כיצד לבחור מנהל מנורת LED: סוגים, מטרה + תכונות חיבור

מנורות LED הפכו נפוצות, וכתוצאה מכך החל הייצור הפעיל של ספקי כוח משניים.מנהל מנורת LED מסוגל לשמור ביציבות על ערכי הזרם שצוינו במוצא המכשיר, לייצב את המתח העובר בשרשרת הדיודה.

אנו נספר לכם הכל על סוגי ועקרונות הפעולה של מכשיר המרת זרם להפעלת נורת דיודה. המאמר שלנו מספק הנחיות לבחירת נהג ומספק המלצות שימושיות. חשמלאים ביתיים עצמאיים ימצאו דיאגרמות חיבור מוכחות הלכה למעשה.

מטרת והיקף השימוש

גבישי דיודה מורכבים משני מוליכים למחצה - אנודה (פלוס) וקתודה (מינוס), אשר אחראים על הטרנספורמציה של אותות חשמליים. לאזור אחד יש מוליכות מסוג P, השני - N. כאשר מקור מתח מחובר, זרם יזרום דרך האלמנטים הללו.

בשל קוטביות זו, אלקטרונים מאזור מסוג P ממהרים לאזור מסוג N, ולהיפך, מטענים מנקודה N ממהרים ל-P. עם זאת, לכל קטע של האזור יש גבולות משלו, הנקראים P-N junctions. באתרים אלה, חלקיקים נפגשים ונספגים הדדית או מתחברים מחדש.

דיודה היא אלמנט מוליך למחצה ויש לה רק צומת p-n אחד. מסיבה זו, המאפיין העיקרי הקובע את בהירות הזוהר שלהם אינו מתח, אלא זרם

במהלך מעברי P-N, המתח יורד במספר מסוים של וולט, תמיד זהה עבור כל אלמנט במעגל. בהתחשב בערכים אלו, הנהג מייצב את הזרם הנכנס ומייצר ערך קבוע במוצא.

איזה כוח נדרש ואיזה ערכים של הפסדים במהלך מעבר P-N מצוינים בדרכון של מכשיר ה-LED. לכן, מתי בחירת נורת דיודה יש צורך לקחת בחשבון את הפרמטרים של ספק הכוח, שטווחם חייב להיות מספיק כדי לפצות על אבדן אנרגיה.

על מנת שנוריות LED בעלות הספק גבוה יעבדו במשך הזמן המצוין במאפיינים, נדרש התקן מייצב - דרייבר. גוף המנגנון האלקטרוני מראה תמיד את מתח המוצא שלו

ספקי כוח עם מתחים מ-10 עד 36 וולט משמשים לצייד התקני תאורה.

ציוד יכול להיות מסוגים שונים:

• פנסים של מכוניות, אופניים, אופנועים וכו';
• פנסי רחוב או ניידים קטנים;
• פסי לד, סרטים, אורות תקרה ומודולים.

אולם עבור נוריות בהספק נמוך, וגם במקרה של שימוש במתח קבוע, מותר לא להשתמש בדרייברים. במקום זאת, נוסף נגד למעגל, המופעל גם הוא מרשת 220 וולט.

עקרון הפעולה של ספק הכוח

בואו להבין מה ההבדלים בין מקור מתח לספק כוח. כדוגמה, שקול את התרשים המוצג להלן.

על ידי חיבור נגד 40 אוהם למקור מתח של 12 וולט, יזרום דרכו זרם של 300 mA (איור א'). כאשר נגד שני מחובר במקביל למעגל, ערך הזרם יהיה 600 mA (B). עם זאת, המתח יישאר ללא שינוי.

למרות חיבור שני נגדים למקור החשמל, השני יצור מתח קבוע במוצא, מכיוון שבתנאים אידיאליים הוא אינו נתון לעומס

עכשיו בואו נסתכל כיצד הערכים משתנים אם נגדים מחוברים לאספקת החשמל במעגל. באופן דומה, אנו מציגים ריאוסטט 40 אוהם עם דרייבר של 300 mA. האחרון יוצר עליו מתח של 12 V (מעגל B).

אם המעגל מורכב משני נגדים, אז הערך הנוכחי אינו משתנה, והמתח יהיה 6 וולט (G).

הנהג, בניגוד למקור המתח, שומר על פרמטרי הזרם שצוינו במוצא, אך הספק המתח יכול להשתנות

בהסקת מסקנות, אנו יכולים לומר כי ממיר איכותי מספק את העומס עם הזרם הנקוב גם כאשר המתח יורד. בהתאם לכך, גבישי דיודה עם 2 וולט או 3 וולט וזרם של 300 mA יישרפו באותה מידה בעוצמה עם מתח מופחת.

מאפיינים ייחודיים של הממיר

אחד האינדיקטורים החשובים ביותר הוא ההספק המועבר תחת עומס. אל תעמיס על המכשיר ונסו להשיג את התוצאות הטובות ביותר האפשריות.

שימוש לא נכון תורם לכשל המהיר לא רק של מנגנון הצפייה, אלא גם של שבבי LED.

הגורמים העיקריים המשפיעים על העבודה כוללים:

• אלמנטים מרכיבים המשמשים בתהליך ההרכבה;
• דרגת הגנה (IP);
• ערכי מינימום ומקסימום בקלט ובפלט;
• יַצרָן.

מודלים מודרניים של ממירים מיוצרים על בסיס מיקרו-מעגלים ומשתמשים בטכנולוגיית המרת רוחב הדופק (PWM).

במהלך פעולת ספק הכוח, הוכנסה שיטת אפנון רוחב דופק לוויסות מתח המוצא, בעוד שבמוצא נשמר אותו סוג של זרם כמו בכניסה

מכשירים כאלה מאופיינים בדרגה גבוהה של הגנה מפני קצרים, עומסי יתר ברשת וגם בעלי יעילות מוגברת.

כללים לבחירת ממיר זרם

כדי לרכוש ממיר מנורת LED, כדאי ללמוד את המפתח מאפייני המכשיר. כדאי להסתמך על מתח המוצא, זרם נקוב והספק מוצא.

כוח LED

הבה ננתח בתחילה את מתח המוצא, הכפוף למספר גורמים:

• הערך של הפסדי מתח בצמתים P-N של הגבישים;
• מספר דיודות אור בשרשרת;
• דיאגרמת חיבור.

ניתן לקבוע את הפרמטרים של הזרם המדורג על ידי המאפיינים האופייניים של הצרכן, כלומר כוחם של אלמנטי LED ומידת הבהירות שלהם.

מחוון זה ישפיע על הזרם הנצרך על ידי הגבישים, שטווחו משתנה בהתאם לבהירות הנדרשת. המשימה של הממיר היא לספק ליסודות אלה את כמות האנרגיה הנדרשת.

ערך מתח המוצא חייב להיות גדול או זהה לכמות האנרגיה הכוללת המושקעת על כל בלוק של המעגל החשמלי

עוצמת המכשיר תלויה בחוזקו של כל אלמנט לד, בצבעו ובכמותו.

כדי לחשב את האנרגיה הנצרכת, השתמש בנוסחה הבאה:

פ_ח = P_לד *נ,

איפה

• פ_לד - עומס חשמלי שנוצר על ידי דיודה אחת,
• N הוא מספר הגבישים בשרשרת.

האינדיקטורים המתקבלים לא צריכים להיות פחות מכוח הנהג. כעת יש צורך לקבוע את הערך הנומינלי הנדרש.

הספק מירבי של המכשיר

כמו כן, יש לקחת בחשבון שכדי להבטיח פעולה יציבה של הממיר, הערכים הנומינליים שלו חייבים לעלות על ערך P המתקבל ב-20-30%._ח.

לפיכך הנוסחה לובשת את הצורה:

פ_{מקסימום} ≥ (1,2..1,3) * P_ח,

שבו פ_{מקסימום} - הספק נקוב של ספק הכוח.

בנוסף להספק ומספר הצרכנים על הלוח, חוזק העומס כפוף גם לגורמי הצבע של הצרכן. עם אותו זרם, בהתאם לגוון, יש להם טיפות מתח שונות.

הדרייבר של מנורת LED חייב לספק את כמות הזרם הדרושה כדי להבטיח בהירות מרבית. בעת בחירת מכשיר, הקונה חייב לזכור שההספק חייב להיות גדול יותר ממה שכל נוריות הלד משתמשות בו

ניקח, למשל, נוריות של חברת Cree האמריקאית מקו XP-E באדום.

המאפיינים שלהם הם כדלקמן:

• נפילת מתח 1.9-2.4 V;
• זרם 350 mA;
• צריכת חשמל ממוצעת 750 mW.

לאנלוג ירוק באותו זרם יהיו אינדיקטורים שונים לחלוטין: הפסדים בצמתים P-N הם 3.3-3.9 וולט, וההספק הוא 1.25 וואט.

בהתאם לכך, אנו יכולים להסיק מסקנות: דרייבר בדירוג של 10 W משמש להנעת שנים עשר גבישים אדומים או שמונה גבישים ירוקים.

תרשים חיבור LED

בחירת הנהג צריכה להיעשות לאחר קביעת דיאגרמת החיבור לצרכני LED. אם תרכשו תחילה דיודות אור ולאחר מכן תבחרו עבורן ממיר, תהליך זה ילווה בהרבה קשיים.

כדי למצוא מכשיר המבטיח את פעולתם של מספר זה של צרכנים בדיוק עם דיאגרמת חיבור נתונה, תצטרך להשקיע זמן רב.

בוא ניתן דוגמה עם שישה צרכנים. אובדן המתח שלהם הוא 3 V, צריכת הזרם היא 300 mA. כדי לחבר אותם, אתה יכול להשתמש באחת מהשיטות, ובכל מקרה בודד הפרמטרים הנדרשים של ספק הכוח יהיו שונים.

החיסרון של דיודות מתחלפות הוא הצורך בספק מתח גבוה יותר אם יש הרבה גבישים במעגל

במקרה שלנו, בחיבור בסדרה, נדרשת יחידת 18 V עם זרם של 300 mA. היתרון העיקרי של שיטה זו הוא שאותו כוח עובר בכל הקו, ובהתאם לכך, כל הדיודות נשרפות בבהירות זהה.

החיסרון במיקום מקביל של צרכנים הוא ההבדל בבהירות של כל שרשרת. תופעה שלילית זו מתרחשת עקב פיזור פרמטרי דיודה עקב הבדלים בין הזרם העובר בכל קו

אם נעשה שימוש במיקום מקביל, מספיק להשתמש בממיר 9V, אולם הזרם הנצרך יוכפל בהשוואה לשיטה הקודמת.

לא ניתן להשתמש בשיטה של ​​סידור רציף של שתי דיודות עם שינוי במספר הגבישים הכלולים בקבוצה - 3 או יותר. הגבלות כאלה נובעות מהעובדה שיותר מדי זרם יכול לעבור דרך אלמנט אחד, וזה יוצר את הסבירות לכשל של המעגל כולו

אם נעשה שימוש בשיטה רציפה עם היווצרות של זוגות של שני נוריות LED, נהג עם ביצועים דומים משמש במקרה הקודם. במקרה זה, בהירות התאורה תהיה אחידה.

עם זאת, גם כאן יש כמה ניואנסים שליליים: כאשר מסופק כוח לקבוצה, בשל השונות במאפיינים, אחת מהנוריות יכולה להיפתח מהר יותר מהשנייה, ובהתאם, זרם כפול מהערך הנומינלי יזרום דרכה.

סוגים רבים לדים לתאורת הבית מיועדים לקפיצות לטווח קצר כאלה, אבל שיטה זו פחות פופולרית.

סוגי מנהלי התקנים לפי סוג התקן

התקנים הממירים מתח של 220 וולט לאינדיקטורים הנדרשים עבור נוריות LED מחולקים באופן קונבנציונלי לשלוש קטגוריות: אלקטרוני; מבוסס על קבלים; ניתן לעמעום.

שוק אביזרי התאורה מיוצג על ידי מגוון רחב של דגמי דרייברים, בעיקר מיצרנים סיניים. ולמרות טווח המחירים הנמוך, אתה יכול לבחור אפשרות הגונה מאוד ממכשירים אלה. עם זאת, כדאי לשים לב לתעודת האחריות, כי... לא כל המוצרים המוצגים הם באיכות מקובלת.

תצוגה אלקטרונית של המכשיר

באופן אידיאלי, הממיר האלקטרוני צריך להיות מצויד בטרנזיסטור. תפקידו הוא לפרוק את מיקרו-מעגל הבקרה. כדי לחסל או להחליק אדווה ככל האפשר, מותקן קבל במוצא.

סוג זה של מכשיר שייך לקטגוריה היקרה, אך הוא מסוגל לייצב זרם עד 750 mA, אשר מנגנוני נטל אינם מסוגלים.

הדרייברים החדשים ביותר מותקנים בעיקר על נורות עם שקע E27. חריג לכלל הוא מוצרי Gauss GU5.3. הם מצוידים בממיר ללא שנאי. עם זאת, מידת הפעימה בהם מגיעה לכמה מאות הרץ

פעימה היא לא החיסרון היחיד של ממירים. השני יכול להיקרא הפרעה אלקטרומגנטית בתחום התדר הגבוה (HF). לכן, אם מכשירי חשמל אחרים מחוברים לשקע המחובר למנורה, למשל, רדיו, אתה יכול לצפות להפרעות בעת קבלת תדרי FM דיגיטליים, טלוויזיה, נתב וכו'.

ההתקן האופציונלי של מכשיר איכותי חייב להיות בעל שני קבלים: האחד אלקטרוליטי להחלקת אדוות, השני קרמי להפחתת RF.עם זאת, שילוב כזה ניתן למצוא לעתים רחוקות, במיוחד כאשר מדברים על מוצרים סיניים.

אלה שיש להם מושגים כלליים במעגלים חשמליים כאלה יכולים לבחור באופן עצמאי את פרמטרי הפלט של הממיר האלקטרוני על ידי שינוי ערך הנגדים

בשל יעילותם הגבוהה (עד 95%), מנגנונים כאלה מתאימים למכשירים רבי עוצמה המשמשים בתחומים שונים, למשל לכוונון רכב, תאורת רחוב ומקורות LED ביתיים.

ספק כוח מבוסס קבלים

כעת נעבור למכשירים פחות פופולריים - אלו המבוססים על קבלים. כמעט כל מעגלי מנורות LED בעלות נמוכה המשתמשים בסוג זה של מנהלי התקנים הם בעלי מאפיינים דומים.

עם זאת, עקב שינויים על ידי היצרן, הם עוברים שינויים, למשל, הסרה של רכיב מעגל כלשהו. לעתים קרובות במיוחד חלק זה הוא אחד הקבלים - אחד החלקה.

עקב מילוי בלתי מבוקר של השוק בסחורה זולה ואיכותית, המשתמשים יכולים "לחוש" מאה אחוז פעימה במנורות. אפילו מבלי להתעמק בעיצוב שלהם, אנו יכולים לומר שאלמנט ההחלקה הוסר מהמעגל

למנגנונים כאלה יש רק שני יתרונות: הם זמינים להרכבה עצמית, והיעילות שלהם שווה למאה אחוז, שכן הפסדים יתרחשו רק בצמתים והתנגדויות p-n.

ישנם אותו מספר של היבטים שליליים: בטיחות חשמלית נמוכה ודרגה גבוהה של פעימה. החיסרון השני הוא סביב 100 הרץ ונוצר כתוצאה מתיקון מתח החילופין. GOST מציינת נורמה של פעימה מותרת של 10-20%, בהתאם למטרת החדר שבו מותקן מכשיר התאורה.

הדרך היחידה להפחית את החיסרון הזה היא לבחור קבל עם הדירוג הנכון. עם זאת, אסור לסמוך על חיסול מוחלט של הבעיה - פתרון כזה יכול רק להחליק את עוצמת ההתפרצויות.

ממירי זרם ניתנים לעמעום

דרייברים דימר עבור נורות לד ניתנות לעמעום מאפשרים לך לשנות את מחווני הזרם הנכנס והיוצא, תוך הפחתת או הגדלת מידת הבהירות של האור הנפלט מהדיודות.

ישנן שתי שיטות חיבור:

• הראשון כרוך בהתחלה רכה;
• השני הוא דחף.

שקול את עקרון הפעולה של מנהלי התקנים הניתנים לעמעום המבוססים על שבב CPC9909, המשמש כמכשיר ויסות עבור מעגלי LED, כולל אלה עם בהירות גבוהה.

תרשים חיבור סטנדרטי של CPC9909 עם ספק כוח 220 V. לפי ההוראות הסכמטיות, ניתן לשלוט בצרכן חזק אחד או יותר

במהלך התחלה רכה, המיקרו-מעגל עם הנהג מבטיח הפעלה הדרגתית של הדיודות עם בהירות גוברת. תהליך זה כולל שני נגדים המחוברים לפין LD, שנועדו לבצע את המשימה של עמעום חלק. כך מושגת משימה חשובה - הארכת חיי השירות של אלמנטי LED.

אותו פלט מספק גם ויסות אנלוגי - הנגד של 2.2 קילו אוהם מוחלף באנלוגי משתנה חזק יותר - 5.1 קילו אוהם. בדרך זו מושג שינוי חלק בפוטנציאל התפוקה.

השימוש בשיטה השנייה כולל אספקת פולסים מלבניים לפלט בתדר נמוך של ה-PWMD. במקרה זה, נעשה שימוש במיקרו-בקר או מחולל דופק, המופרדים בהכרח על ידי מצמד אופטו.

עם או בלי דיור?

נהגים זמינים עם או בלי דיור.האפשרות הראשונה היא הנפוצה והיקרה יותר. מכשירים כאלה מוגנים מפני לחות וחלקיקי אבק.

מכשירים מהסוג השני משמשים להתקנה נסתרת, ובהתאם, הם זולים.

כל המכשירים המוצגים יכולים להיות מופעלים מרשת 12 V או 220 V. למרות העובדה שדגמי מסגרת פתוחה מרוויחים במחיר, הם מפגרים משמעותית במונחים של בטיחות ואמינות המנגנון

כל אחד מהם שונה בטמפרטורה המותרת במהלך הפעולה - יש לקחת זאת בחשבון גם בעת הבחירה.

מעגל נהגים קלאסי

להרכבה עצמאית של ספק כוח לד, נעסוק במכשיר מסוג דופק הפשוט ביותר שאין לו בידוד גלווני. היתרון העיקרי של סוג זה של מעגל הוא חיבור פשוט ותפעול אמין.

מעגל הממיר 220V מוצג כספק כוח מיתוג. במהלך ההרכבה, יש להקפיד על כל כללי הבטיחות החשמליים, שכן אין מגבלות על תפוקת הזרם

התוכנית של מנגנון כזה מורכבת משלושה אזורי אשד עיקריים:

1. מפריד מתח קיבולי.
2. מיישר.
3. מגני נחשולי מתח.

החלק הראשון הוא ההתנגדות הניתנת לזרם חילופין בקבל C1 עם נגד. זה האחרון נדרש אך ורק לטעינה עצמית של האלמנט האינרטי. זה לא משפיע על פעולת המעגל.

הערך הנומינלי של הנגד יכול להיות בטווח של 100 kOhm-1 Mohm, עם הספק של 0.5-1 W. הקבל חייב להיות אלקטרוליטי, וערך מתח המשרעת האפקטיבי שלו הוא 400-500 וולט

כאשר מתח חצי הגל שנוצר עובר דרך הקבל, זרם זורם עד שהלוחות טעונים במלואם. ככל שהקיבולת של המנגנון קטנה יותר, כך ייקח פחות זמן לטעון אותו במלואו.

לדוגמה, מכשיר עם נפח של 0.3-0.4 μF נטען במהלך 1/10 מתקופת חצי הגל, כלומר רק עשירית מהמתח העובר יעבור בקטע זה.

תהליך היישור בסעיף זה מתבצע על פי שיטת גראץ. גשר הדיודה נבחר על סמך הזרם המדורג ומתח הפוך. במקרה זה, הערך האחרון לא צריך להיות פחות מ-600 וולט

השלב השני הוא מכשיר חשמלי הממיר (מתקן) זרם חילופין לזרם פועם. תהליך זה נקרא גל מלא. מכיוון שחלק אחד של חצי הגל הוחלק על ידי קבל, לפלט של קטע זה יהיה זרם DC של 20-25 V.

מכיוון שספק הכוח של LED לא יעלה על 12 V, יש להשתמש באלמנט מייצב עבור המעגל. לשם כך, מסנן קיבולי מוצג. לדוגמה, אתה יכול להשתמש בדגם L7812

השלב השלישי פועל על בסיס מסנן מייצב החלקה - קבל אלקטרוליטי. הבחירה של הפרמטרים הקיבוליים שלו תלויה בחוזק העומס.

מכיוון שהמעגל המורכב משחזר את פעולתו מיד, אינך יכול לגעת בחוטים החשופים, מכיוון שהזרם המוליך מגיע לעשרות אמפר - הקווים מבודדים תחילה.

מסקנות וסרטון שימושי בנושא

כל הקשיים שחובב רדיו עלול להיתקל בהם בעת בחירת ממיר למנורות LED חזקות מתוארים בפירוט בסרטון:

תכונות עיקריות של חיבור עצמאי של מכשיר ממיר למעגל חשמלי:

הוראות שלב אחר שלב המתארות את תהליך הרכבת דרייבר LED במו ידיך באמצעים מאולתרים:

למרות עשרות אלפי שעות הפעילות הרצויה של מנורות LED שהוכרזו על ידי היצרן, ישנם גורמים רבים המפחיתים באופן משמעותי את האינדיקטורים הללו.

דרייברים נועדו להחליק את כל קפיצות הזרם במערכת החשמל. יש לגשת לבחירתם או להרכבה עצמית באחריות לאחר חישוב כל הפרמטרים הדרושים.

ספר לנו כיצד בחרת את הדרייבר לנורת ה-LED. שתף את הטיעונים והדרכים שלך לייצב את אספקת המתח למכשיר תאורת דיודה. השאר הערות בבלוק למטה, שאל שאלות, פרסם תמונות בנושא המאמר.