Схема светодиодной лампы: устройство простейших драйверов

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 60×40 мм.

Макетная плата из текстолита для быстрого монтажа.

Как устроена светодиодная лампа

Близкое знакомство с конструкцией LED-светильника может потребоваться только в одном случае – если необходимо отремонтировать или усовершенствовать источник света.

Домашние умельцы, имея на руках комплект элементов, могут самостоятельно собрать лампу на светодиодах, но новичку это не по силам. Зато, изучив схему и имея элементарные навыки работы с электроникой, он может заменить сломанные детали и восстановить функциональность прибора.

Учитывая, что приборы со светодиодами стали основой систем освещения современных квартир, умение разбираться в устройстве ламп и ремонтировать их может сохранить весомую часть семейного бюджета

Имеет ли смысл ремонт LED-лампы? Безусловно. В отличие от аналогов с нитью накаливания по 10 рублей за штуку, светодиодные устройства стоят дорого.

Предположим, «груша» GAUSS – около 80 рублей, а более качественная альтернатива OSRAM – 120 рублей. Замена конденсатора, резистора или диода обойдется дешевле, да и срок службы лампы своевременной заменой можно продлить.

Существует множество модификаций LED-ламп: свечи, груши, шары, софиты, капсулы, ленты и др. Они отличаются формой, размером и конструкцией. Чтобы наглядно увидеть отличие от лампы накаливания, рассмотрим распространенную модель в форме груши.

Вместо стеклянной колбы – матовый рассеиватель, нить накала заменили «долгоиграющие» диоды на плате, лишнее тепло отводит радиатор, а стабильность напряжения обеспечивает драйвер

Если отвлечься от привычной формы, можно заметить только один знакомый элемент – цоколь. Размерный ряд цоколей остался прежним, поэтому они подходят к традиционным патронам и не требуют смены электросистемы.

Но на этом сходство заканчивается: внутреннее устройство светодиодных приборов намного сложнее, чем у ламп накаливания.

LED-лампы не предназначены для работы напрямую от сети 220 В, поэтому внутри устройства заключен драйвер, являющийся одновременно блоком питания и управления. Он состоит из множества мелких элементов, основная задача которых – выпрямить ток и снизить напряжение.

Электрическая схема светодиодной лампы MR-16

Чтоб уменьшить время ремонта ламп, необходимо создать ее электрическую схему. Она довольно проста.

Внимание! Схема связана с фазой сети гальваническим способом. Применять ее для питания каких либо устройств запрещено

Как же работает схема? На диодный мост VD1-VD4 через конденсатор C1 подается напряжение 220 В. Далее оно поступает на светодиоды HL1-HL27, которые включены в цепь последовательно. Число светодиодом может быть порядка 80 штук. Конденсатор С2 (чем больше емкость, тем лучше) — сглаживатель пульсаций выпрямленного напряжения. Он исключает мерцание света, имеющего частоту 100 Гц. Для разрядки C1 был установлен R1. Это нужно для того, чтоб исключить удар током при замене лампы. C2 защищен от пробоя R2 в случае, если появился обрыв цепи. R1, R2 как таковой работы в схеме не принимают.

C1- красный, C2- черный, диодный мост- корпус с четырьмя лапками.

Принцип действия светодиодных ламп

Принцип работы этих приборов построен на сложных физических процессах. При подаче электрического тока происходит соприкосновение двух веществ, изготовленных из разносортных материалов. Это приводит к образованию светового потока.

Парадоксальность системы связана с тем, что ни один из материалов, используемых для изготовления двух веществ, не относится к проводникам электрического тока. Это полупроводники, способные пропускать ток только в одном направлении

Поэтому при подключении светодиодов важно соблюдать полярность. Один материал наделен отрицательными электронами, а другой — положительными ионами

Все приборы, которые пропускают ток в одном направлении, называются диодами. Светодиоды — диоды, способные выделять световой поток.

Первые LED-диоды излучали свет в узком спектре — красном, желтом или зеленом. При этом сила свечения была минимальной. В течение продолжительного отрезка времени светодиоды использовались исключительно как индикаторы. Сегодня диапазон излучения значительно расширен и охватывает едва ли не весь спектр. С другой стороны, определенные волны всегда длиннее, поэтому данные устройства делятся на источники холодного и теплого света (в зависимости от тепловой температуры).

Где купить драйверы для светодиодов

Стоимость драйвера может достигать 300 рублей и выше

Реализующими компаниями представлен огромный ассортимент драйверов для светодиодов, технические характеристики и цены которых можно увидеть в прайсах. Как правило цены на продукцию носят ориентировочный характер и уточняются при заказе у менеджера проекта. В ассортименте имеются преобразователи различной мощности и степени защиты, применяемые для наружного и внутреннего освещения, а также для подсветки и тюнинга автомобилей.

Выбирая драйвер следует учитывать условия его использования и потребляемую мощность светодиодной конструкции. Поэтому приобретать драйвер необходимо перед покупкой светодиодов

Так, прежде чем купить драйвер для светодиодов 12 вольт, необходимо принять во внимание, что он должен иметь запас мощности около 25-30%. Это нужно для того, чтобы уменьшить риск повреждения или полного выхода из строя прибора при коротком замыкании или перепадах напряжения в сети

Стоимость преобразователя зависит от количества приобретаемых устройств, формы оплаты и сроков доставки.

В таблице приведены основные параметры и размеры стабилизаторов напряжения 12 вольт для светодиодов с указанием их ориентировочной цены:

Модификация LD DC/AC 12 V	Габариты, мм (в/ш/г)	Выходной ток, A	Мощность, W	Цена, руб.
1x1W 3-4VDC 0.3A MR11	8/25/12	0,3	1х1	73
3x1W 9-12VDC 0.3A MR11	8/25/12	0,3	3х1	114
3x1W 9-12VDC 0.3A MR16	12/28/18	0,3	3х1	35
5-7x1W 15-24VDC 0.3A	12/14/14	0,3	5-7х1	80
10W 21-40V 0.3A AR111	21/30	0,3	10	338
12W 21-40V 0.3A AR11	18/30/22	0,3	12	321
3x2W 9-12VDC 0.4A MR16	12/28/18	0,4	3х2	18
3x2W 9-12VDC 0.45A	12/14/14	0,45	3х2	54

Особенности ремонта led ламп

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

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:

Полезные ссылки

1. Тестирование этой и других ламп из Леруа Мерлена на яркость, CRI, мерцание и т. п. — публикация на сайте ЛампТест.ру
2. Светодиодные лампы и ленты с CRI больше 85, 90, 95 — видео на Ютубе про то как светит эта лампа в сравнении с тем, что можно купить на Алиэкспрессе
3. Светодиоды c CRI ≥95 с Алиэкспресса — видео на Ютубе о покупке этих LED и сравнение их цвета/света с другими.
4. Полный даташит на JW1792 — нашёлся только на forum.cxem.net, приаттаченный к некоторому сообщению. Засекреченный, «конфиденциальный», запрещённый.
5. Как изменить ток/напряжение с JW1792 — читайте там два отличных комментария-ответа от garik­but и jar-ohty.

Как подобрать драйвер для светодиодов

Разобравшись с принципом работы led driver, осталось научиться их правильно выбирать. Если ты не забыл основ электротехники, полученных в школе, то дело это нехитрое. Перечислим основные характеристики преобразователя для светодиодов, которые будут участвовать в выборе:

• входное напряжение;
• выходное напряжение;
• выходной ток;
• выходная мощность;
• степень защиты от окружающей среды.

Прежде всего, необходимо решить, от какого источника будет питаться твой светодиодный светильник. Это может быть сеть 220 В, бортовая сеть автомобиля или любой другой источник как переменного, так и постоянного тока. Первое требование: то напряжение, которое ты будешь использовать, должно укладываться в диапазон, указанный в паспорте на драйвер в графе «входное напряжение». Кроме величины, нужно учесть и род тока: постоянный или переменный. Ведь в розетке, к примеру, ток переменный, а в автомобиле – постоянный. Первый принято обозначать аббревиатурой АС, второй DC. Почти всегда эту информацию можно увидеть и на корпусе самого прибора.

Этот драйвер рассчитан для работы от сети переменного тока напряжением от 100 до 265 В

Далее переходим к выходным параметрам. Предположим, у тебя есть три светодиода на рабочее напряжение 3.3 В и ток 300 мА каждый (указано в сопроводительной документации). Ты решил сделать настольную лампу, схема соединения диодов последовательная. Складываем рабочие напряжения всех полупроводников, получаем падение напряжения на всей цепочке: 3.3 * 3 = 9.9 В. Ток при таком соединении остается тем же – 300 мА. Значит, тебе нужен драйвер с выходным напряжением 9.9 В, обеспечивающий стабилизацию тока на уровне 300 мА.

Конечно, именно на это напряжение прибор найти не удастся, но это и не нужно. Все драйверы рассчитаны не на конкретное напряжение, а на некоторый диапазон. Твоя задача – уложить свое значение в этот диапазон. А вот выходной ток должен точно соответствовать 300 мА. В крайнем случае он может быть несколько меньше (лампа будет светить не так ярко), но никогда не больше. Иначе твоя самоделка сгорит сразу либо через месяц.

Идем дальше. Выясняем, какой мощности драйвер нам нужен. Этот параметр должен как минимум совпадать с потребляемой мощностью нашей будущей лампы, а лучше превышать это значение на 10-20%. Как рассчитать мощность нашей «гирлянды» из трех светодиодов? Вспоминаем: электрическая мощность нагрузки – это ток, идущий через нее, умноженный на приложенное напряжение. Берем калькулятор и перемножаем общее рабочее напряжение всех светодиодов на ток, предварительно переведя последний в амперы: 9.9 * 0.3 = 2.97 Вт.

Последний штрих. Конструктивное исполнение. Прибор может быть как в корпусе, так и без него. Первый, естественно, боится пыли и влаги, и в плане электробезопасности он не лучший вариант. Если ты решил встроить драйвер в лампу, корпус которой является хорошей защитой от окружающей среды, тогда подойдет. Но если корпус лампы имеет кучу вентиляционных отверстий (светодиоды должны охлаждаться), а само устройство будет стоять в гараже, то лучше выбрать источник питания в собственном корпусе.

Итак, нам нужен светодиодный драйвер со следующими характеристиками:

• питающее напряжение – сеть 220 В переменного тока;
• выходное напряжение – 9.9 В;
• выходной ток – 300 мА;
• выходная мощность – не менее 3 Вт;
• корпус – пылевлагозащитный.

Отправляемся в магазин и смотрим. Вот он:

Драйвер для питания светодиодов

Причем не просто подходящий, а идеально соответствующий запросам. Слегка пониженный выходной ток продлит жизнь светодиодов, но на яркости их свечения это абсолютно никак не отразится. Потребляемая мощность упадет до 2.7 Вт – будет запас мощности драйвера.

Виды драйверов по типу конструкции

Драйвера для LED-элементов представляют собой небольшую электронную схему, собранную из резисторов, конденсаторов и полупроводниковых диодов, размещённых на плате.

Устройства, стабилизирующие ток для светодиодов, выпускаются в 2 версиях:

• В корпусе. Это наиболее распространённый вариант. Стоимость такого прибора выше. Его главный плюс – защита конструктивных элементов от влаги и пыли.
• Без корпуса. Их применение оправдано только при скрытом монтаже. Они дешевле корпусных аналогов.

Преобразователи по конструктивному исполнению делят на три группы.

Электронный

В электронном преобразователе за коррекцию тока отвечает транзистор. Его задача – разгрузка регулировочной микросхемы. Чтобы максимально сгладить пульсацию, на выходе схемы установлен конденсатор.

Электронные устройства дорого стоят, но стабилизируют ток максимум до 750 мА. Новейшие драйверы такого типа обычно устанавливают на лампы с цоколем Е27.

Главные недостатки – пульсации и помехи в высокочастотном диапазоне. Если в одну розетку со светильником включить бытовые приборы, например, радиоприёмник, появляются помехи на FM-частотах. .

В хорошем электронном драйвере должно быть сразу два конденсатора:

• электролитический, который сглаживает пульсации;
• керамический, который понижает высокие частоты.

Такое сочетание встречается редко, особенно в драйверах китайского производства. Пользователи, разбирающиеся в микросхемах, могут получать выходные параметры драйвера, меняя номиналы резисторов.

Благодаря высокому КПД – около 95 % – электронные драйверы используют для самых разных целей (для обеспечения работы автомобильных светодиодных ламп, уличного и бытового освещения).

На основе конденсаторов

Несколько меньшей популярностью пользуются драйверы, работа которых основана на использовании конденсаторов. Почти все схемы бюджетных LED-ламп с такими устройствами имеют похожие характеристики.

Из-за изменений, вносимых производителями в электрические цепи, из них могут удаляться кое-какие элементы. Особенно часто в них отсутствует конденсатор, отвечающий за сглаживание пульсаций.

Плюсы драйверов на конденсаторах:

• простота конструкции;
• КПД стремится к 100 %, так как потери мощности наблюдаются только на резисторах и переходах полупроводниковых элементов.

Диммируемый

Диммер – устройство, регулирующее яркость светодиодов. Многие современные драйверы имеют в своём составе эти полезные приспособления.

Плюсы диммируемых драйверов:

• пользователь выбирает уровень освещённости, комфортный для текущего момента;
• включение диммера в стабилизаторы тока позволяет экономно расходовать как электроэнергию, так и ресурс светодиодов.

• Диммирующее устройство располагается между питанием и LED-светильником. Такой прибор управляет электроэнергией, подаваемой на светодиоды. Обычно это широтно-импульсные стабилизаторы (ШИМ), корректирующие величину тока.
• Устройство управляет источником питания. Оно выполняет коррекцию тока. Меняется яркость и цвет диодов.

Филаментные лампы

Филаментный источник света внешне напоминает лампу накаливания, но конструктивно остается светодиодным изделием. В таком случае пропадает необходимость в отводе тепла, но применение устройств в бытовой сфере связано с исключительно эстетическими соображениями.

Основной элемент филаментного прибора — светодиодная нить. В зависимости от количества таких нитей производят изделия разной мощности. Филамент — тонкий стержень из стекла, на поверхности которого имеются SMD-диоды. Верхняя часть покрывается люминофором, дающим желтый оттенок. Для отвода тепла применяют стеклянную колбу, внутренняя часть которой заполняется газом.

Из-за отсутствия места для драйвера внутри производители размещают низкокачественный модуль питания. Это повышает пульсацию, негативно сказывающуюся на зрительных органах. Для избавления от мерцания между цоколем и колбой добавляется пластиковое кольцо с качественным драйвером.

Устройство светодиодных ламп для цепей переменного тока напряжением 220В

Светодиодные лампочки состоят из следующих компонентов:

1. Цоколя (Е27, Е14, Е40 и так далее) для вкручивания в патрон светильника, бра или люстры;
2. Диэлектрической прокладки между цоколем и корпусом;
3. Драйвера, на котором собрана схема для преобразования переменного напряжения в постоянного необходимой величины;
4. Радиатора, который служит для отвода тепла от светодиодов;
5. Печатной платы, на которую впаиваются светодиоды (типоразмеров SMD5050, SMD3528 и так далее);
6. Резисторов (чипы) для защиты светодиодов от пульсирующего тока;
7. Светорассеивателя для создания равномерного светового потока.

Типы драйверов по типу устройства

Устройства, преобразующие источник питания 220 В в индикаторы, необходимые для светодиодов, условно делят на три категории: электронные; на основе конденсаторов; диммируемый.

Рынок осветительных аксессуаров представлен самыми разнообразными моделями драйверов, в основном от китайского производителя. И, несмотря на невысокий ценовой диапазон, из этих устройств можно выбрать довольно приличный вариант

Однако стоит обратить внимание на гарантийный талон, ведь не вся представленная продукция имеет приемлемое качество

Электронный дисплей устройства

В идеале электронный преобразователь должен быть оснащен транзистором. Его роль – разряжать управляющую микросхему. Для устранения или максимального сглаживания пульсаций на выходе установлен конденсатор.

Этот тип устройств относится к категории дорогих, но способен стабилизировать ток до 750 мА, на что не способны балластные механизмы.

Пульсация – не единственный недостаток преобразователей. Второй – это высокочастотные электромагнитные помехи (ВЧ). Таким образом, если другие электрические устройства, такие как радио, подключены к розетке, подключенной к лампе, могут возникнуть помехи при приеме цифровых FM-частот, телевидения, маршрутизатора и т.д.

В дополнительном устройстве высококачественного устройства должно быть два конденсатора: один – электролитический для ослабления пульсаций, другой – керамический для понижения радиочастоты. Однако такое сочетание встречается редко, особенно если речь идет о китайских товарах.

Благодаря высокому КПД (до 95%) такие механизмы подходят для мощных устройств, используемых в различных сферах, например, для тюнинга автомобилей, уличного освещения и бытовых светодиодных источников.

Конденсатор мощности

Теперь перейдем к не очень популярным устройствам на основе конденсаторов. Практически все схемы светодиодных ламп недорогого образца, в которых используются драйверы этого типа, имеют схожие характеристики.

Однако из-за модификаций производителя они претерпевают изменения, например, удаление элемента схемы. Особенно часто из этой части служит один из конденсаторов – пескоструйный.

У таких механизмов всего два преимущества: они доступны для самостоятельной сборки, а их КПД стопроцентный, поскольку потери будут только на переходах и pn резисторах.

Столько же недостатков: низкая электробезопасность и высокая степень пульсации. Второй недостаток – около 100 Гц и образован за счет выпрямления переменного напряжения. ГОСТ предписывает допустимую пульсацию 10-20% в зависимости от назначения помещения, в котором установлен осветительный прибор.

Единственный способ уменьшить этот недостаток – выбрать конденсатор правильного номинала. Однако не стоит рассчитывать на полное устранение проблемы – такое решение может только снизить интенсивность взрывов.

Диммируемые преобразователи тока

Регулируемые диммеры с драйвером светодиодов позволяют изменять показания входного и выходного тока, уменьшая или увеличивая яркость света, излучаемого диодами.

Есть два способа подключения:

• первый предполагает плавный старт;
• второй – импульс.

Рассмотрим принцип работы диммируемых драйверов на базе микросхемы CPC9909, используемой в качестве устройства управления цепями светодиодов, в том числе с повышенной яркостью.

При плавном запуске микросхема с драйвером обеспечивает плавное включение диодов с увеличением яркости. Для этого используются два резистора, подключенные к клемме LD, предназначенные для выполнения задачи сглаживания. Так решается важная задача: продление срока службы светодиодных элементов.

Этот же выход обеспечивает аналоговое регулирование: резистор 2,2 кОм заменен на более мощный переменный аналог – 5,1 кОм. Таким образом достигается постепенное изменение выходного потенциала.

Применение второго метода заключается в подаче прямоугольных импульсов на низкочастотный выход ШИМД. В этом случае используется микроконтроллер или генератор импульсов, которые обязательно разделены оптопарой.

С телом или без?

Драйверы доступны с корпусом или без него. Первый вариант – самый распространенный и самый дорогой. Такие устройства защищены от влаги и частиц пыли.

Устройства второго типа используются для скрытой установки и, соответственно, стоят недорого.

Каждый из них отличается допустимой температурой при эксплуатации – на это также необходимо обращать внимание при выборе

Типы драйверов

Всего можно выделить два типа драйверов для светодиодов:

1. 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.
2. 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.

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.

Диммируемые драйверы для светодиодов

Современные драйверы для светодиодов совместимы с устройствами регулирования яркости свечения полупроводниковых приборов. Использование диммируемых драйверов позволяет управлять уровнем освещенности в помещениях: снижать интенсивность свечения в дневное время, подчеркивать или скрывать отдельные элементы в интерьере, зонировать пространство. Это, в свою очередь, дает возможность не только рационально использовать электроэнергию, но и экономить ресурс светодиодного источника света.

Диммируемые драйверы бывают двух типов. Одни подсоединяются между блоком питания и LED-источниками. Такие устройства управляют энергией, поступающей от источника питания к светодиодам. В основе таких устройств используется ШИМ-управление, при котором энергия поступает к нагрузке в виде импульсов. Длительность импульсов определяет количество энергии от минимального до максимального значения. Драйверы такого типа применяются по большей части для светодиодных модулей с фиксированным напряжением, таких как светодиодные ленты, бегущие строки и др.

Управление драйвером осуществляется с помощью диммера или ШИМ

Диммируемые преобразователи второго типа управляют непосредственно источником питания. Принцип их работы заключается как в ШИМ-регулировании, так и в управлении величиной протекающего через светодиоды тока. Диммируемые драйверы этого типа используются для LED-приборов со стабилизированным током. Стоит отметить, что при управлении светодиодами посредством ШИМ-регулирования наблюдаются негативно влияющие на зрение эффекты.

Сравнивая эти два метода регулирования, стоит отметить, что при регулировании величины тока через LED-источники наблюдается не только изменение яркости свечения, но и изменение цвета свечения. Так, белые светодиоды при меньшем токе излучают желтоватый свет, а при увеличении – светятся синим. При управлении светодиодами посредством ШИМ-регулирования наблюдаются негативно влияющие на зрение эффекты и высокий уровень электромагнитных помех. В связи с этим ШИМ-управление используется достаточно редко в отличие от регулирования тока.

Как выбрать драйвер?

Большинство контроллеров светодиодного освещения, продаваемых на внутреннем рынке, производятся в Китае, они дешевые и не отличаются высоким качеством.

В драйверах китайских светодиодных ламп часто встречаются неисправные микросхемы, покупать их не рекомендуется. Такое устройство быстро выходит из строя, и вряд ли получится обменять его на новое или вернуть деньги.

Советы по выбору светодиодного драйвера:

Возьмите стабилизатор тока вместе с нагрузкой. Учитывайте мощность нагрузки, которая будет подключена к контроллеру

Обратите внимание на тело. На нем должны быть указаны мощность, диапазоны напряжения (входного и выходного), номинальное значение стабилизированного тока, класс устойчивости к влаге и пыли

Максимальная мощность драйвера

Выходное напряжение зависит от количества диодов в схеме и схемы их включения. Она должна быть больше или равна сумме энергии, затрачиваемой каждым блоком электрической цепи.

Номинальный ток определяется мощностью элементов и их яркостью. Задача стабилизатора — обеспечить диоды необходимой энергией.

Суммарная мощность светодиодов определяется параметрами каждого элемента, их количеством и цветом. Количество потребляемой энергии рассчитывается по формуле:

P = PLED x N, где N — количество диодов в цепи, PLED — мощность одного диода.

Номинальное значение берется на 20-30% больше расчетной мощности:

Pmax ≥ (1,2..1,3) * P.

Также учитывается яркость цвета элементов. Влияет на выходное напряжение. Он указан непосредственно на устройстве или на упаковке.

Например, есть три светодиода по 3 Вт. Таким образом, общая мощность составляет 9 Вт. Рекомендуемый драйвер Pmax = 9 x 1,3 = 11,7 Вт.

Стоимость

Контроллеры для светодиодного освещения продаются в магазинах электротоваров, в интернете, в торговых точках, торгующих радиодеталями. Покупка онлайн самая дешевая.

Ориентировочные цены стабилизаторов тока:

• DC12V (мощность 18 Вт, входное напряжение 12 В, выходное 100-240 В) — 190 руб;
• LB0138 (6 Вт, 45 В, 220 В) — 170 руб;
• YW-83590 (21 Вт, 25-35 В, 200-240 В) — 690 руб;
• LB009 (150 Вт, 12 В, 170-260 В) — 750 руб.

Микросхема PT4115 — понижающий преобразователь — стоит 150 рублей за штуку. Самые мощные экземпляры стоят от 150 до нескольких тысяч рублей.

Другие характеристики

При покупке контроллера обратите внимание на следующие характеристики:

• Выходное напряжение. Его величина зависит от количества светодиодов в светильнике, способа питания и падения напряжения на полупроводниках. На рынке есть устройства с напряжением от 2 до 50 В и более.
• Номинальный ток. Этого должно хватить для обеспечения оптимальной яркости.
• Цвет светодиода. Влияет на падение напряжения.

Зависимость электрических параметров от цвета светодиодов:

Цвет	Падение напряжения, В	Сила тока, А	Потребляемая мощность, Вт
Красный	1,6-2,04	350	0,75
Апельсин	2.04-2.1	0,9
Желтый	2.1-2.18	1.1
Зеленый	3.3-4	1,25
Синий	2,5-3,7	1,2

Если источник света состоит из трех последовательно соединенных светодиодов белого света мощностью 1 Вт, вам потребуется драйвер с напряжением 9-12В и током 350мА.

Падение напряжения на белых кристаллах составляет 3,3 В. При их последовательном соединении напряжения складываются. Получается 9,9 В, что удовлетворяет рабочему диапазону контроллера.

В зависимости от модификации в устройствах используется определенное количество светодиодов – один, два и более.

Например, драйверы светодиодов на чипе 9918c в светодиодной лампе подходят для управления лампами без диммирования и поддерживают мощность до 25 Вт.

Устройство светодиодных источников света

Светодиодный источник состоит из следующих конструктивных элементов:

• LED-диоды;
• драйверы;
• корпус;
• радиатор;
• цоколь.

Светодиоды

Несколько лет назад конструкция светодиодной лампы незначительно отличалось из-за отсутствия широкого ассортимента LED-диодов. Самыми распространенными были чипы на 3–5 мм. Позже появились изделия на 10 мм.

Сегодня светодиодов намного больше. Чаще всего используются SMD 5050, SMD 3528, SMD 5730, SMD 2835, 1W, 3W и 5W.

Количество светодиодов бывает разным, его задает производитель. При монтаже нескольких диодов производят специальные расчеты, чтобы вывести оптимальный ток потребления. Припой осуществляется к текстолитовым или алюминиевым платам. Светодиоды собираются в группы, соединяемые последовательно. Опять же, количество групп неограниченно.

Последовательное соединение обеспечивает постоянный ток, но есть существенный недостаток — если выйдет из строя хотя бы один LED-диод, то перестает работать все изделие. С другой стороны, диод можно без проблем заменить на новый.

Платы, к которым припаиваются источники света, классифицируются по форме и бывают круглыми, прямоугольными, овальными, многоугольными и т. д.

Драйверы

Драйверы предназначены для преобразования входящего напряжения в пригодную для питания устройства величину. Причем питание для каждой группы светодиодов может быть разным. Самыми распространенными являются трансформаторные схемы с драйверами.

Конструктивные элементы могут быть двух типов — открытыми и закрытыми (в корпусе). Монтируют их в корпус ламп, осветительных приборов.

Китайские производители нередко пытаются сэкономить на приборах, устанавливая вместо драйверов обычные ограничители тока со схемой на основе конденсатора. Избегайте покупки таких изделий, поскольку помимо крайней неэкономичности они негативно воздействуют на здоровье человека (высокая пульсация).

Цоколь

Поскольку светодиодные изделия позиционируются как лучшие аналоги лампам накаливания, то нет ничего удивительного в том, что они изготавливаются со стандартными цоколями — E27 и E14. Последние часто применяются в ночных и настенных светильниках.

За рубежом иные стандарты, поэтому там чаще можно встретить светодиодные лампы E26.

Корпус

В отличие от ламп накаливания для светодиодных нет необходимости в полной герметичности колб, да и газовая среда внутри отсутствует. Одна из разновидностей светодиодных светильников — филаментный источник, повторяющий устройство лампы накаливания и нуждающийся в газовой среде.

Радиаторы

Данные электротехнические изделия боятся высокой температуры и перегрева. По этой причине для повышения срока эксплуатации необходимо устройство для отвода тепла. Алюминиевые платы частично снижают влияние перегрева, но этого недостаточно. Дорогие и качественные лампы обязательно используют радиаторы, размер которых зависит от количества светодиодов в приборе.

Наличие радиатора повышает стоимость и габариты изделия, но является обязательным условием для создания качественного и долговечного прибора.