Как подобрать драйвер для светодиодной ленты
Для чего нужен и как выбрать драйвер для светодиодного освещения
Светодиодное освещение получило большую популярность. Среди осветительных приборов данного класса очень удобна светодиодная лента – за счет легкости ее монтажа. Для обеспечения стабильного электропитания нужен преобразователь напряжения – драйвер для светодиодной ленты. Так называемый led driver гарантирует пользователю качество свечения и долговечность работы светодиодов.
Назначение и принцип работы
Драйвер для светодиода – это электронное устройство, стабилизированный импульсный преобразователь. Функциональное назначение заключается в стабилизации тока, поступающего к led-лампе. Именно тока, в отличие от блока питания, стабилизирующего напряжение. На сегодняшний день блоки питания также называют драйверами для светодиодов, основное условие – устойчивые параметры питания постоянным током.
Блок питания трансформирует переменное напряжение 220 В в постоянное заданной величины. Подходит для запитки светодиодных лент, Led планок и отдельных светодиодов, собранных по одному параллельно, когда напряжение на всех элементах неизменное. В этом случае выходное напряжение, указанное на корпусе блока питания, должно соответствовать значению, указанному на светодиодной ленте. А ток, заявленный на БП, должен быть выше тока нагрузки всех светодиодов сборки.
Пример расчета: 1 метр светодиодной ленты напряжения 12 В с плотностью диодов 60 штук на метр потребляет 0,4 А, 5 метров потребляет 2 А, блок питания должен быть с выходным напряжением 12 В и с током выше 2 А (5 Ампер подойдет). Но в данной статье речь пойдет именно о лед-драйверах, стабилизирующих ток.
Драйвер обеспечивает равномерное свечение более разветвленных светодиодных конструкций, в которых наблюдается различное падение напряжений на светодиодах. Стабилизатор предоставляет одинаковое значение тока во всех точках, а выходное напряжение меняется в заданном диапазоне. Мощность сложной светодиодной схемы увеличивается, но как обеспечить полноценное электропитание?
При переменном токе значительная доля мощности теряется на сглаживающих резисторах сборки, и КПД падает. Но с драйвером, стабилизирующим ток, сглаживающие сопротивления не требуются, а КПД остается очень высоким.
Применяются для запитки светодиодного освещения от электрической сети 220 В в помещениях. Для питания лед-диодов в автомобилях, велосипедных фарах, ручных фонариках.
Основные характеристики
Параметры указаны на корпусе лед-драйвера:
Мощность номинальная рассчитывается по формуле:
где PLED – мощность одного диода (часто встречающиеся 0,35 А и 0,7 А),
N – количество диодов в схеме.
Мощность драйвера (указана на корпусе) должна быть больше расчетного значения на 20–30%. Pmax = 1,3*Pн. Мощность нагрузки зависит от цвета следующим образом:
Драйвером на 10 Вт можно запитать 13 красных или 8 зеленых светодиодов.
Существуют почти все цвета светодиодов: красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, белый. Величины падения напряжения можно посмотреть в техдокументации на диод.
По типу устройства драйверы делятся на линейные и импульсные:
По наличию гальванической развязки, которая предоставляет повышенный КПД, надежность и безопасность, предпочтение стоит отдавать драйверам, обладающим этим свойством. Если гальванической развязки нет, драйвер стоит дешевле, но есть опасность удара электротоком (нет защиты).
Срок службы
Преобразователь питания служит меньше, чем светодиоды. Оптика проработает 100 тысяч часов, а работа драйвера зависит от эксплуатационных условий – скачков напряжения, перепадов температур, влажности и рабочей нагрузки. Неполная загруженность преобразователя по мощности вредна тем, что неиспользованная мощность возвращается в сеть, создавая перегрузку драйверу.
Срок службы также зависит от качества:
Следует делать выбор, исходя из окупаемости.
Схема драйвера для светодиодов своими руками
Для изготовления обыкновенного драйвера для светодиода своими руками понадобится 2 транзистора и 2 резистора. Стабилизацию тока, протекающего через диод, производит мощный полевой n-канальный транзистор VT2. Резистор R2 устанавливает наибольший ток, поступающий на светодиод, выполняет функцию датчика тока для транзистора VT1 в цепи обратной связи.
Когда ток, проходящий через VT2, увеличивается, напряжение на R2 падает и транзистор VT1 открывается, снижая напряжение на затворе VT2. Токовое значение на диоде уменьшается и происходит стабилизация выходного тока. Запитать схему можно блоком питания 12в и 0,5 А.
Входное напряжение должно быть минимум на 1–2 В больше падения напряжения на диоде. Сопротивление R2 должно рассеивать мощность 1–2 Вт, в зависимости от нужного тока и питающего напряжения. Транзистор VT2 рассчитан на ток не менее 500 мА: IRFЯ48, IRFZ44N, IRF530. VT1 – маломощный биполярный npn транзистор: BC547, 2N3904, 2N2222, 2N5088 мощностью 0,125-0,25 Вт, сопротивлением 100 вОм. Монтаж можно произвести без платы, так как количество компонентов небольшое.
Как подобрать драйвер для светодиодов
На рынке предлагается широкий выбор драйверов для светодиодов. Многие стабилизаторы не соответствуют указанным параметрам, часто этим грешат китайские производители. Недорогие драйверы «подозрительных» производителей могут занижать мощность и вместо обозначенных 50 Вт фактически выдавать 40 Вт. К тому же у них непродолжительное время работы. Перед покупкой следует отдавать предпочтение брендовым производителям с большим количеством часов работы.
Расчет выбора драйверов для светодиодов
Перед приобретением устройства желательно определиться, какие параметры требуются для драйвера. Взять для примера 6 светодиодов током 0,3 А с падением напряжения 12В. Выбор драйвера определяется схемой соединения светодиодов:
Во всех трех случаях мощность драйвера одинакова, составляет 3,6 Вт (Ватт), рассчитывается по формуле:
где I – сила тока (Ампер), U – напряжение (Вольт).
Мощность преобразователя не зависит от схемы соединения светодиодов, а зависит лишь от их количества.
Приобрести данный товар можно в:
Рекомендуется тщательно подбирать драйверы для светодиодов, от этого зависит срок их службы.
Описание драйвера для питания светодиодов
Светодиоды представляют собой универсальные и экономичные источники освещения, которые вошли в каждый дом. С помощью современных светодиодных ламп организовывают освещение квартир, домов, офисов, общественных зданий и улиц. Важнейшим элементом любого прибора, работающего на светодиодах является драйвер. Компонент имеет ряд особенностей, которые важно учитывать при использовании электроприборов.
Светодиодный драйвер — что это такое
Прямой перевод слова «драйвер» означает «водитель». Таким образом, драйвер любой светодиодной лампы выполняет функцию управления подающимся на устройство напряжением и регулирует параметры освещения.
Светодиоды это электрические приборы, способные излучать свет в некотором спектре. Чтобы прибор работал правильно, необходимо подавать на него исключительно постоянное напряжение с минимальными пульсациями. Условие особенно актуально для мощных светодиодов. Даже минимальные перепады напряжения способны вывести прибор из строя. Незначительное снижение входного напряжения мгновенно отразится на параметрах светоотдачи. Превышение установленного значения приводит к перегреву кристалла и его перегоранию без возможности восстановления.
Драйвер осуществляет функцию стабилизатора входного напряжения. Именно этот компонент отвечает за поддержание необходимых значений тока и правильную работу источника освещения. Использование качественных драйверов гарантирует долгое и безопасное использование прибора.
Как работает драйвер
LED-драйвер – источник постоянного тока, который создает на выходе напряжение. В идеале оно не должно зависеть от подаваемой на драйвер нагрузки. Сеть переменного тока характеризуется нестабильностью и нередко в ней наблюдаются значительные перепады параметров. Стабилизатор должен сглаживать перепады и предотвращать их негативное влияние.
К примеру, подключая к источнику напряжения 12 В резистор на 40 Ом можно получить стабильный показатель тока в 300 мА.
Если подключить параллельно два одинаковых резистора на 40 Ом, ток на выходе будет составлять уже 600 мА. Такая схема достаточно проста и характерна для самых дешевых электрических приборов. Она не способна автоматически поддерживать нужную силу тока и противостоять пульсациям напряжения в полной мере.
Драйверы питания для светодиодов делят на две большие группы: линейные и импульсные, по принципу работы.
Импульсная стабилизация
Импульсная стабилизация отличается надежностью и эффективностью при работе с диодами практически любой мощности.
Регулирующим элементом является кнопка, схема дополнена накопительным конденсатором. После подачи напряжения нажимается кнопка, заставляющая конденсатор накапливать энергию. Затем кнопка размыкается, а постоянное напряжение от конденсатора поступает на осветительное оборудование. Как только конденсатор разрядится, процедура повторяется.
Рост напряжения позволяет сократить время зарядки конденсатора. Подача напряжения запускается специальным транзистором или тиристором.
Все происходит автоматически со скоростью около сотен тысяч замыканий в секунду. КПД в данном случае нередко достигает впечатляющего показателя в 95%. Схема эффективна даже при использовании высокомощных светодиодов, поскольку потери энергии в процессе работы оказываются незначительными.
Линейный стабилизатор
Линейный принцип регулировки тока иной. Простейшая схема подобной цепи представлена на рисунке ниже.
В цепь установлен резистор, ограничивающий ток. Если меняется напряжение питания, смена сопротивления резистора позволит снова выставить нужное значение тока. Линейный стабилизатор автоматически следит за проходящим через светодиод током и при необходимости регулирует его при помощи переключателя резистора. Процесс протекает крайне быстро и помогает оперативно реагировать на малейшие колебания сети.
Как подобрать
Чтобы подобрать светодиодный драйвер, необходимо рассматривать комплексно характеристики прибора:
Для начала определяют источник питания. Используются стандартная сеть с переменным напряжением, аккумулятор, блок питания и многое другое. Главное, чтобы входное напряжение было в указанном в паспорте устройства диапазоне. Ток также должен соответствовать входной сети и подсоединенной нагрузке.
Производители выпускают устройства в корпусах или без них. Корпуса эффективно защищают от влаги, пыли и негативных воздействий окружающей среды. Однако для встраивания прибора непосредственно в лампу корпус не обязательный компонент.
Как рассчитать
Для правильной организации электрической цепи важно рассчитать выходные параметры. На основе полученных данных реализуется подбор конкретной модели.
Тематическое видео: Как подобрать драйвер для светодиодного светильника.
Расчет начинается с рассмотрения светодиодов с учетом их напряжения и тока. Характеристики можно увидеть в документах. К примеру, используются диоды напряжением 3,3 В с током 300 мА. Необходимо создать светильник, в котором три светодиода расположены один за другим последовательно. Рассчитывается падение напряжение в цепи: 3,3 * 3 = 9,9 В. Ток в данном случае остается постоянным. Значит пользователю потребуется драйвер с выходным напряжением 9,9 В и силой тока 300 мА.
Конкретно такой блок найти не удастся, поскольку современные приборы рассчитаны на использование в некотором диапазоне. Ток прибора может быть немного меньше, лампа будет менее яркой. Превышать ток запрещено, поскольку такой подход способен вывести прибор из строя.
Теперь требуется определить мощность устройства. Хорошо, если она будет превышать нужный показатель на 10-20%. Расчет мощности осуществляется по формуле, умножая рабочее напряжение на ток: 9,9 * 0,3 = 2,97 Вт.
Как подключить к светодиодам
Подключить драйвер к светодиодам можно даже без специальных навыков. Контакты и разъемы обозначены маркировкой на корпусе.
Маркировкой INPUT помечены контакты входного тока, OUTPUT обозначает выход. Важно соблюдать полярность. Если подключаемое напряжение постоянное, то контакт «+» нужно подключить к положительному полюсу батареи.
При использовании переменного напряжения учитывают маркировку входных проводов. На «L» подается фаза, на «N» – ноль. Фазу можно найти индикаторной отверткой.
Если присутствуют маркировки «
», «АС» или отсутствуют обозначения, соблюдение полярности не обязательно.
При подключении светодиодов к выходу полярность важно соблюдать в любом случае. В данном случае «плюс» от драйвера подключается к аноду первого светодиода цепи, а «минус» к катоду последнего.
Наличие в цепи большого количества светодиодов может вызвать необходимость разбить их на несколько групп, соединенных параллельно. Мощность будет складываться из мощностей всех групп, тогда как рабочее напряжение окажется равным показателю одной группы в цепи. Токи в данном случае также складываются.
Как проверить драйвер светодиодной лампы
Проверить работу драйвера светодиода можно подключив светильник к сети. Надо только убедиться в исправности осветительного прибора и отсутствии пульсаций.
Существует способ проверить драйвер и без светодиода. На него подается 220 В и измеряются показатели на выходе. Показатель должен быть постоянным, по значению немного больше указанного на блоке. Например указанные на блоке значения 28-38 В обозначают выходное напряжение без нагрузки около 40 В.
Описанный способ проверки не дает полного представления об исправности драйвера. Нередко приходится сталкиваться с исправными блоками, которые не включаются вхолостую или же работают нестабильно без нагрузки. Выходом представляется подключение к прибору специального загрузочного резистора. Выбрать сопротивление резистора можно по закону Ома с учетом указанных на блоке показателей.
Если после подключения резистора напряжение на выходе оказывается таким, как указано, драйвер исправен.
Срок службы
Драйверы имеют свой ресурс. Чащ всего производители гарантируют 30 тыс. часов работы драйвера при интенсивной эксплуатации.
На срок службы также будут влиять перепады напряжения в сети, температура, влажность.
Значительно сократить ресурс прибора может недостаточная загруженность. Если драйвер рассчитан на 200 Вт, а функционирует при 90 Вт, большая часть свободной мощности вызывает перегрузку сети. Возникают сбои, мерцания, лампа может перегореть в течение года.
Полное руководство по изучению и выбору светодиодного драйвера
Использование светодиодного драйвера имеет решающее значение для предотвращения повреждения вашего светодиода (-ов). Прямое напряжение светодиодов изменяется при изменении их температуры. Повышение температуры уменьшает прямое напряжение, в результате чего светодиод потребляет больше тока. Диод будет продолжать нагреваться и потреблять еще больший тока, пока не сгорит. Этот процесс называется «тепловой пробой». Использование драйвера светодиода постоянного тока предотвращает пробой, компенсируя изменения прямого напряжения, подавая стабилизированный ток через светодиоды (индикаторы).
Входное напряжение.
Существуют светодиодные драйверы с входным напряжением постоянного тока (DC) и переменного тока (AC). Вход AC как правило может работать при напряжении сетевого питания от 110 В до 277 В переменного тока, в то время как драйверы с входом DC чаще всего при напряжении от 3 В до 32 В постоянного тока. В большинстве случаев рекомендуется использовать драйвер с низким напряжением постоянного тока, так как они очень эффективны, надежны и имеюд вход затемнения (диммирования). Даже если в вашей системе используется высоковольтное сетевое питание, лучше использовать низковольтные драйверы с дополнительным импульсным источником питания, преобразующим высокое сетевое напряжение в нужное нашим низковольтным драйверам.
Выходной ток.
Все рассматриваемые светодиодные драйверы обеспечивают в нагрузке стабилизированный постоянный ток. Но перед выбором нужно изучить спецификации светодиодов и выбрать правильный уровень токового выхода для соответствующего светодиода. Линейка номинальных выходные токов драйверов: 350 мА, 500 мА, 700 мА, 1000 мА, 1400 мА и 2100 мА. Это позволяет легко выбрать драйвер с безопасным выходом для выбранного светодиода или линейки светодиодов.
Драйверы с регулировкой яркости для светодиодов. Диммируемые драйверы.
Для управления наиболее распространенными диммируемыми драйверами AC и DC используют постоянное напряжение от 0 до 10 В. Драйверы постоянного тока (DC), как правило, обеспечивают более линейный закон затемнения, создают меньше проблем с мерцанием и предоставляют более широкий спектр опций.
Полное руководство по изучению и выбору светодиодного драйвера.
При выборе подходящего светодиодного драйвера вам сначала нужно знать, что вы ищете. Всегда, как при любом выборе, есть много соображений и вопросов, например:
Сколько светодиодов я могу запустить?
И, каким электропитанием я располагаю?
Чтобы облегчить процесс выбора драйверов светодиодов, мы опубликовали подробное руководство по изучению светодиодных драйверов и выбору наиболее подходящего.
Нужно ли использовать светодиодный драйвер?
Если ваш светодиодный проект использует любой светодиод, более мощный, чем простой светодиодный индикатор, тогда дается какой-то светодиодный драйвер! Далее мы опубликовали статью, в которой подчеркивается, почему светодиодный драйвер необходим для питания светодиодов
Что делает светодиодный драйвер?
Светодиодные драйверы отличаются от стандартных источников питания тем, что они обеспечивают постоянный ток в цепи питания светодиодов вместо постоянного напряжения на светодиодах. Выходное напряжение от драйвера постоянного тока будет меняться в зависимости от требуемого выходного тока. Стабилизация тока необходима в связи с тем, что прямое напряжение на светодиодах изменяется от температуры. Без источника постоянного тока вероятность теплового пробоя и общего отказа может стать вероятной.
Как подключить светодиодный драйвер?
Пример подбора соответствующих светодиодов и светодиодных драйверов.
Как выбрать правильный светодиодный драйвер.
Светодиодные драйверы могут быть самой сложной для выбора и неоднозначной частью светодиодной технологии. Существует так много разных типов и вариаций, что иногда может показаться, что выбрать оптимальный просто невозможно. Вот почему появилась необходимость рассказать об этом в понятной и достаточно краткой форме.
Что вы можете узнать о светодиодом драйвере?
Что нужно учитывать перед выбором драйвера светодиода?
Какие типы светодиодов используются и сколько? Выясните прямое напряжение, рекомендуемый ток и прочие параметры светодиодов.
Нужен ли мне драйвер стабилизирующий ток или драйвер стабилизирующий напряжение?
Здесь мы выбираем параметр, который должен стабилизироваться, постоянный ток или постоянное напряжение.
Не так много напряжения для работы? Оцените, хватает ли вам питания для приложения.
Каковы основные цели приложения? Размер, стоимость, эффективность, производительность и т. д.
Любые специальные функции? Диммирование, пульсация яркости, микропроцессорное управление и т. д.
Прежде всего Вы должны знать …
Входное напряжение.
Существуют светодиодные драйверы с входным напряжением постоянного тока (DC) и переменного тока (AC). Вход AC как правило может работать при напряжении сетевого питания от 110 В до 277 В переменного тока, в то время как драйверы с входом DC чаще всего при напряжении от 3 В до 32 В постоянного тока. В большинстве случаев рекомендуется использовать драйвер с низким напряжением постоянного тока, так как они очень эффективны, надежны и имеюд вход затемнения (диммирования). Даже если в вашей системе используется высоковольтное сетевое питание, лучше использовать низковольтные драйверы с дополнительным импульсным источником питания, преобразующим высокое сетевое напряжение в нужное нашим низковольтным драйверам.
Для небольших приложений есть больше возможностей регулировки яркости и вывода по сравнению с драйверами переменного тока высокого напряжения, поэтому у вас есть больше возможностей для работы в вашем приложении. Однако, если у вас есть большой общий проект освещения для жилого или коммерческого освещения, вы должны увидеть, как драйверы переменного тока могут быть лучше для этого типа работы.
Далее Вы должны понимать требования и возможности по мощности.
Во-вторых, вам нужно знать выходной ток драйвера, от которого вы хотите питать светодиод. Ток драйвера должен соответствовать номинальному рабочему току светодиода. В противном случае будет перегрев радиатора и светодиода или, недоиспользование мощностных возможностей светодиода И конечно, если вы хотите управлять яркостью светодиода, необходимо выбрать драйвер с возможностью диммирования.
Диммирование низковольтных драйверов постоянного тока.
Низковольтные драйверы с питанием от источника постоянного тока можно легко диммировать несколькими способами. Простейшим решением для регулировки яркости является использование потенциометра. Это дает полный диапазон регулирования яркости от 0 до 100%.
Диммирование высоковольтных светодиодных драйверов.
Для высоковольтных светодиодных драйверов переменного тока есть несколько вариантов регулировки яркости. Многие драйверы переменного тока работают с 0-10 В диммированием, по принципу, описанному выше. Мы также используем светодиодные драйверы Mean Well и Phihong, использующие симисторы (TRIAC). И эти драйверы могут работать с различными ведущими и ведомыми диммерами. Это полезно, так как позволяет светодиодам работать с очень популярными системами диммирования в жилых помещениях, такими как Lutron и Leviton.
Сколько светодиодов вы можете запустить с драйвером?
Максимальное количество светодиодов, которые вы можете запускать от одного драйвера, определяется путем деления максимального выходного напряжения драйвера на прямое напряжение вашего светодиода. При использовании драйверов LuxDrive вы определяете максимальное выходное напряжение путем вычитания 2 вольт из входного напряжения. Это необходимо, потому что драйверам требуется дополнительные 2 вольта для питания внутренней схемы. Например, используя Wired 1000mA BuckPuck драйвер с 24-вольтным питанием, вы будете иметь максимальное выходное напряжение 22 вольта.
Какое нужно электропитание? Эти рассуждения, основанные на параметрах драйверов, приводит нас к тому, на основании каких расчетов определить величину входного напряжения для светодиодных драйверов. Убедитесь, что вы знаете минимальное и максимальное входное напряжение для ваших светодиодных драйверов. Например, выберем драйвер BuckPuck на 1000mA. Диапазон его входного напряжения от 7 до 32 В постоянного тока. Определить оптимальное значение входного напряжения можно по простой формуле: Vo+ (Vf x LEDn) = Vin
Где: Vo = минимальное падение напряжение на драйвере ( 2, если вы используете драйвер DC LuxDrive или 4, если используете драйвер AC LuxDrive);
Vf = Прямое напряжение светодиодов, которые вы хотите включить;
LEDn = количество светодиодов, которые вы хотите включить;
Vin = входное напряжение для драйвера.
Технические характеристики продукта на странице LED Cree XPG2
Например, если вам требуется питание 6 светодиодов Cree СXPG2 от источника питания постоянного тока, и вы используете драйвер BuckPuck, тогда Vin должен быть не менее 20VDC на основе следующего расчета.
Это значение определяет минимальное входное напряжение, которое вам необходимо подать на вход драйвера. Нет никакого вреда в использовании более высокого напряжения вплоть до максимального значения входного напряжения драйвера. И поскольку мы не имеем в номенклатуре источника питания 20VDC, применим источник питания 24VDC для запуска этих светодиодов.
Расчет для мощности светодиода:
P (мощность) = Vf x Приводной ток (в амперах)
Используя 6 светодиодов Cree XPG2, мы можем вычислить мощность в ваттах.
3,0 В x 1A = 3 Вт на светодиод
Общая мощность для схемы = 6 x 3 = 18 Вт
Поэтому для нашего вышеприведенного примера мы хотели бы получить как минимум 21,6 Вт (18 х 1,2 = 21,6). Наш источник питания 24 В постоянного тока 1.7А был бы более чем достаточным для этого проекта, так как вы можете найти мощность, умножив ваш 24VDC на 1,7A, который достигает 40,8 Вт, поэтому мы почти вдвое больше требуемой мощности.
Что делать, если недостаточно напряжения?
FlexBlock может быть подключен в двух разных конфигурациях.
В режиме Buck-Boost (это стандартное подключение) FlexBlock может обслуживать светодиодные цепочки, которые требуют напряжение выше, ниже или равного напряжению питания. Максимальное выходное напряжение драйвера в этом режиме можно определить с помощью формулы: 48VDC — Vin. Поэтому, при использовании источника питания 12 В постоянного тока и светодиодов Cree XPG2, можно определить сколько светодиодов можно включить с помощью FlexBlock с выходным током 700 мА? Максимальное выходное напряжение составляет 36 В постоянного тока (48-12), а прямое напряжение Cree XPG2, работающего на 700 мА, составляет 2,9, поэтому, деля 36 В постоянного тока, мы видим, что этот драйвер может подавать 12 светодиодов.
В режиме Boost-Only драйвер FlexBlock может выводить до 48 В постоянного тока при питании от 10 В постоянного тока. Поэтому, если вы находитесь в режиме Boost-Only, вы можете включить до 16 светодиодов (48 / 2.9).
Резюме.
На основании этой статьи Вы можете сформулировать требования к системе освещения и подобрать необходимое оборудование для реализации задуманного. А наши специалисты всегда смогут Вам помочь.