - glajenja.
Zaradi nenadzorovanega polnjenja trga s poceni in nizko kakovostnim blagom lahko uporabniki v svetilkah čutijo 100-odstotno pulziranje. Tudi če ne gremo v svojo napravo, lahko trdimo, da je mogoče glajevalni element odstraniti iz sheme
Prednosti takih mehanizmov so samo dve: na voljo so za samoorganizacijo in njihova učinkovitost je enaka sto odstotkom, ker bodo izgube le na p-n prehodih in podporah.
Enako število in negativne strani: nizka električna varnost in visoka stopnja utripanja. Druga pomanjkljivost je približno 100 Hz in nastane kot posledica ravnanja izmenične napetosti.
Pri gostih je norma dopustnega valovanja v 10-20%, odvisno od namena prostora, v katerem je nameščena svetlobna oprema.
Edini način za odpravo te pomanjkljivosti je, da izberete kondenzator s pravilno oznako. Vendar pa ne smete računati na popolno odpravo problema - takšna rešitev lahko zgladi intenzivnost porušitve.
Pretvorniki toka za zatemnitev
Dimmerji za LED-luči omogočajo spreminjanje vhodnih in izhodnih parametrov toka, medtem ko se zmanjšuje ali povečuje stopnja svetlosti svetlobe, ki jo oddajajo diode.
Obstajata dva načina povezave:
- prva zagotavlja nemoten zagon;
- drugi je impulzni.
Upoštevati je treba načelo delovanja gonilnikov za zatemnitev, ki temeljijo na čipu CPC9909, ki se uporablja kot krmilna naprava za verige LED, vključno z visoko svetlostjo.
Shema standardne vključitve CPC9909 s 220-voltnim napajalnikom Po shematskih navodilih je mogoče nadzorovati enega ali več močnih porabnikov
Z gladkim zagonom čip z gonilnikom zagotavlja postopno vključevanje diod z naraščajočo svetlostjo.
Za ta postopek uporabite dva upora, priključena na terminal LD, ki je zasnovan tako, da opravlja nalogo gladkega prilagajanja svetlosti. Tako se uresniči najpomembnejša naloga - podaljšanje življenjske dobe LED elementov.
Ta enak sklep zagotavlja tudi analogno regulacijo - upor pri 2,2 kOm se nadomesti z močnejšim izmeničnim tokomanalogni - 5,1 kOhm. Na ta način se doseže nemotena sprememba proizvodnega potenciala.
Druga metoda vključuje dobavo pravokotnih impulzov izhodu PWMD z nizko frekvenco. Hkrati pa ga bo vzel tudi mikrokontroler ali generator impulzov, ki bo nujno razdeljen na opto spojnik.
Z ali brez primera
Vozniki so na voljo v primeru ali brez. Prva možnost je najpogostejša in dražja. Takšne naprave so zaščitene pred vlago in prašnimi delci.
Prilagoditve druge vrste se uporabljajo pri izvedbi skrite namestitve in se zato razlikujejo v cenovnosti.
Moč vseh predstavljenih naprav je lahko iz omrežja 12 V ali 220 V. Kljub temu, da modeli, ki niso stanovanja, zmagajo v ceni, znatno zaostajajo glede varnosti in zanesljivosti mehanizma
Vsaka od njih se med delovanjem razlikuje od dovoljene temperature - treba je tudi paziti na izbiro.
Klasični vozniški diagram
Za samostojno montažo LED napajalnika bomo obravnavali najpreprostejšo impulzno napravo, ki nima galvanske izolacije. Glavna prednost teh vrst shem je preprosta povezava in zanesljivo delo.
Vezje pretvornika 220 V je predstavljeno kot impulzno napajanje. Pri montaži morate upoštevati vsa pravila o električni varnosti, ker ni omejitev za tokootdachi
Shema takega mehanizma je sestavljena iz treh glavnih kaskadnih območij:
Prvi del je nasprotje, ki se uporablja za izmenični tok na kondenzatorju C1 z uporom. Slednji je potreben samo za samo-polnjenje inertnega elementa. Ne vpliva na delo vezja.
Nazivna vrednost upora je lahko v območju 100 kOm-1 MOM, z močjo 0,5-1 W. Kondenzator mora biti elektrolitski, njegova efektivna amplitudna vrednost napetosti pa je 400-500 V
Ko osvetljeni polavas napetosti preide skozi kondenzator, tok teče, dokler plošče niso popolnoma napolnjene. Manjša zmogljivost mehanizma, manj časa bo porabljenih za njegovo polno polnjenje.
Naprava z volumnom 0,3-0,4 μF se na primer napolni v 1/10 polvalnega obdobja, kar pomeni, da bo skozi to območje potekala le desetina dela prehoda napetosti.
Postopek ravnanja na tem mestu se izvaja po Gretzovi shemi. Izbran je diodni most, ki izhaja iz nazivne in povratne napetosti. Zadnja vrednost ne sme biti manjša od 600 V
Druga kaskada je električna naprava, ki pretvarja (popravlja) izmenični tok v pulzirajoče. Takšen proces se imenuje dvofazni.
Ker je bil en del polavasa zglajen s kondenzatorjem, bi bil izhod tega mesta konstanten tok 20-25 Vol.
Ker moč LED ne sme presegati 12 V, mora vezje uporabiti stabilizacijski element. Za touveden je kapacitivni filter. Na primer, lahko uporabite model L7812
Tretja kaskada deluje na osnovi gladilnega stabilizacijskega filtra - elektrolitskega kondenzatorja. Izbira njenih kapacitivnih parametrov je odvisna od obremenitvene sile.
Ker zbrano vezje takoj reproducira svoje delo, se ne more dotakniti golih žic, ker tok doseže desetine amperov - opravi se predhodna izolacija vodov.
Video za izbiro gonilnika in njegove povezave
Vse težave, s katerimi se lahko srečuje radioamater, izbere pretvornik za močne LED-sijalke, ki so podrobno opisane v videu:
Ključne značilnosti neodvisne povezave pretvorniške naprave v elektrokemiji:
Navodila po korakih, ki opisujejo postopek priprave lastnih rok gonilnikom za empirične naprave, ki oddajajo svetlobo:
Kljub navedbam proizvajalca o več deset tisoč urah neprekinjenega delovanja LED-žarnic, obstaja veliko dejavnikov, ki znatno znižajo te stopnje. Pogoni so namenjeni glajenju vseh skokov toka v električnem sistemu. Kljub temu je treba po napačnem izračunu vseh potrebnih parametrov odgovorno pristopiti k njihovi izbiri ali samostojnemu sestavljanju.
