LED-освещение экономно расходует электроэнергию, является компактным, ярким и весьма эффективным. Однако стоимость светодиодных лент и точечных светильников довольно высока и для того, чтобы получить значительный экономический эффект необходим как можно более длительный период эксплуатации. Для обеспечения долговечности этих устройств необходима организация правильного энергоснабжения, за которую отвечают драйверы для светодиодов.

Драйверы для светодиодов
Компактные LED драйверы, располагаются внутри осветительных приборов

Что такое драйвер для светодиода – зачем они нужны?

Основная функция, которую призван выполнять драйвер для светодиодного светильника – это преобразование переменного тока (220 В) стандартной бытовой сети в постоянный ток с заданными параметрами напряжения. Значение этих параметров должно в точности соответствовать требованиям, указанным в паспорте осветительного устройства. Это обеспечит равномерное и устойчивое свечение светодиодов и предотвратит преждевременную деградацию кристаллов полупроводника.

Историческая справка: Впервые эффект электролюминесцентного свечения полупроводников был открыт еще в 1907 году британским физиком Генри Раундом. Затем повторное, независимое открытие в 1927 году сделал советский физик Лосев О. В., осознавший практическую ценность этого открытия и получивший патент на «световое реле». Однако практического применения светодиодов в качестве источника освещения впервые добился Ник Холоньяк в 1962 году. Массово светодиодные фонари в красных и красно-оранжевых тонах начали выпускаться только в 1976 г. компанией General Electric.

В зависимости от напряжения преобразования различают следующие типы драйверов:

  • для бытовых нужд, освещения офисных и производственных помещений используются LED-светильники со схемами драйверов для светодиодов от сети 220 В;
  • в портативных переносных фонарях, автомобильных, мотоциклетных и велосипедных фарах используют ток постоянного напряжения от источников питания 9÷36 В;
  • некоторые модели слабо мощность светодиодов допускается подключать в сеть 220 В без драйвера, но в этом случае в схеме подключения должен присутствовать резистор.
Форма LED-лампы внешне практически Ничем не отличается от знакомой нам классической лампы накаливания
Форма LED-лампы внешне практически Ничем не отличается от знакомой нам классической лампы накаливания

Область применения драйверов для светодиодов

Драйверы для светодиодной ленты и LED-светильников используются повсеместно:

  • уличные фонари;
  • жилые и производственные помещения, офисы;
  • светодиодные ленты дополнительной технической подсветки и праздничной иллюминации;
  • компактные переносные устройства большой световой мощности;
  • транспорт.

LED-светильники целесообразно использовать всюду, где требуется длительный период подсветки искусственным освещением.

Освещение улицы при помощи LED-прожекторов гораздо эффективнее
Освещение улицы при помощи LED-прожекторов гораздо эффективнее

Принцип работы драйвера для светодиода

Принцип работы драйвера, и его основное отличие от стабилизирующего источника питания, заключается в поддержании параметров тока заданного диапазона, независимо от величины выходного напряжения.

Принципиальная схема LED-драйвера для светодиодов
Принципиальная схема LED-драйвера для светодиодов

Как видно из схемы, ток стабилизируют сопротивления R1-R4. Заданную частоту получает, проходя через конденсаторы С1-С2. Диодный мост применяется для выпрямления тока. Следует отметить, что стабилизация частоты и напряжения осуществляется как перед выпрямлением, так и после преобразования переменного тока в постоянный. Таким образом, достигается максимальная точность заданных параметров.

Основные характеристики драйверов

К основным характеристикам, на которые необходимо обратить внимание перед приобретением лед-драйвера для светодиодных светильников, относятся:

  • Выходное напряжение. Величина этого параметра зависит от количества светодиодов в лампе, способа подачи питания, а также от величины падения напряжения на светодиодах.
  • Номинальный ток. Его величина должна быть достаточной для того, чтобы LED источник обеспечивал оптимальную яркость. Представляет собой совокупную величину мощности потребляемой всеми светодиодами.
  • Мощность. На величину этого параметра влияет не только совокупная мощность всех светодиодов LED-устройства, но и цвет свечения. Настоятельно рекомендуется приобретать устройства, которые могут обеспечить необходимый запас мощности не менее 25÷30%.
Светодиоды разного цвета имеют различные характеристики величины падения напряжения
Светодиоды разного цвета имеют различные характеристики величины падения напряжения

Кроме того, в обязательном порядке необходимо учитывать цвет светодиода. В зависимости от цветовых характеристик полупроводниковых кристаллов, даже при прохождении электричества с одинаковой силой тока, показатель величины падения напряжения может существенно изменяться:

Цвет светодиодаВеличина падения напряжения, ВСила тока, mAПотребляемая  мощность, Bт
Фото Красный1,6÷2,043500,75
Фото Оранжевый2,04÷2,100,9
Фото Желтый2,10÷2,181,1
Фото Зеленый3,3-41,25
Фото Синий2,5÷3,71,2

Как подобрать драйвер для светодиодов

При приобретении драйвера для светодиодной ленты и лампы необходимо обратить внимание, прежде всего, на выходное напряжение. У подавляющего большинства устройств оно указывается в виде диапазона. На рынке реализуется множество устройств  с рабочим интервалом выходного напряжения то 2 В до полусотни и более.

Самодельные светодиодные гирлянды светильники для декорирования помещений
Самодельные светодиодные гирлянды светильники для декорирования помещений

К примеру, если необходимо получить источник света из трех последовательно соединенных светодиодов белого света с мощностью 1 Вт каждый, то необходимо взять драйвер с эксплуатационными характеристиками U – 9÷12 В, I – 350 мA. Падение напряжения для кристаллов белого цвета составляет около 3,3 В. Следовательно при последовательном соединении эти значения суммируются и составляют 9,9 В, что полностью удовлетворяет показателям рабочего диапазона драйвера для светодиода.

Практический совет! Для светодиодных лампы мощностью более 10 Вт целесообразно использовать импульсные драйвера, желательно собранные на микросхеме UCC28810.

Срок службы драйверов

Одним из важнейших показателей качества LED-драйверов является ли ресурс работы. У качественных устройств он составляет не менее 70000 часов, при этом фирмы изготовители предоставляют гарантию не менее чем на пятилетний срок. У драйверов среднего качества ресурс составляет не более 50 000 часов. При их приобретении необходимо обязательно осуществить проверку соответствие номинальных выходных параметров заявленным. Гарантия должна быть не менее года.  Устройство сомнительных китайских производителей имеют ресурс работы не более 20 000 часов. Как правило, они не имеют гарантии и сертификатов подтверждающих, что устройство адаптировано для эксплуатации в суровом российском климате (это особенно важно для источников света используемых на улице).

Схема для самодельной гирлянды из LED-светодиодов
Схема для самодельной гирлянды из LED-светодиодов

Особенности китайских драйверов

Современный рынок предоставляет широкий выбор драйверов для LED-светильников от различных производителей. Большинство из них китайского производства. Они отличаются доступной стоимостью при заявленных довольно высоких эксплуатационных характеристиках. Однако в большинстве случаев их реальные показатели не совпадают с указанными в спецификации. К примеру, при заявленных характеристиках в 50 Вт устройство будет работать на указанной мощности лишь краткосрочный период. После чего показатель может упасть до 40 Вт или даже 30 Вт. Кроме того в схеме могут отсутствовать конденсаторы и сопротивления расположенные после диодного моста. Это не только снизит качество освещения (посещение будет тусклым, возможно мерцание), но и значительно сократит срок работы светодиодов.

Как проверить драйвер для светодиодов на работоспособность и соответствие заявленным параметрам мощности можно узнать из видео:

Проверка матрицы LED-прожектора:

Виды драйверов по типу устройства

Различают два типа драйверов для светодиодов:

  • Линейные. Типовая линейная схема драйвера светодиодной лампы основана на транзисторе с P-каналом. Такое устройство лучше использовать, если входное напряжение неустойчивое. Оно обеспечивает более плавную стабилизацию тока, надежно в эксплуатации и имеет доступную цену. Несмотря на такие не преимущества данный драйвер не получил широкого применения. Он отличается низкой эффективностью, в процессе работы выделяет много тепла и его невозможно использовать для подключения мощных светодиодных ламп.
Линейная схема и некоторые преобразователя на ее основе
Линейная схема и некоторые преобразователя на ее основе
  • Импульсные. Принцип действия основан на широтно-импульсной модуляции. КПД преобразования тока таких устройств достигает 95%. Они имеют небольшой размер, выделяют мало тепла , защищают светодиоды от негативного воздействия внешних факторов. Их использование положительно сказывается на продолжительности функционирования LED-освещения.
Импульсный корпусный преобразователь для использования вне помещений
Импульсный корпусный преобразователь для использования вне помещений

Важно! Импульсные драйверы имеют достаточно высокий уровень электромагнитных помех. В теории люди использующие кардиостимуляторы могут ощущать дискомфорт от нахождения в помещении, освещённом такими приборами. Однако, как показала практика, чтобы на кардиостимулятор повлияло магнитное поле драйвера необходимо нахождение человека на расстоянии менее метра от высокого мощного LED-прожектора.

Диммируемые драйверы для светодиодов

В состав современных драйверов для светодиодов в большинстве случаев входят приспособления, регулирующие яркость осветительных приборов. Применение диммируемых устройств позволяет настроить комфортный уровень освещение в комнате. Кроме того, это позволяет экономить рабочий ресурс LED-осветителей.

Яркость также может регулироваться внешними диммерами
Яркость также может регулироваться внешними диммерами

Устройство диммирования может находиться  между источником питания и LED-осветителем. Такие приспособления управляют непосредственно энергией поступающей к светодиодам. Как правило, это импульсные устройства, основанные на ШИМ-регулирование. Они регулируют величины протекающего тока.  В некоторых случаях, при использовании бюджетных LED-источников могут наблюдаться негативные эффекты типа мерцания.

Второй тип диммер преобразователей осуществляет управление источника питания. В принципе их воздействием лежит как ШИМ-регулирование, так и контроль протекающего через прибор тока. При этом может наблюдаться не только изменение яркости, но и цветности светодиодов. К примеру, белые светодиоды при такой регулировке могут излучать желтоватый свет при снижении интенсивности и ярко-синий преувеличение.

Схема драйвера для светодиодов своими руками на базе PT4115 с регулятором яркости

PT4115 Понижающий преобразователь основа для LED-driver
PT4115 Понижающий преобразователь основа для LED-driver

Использование PT4115 в схеме драйвера допускает применение нескольких типов источников питания: с напряжением 12÷240 В и 12÷18 В во втором случае в общую схему драйвера светодиодов с PT4115 необходимо ввести диодный мост с конденсатором, установленным на выходе.

Схема с источником питания на 12÷18 В с диммированием
Схема с источником питания на 12÷18 В с диммированием
Схема применимая для светодиодов повышенной мощности
Схема применимая для светодиодов повышенной мощности

Изготовление драйвера для светодиодов своими руками

ИллюстрацияОписание работ
Драйверы для светодиодов – все что нужно знать домашнему мастеруДля облегчения работы можно взять старый блок питания от мобильника.
Драйверы для светодиодов – все что нужно знать домашнему мастеруУстройство фактически является стабилизатором напряжения и имеет в своем составе почти все необходимые радиодетали для подключения нескольких одноваттных светодиодов.
Драйверы для светодиодов – все что нужно знать домашнему мастеруИз схемы необходимо выпаять ограничительный резистор, который предохраняет телефон от подачи чрезмерного напряжения. В данном случае это резистор на 5 кОм расположенный у выходного канала.
Драйверы для светодиодов – все что нужно знать домашнему мастеруНа место статичного резистора нужно впаять подстроечный. Вначале его целесообразно выставить на те же 5 кОм. В процессе настройки напряжение можно будет поднять до нужного уровня.
Драйверы для светодиодов – все что нужно знать домашнему мастеруК выходному каналу подключается 3 светодиода в последовательном соединении. При условии, что они имеют мощность по 1 Вт общая потребляемая на выходе мощность составить 3 Вт.
Драйверы для светодиодов – все что нужно знать домашнему мастеруПри необходимости удаляем с платы входные контакты.
Драйверы для светодиодов – все что нужно знать домашнему мастеруНа их место устанавливаются провода от шнура питания на 220В.
Драйверы для светодиодов – все что нужно знать домашнему мастеруЖелательно в разрыв впаять резистор на 1 Ом. Его функция – увеличение диапазона затухания светодиодов.
Драйверы для светодиодов – все что нужно знать домашнему мастеруПосле сборки проверяется работоспособность всей системы. (светодиоды пока не светятся)
Драйверы для светодиодов – все что нужно знать домашнему мастеруПоворачивая подстроечный резистор, добиваемся свечения светодиодов.

Внимание! Проверяя модифицированное устройство необходимо быть крайне внимательным, можно получить удар током в 450 В

Более подробно о том, как сделать драйвер для светодиодной лампы на 220 В по схеме своими руками можно узнать на видео:

По какой цене можно купить драйверы для светодиодов

Драйверы для светодиодов реализуются в магазинах радиодеталей. Кроме того, довольно большой ассортимент предлагают различные сайты: как специализированные, реализующие электротехнику, так и общие торговые площадки. Стоимость в зависимости от эксплуатационных характеристик может колебаться в значительных пределах от 100 дот 3500 руб.

МодельКласс защитыВыходное напряжение, ВМощность, ВтСредняя цена, руб.
PC3-W1A300IP443÷111÷3115
NB8-12/450без корпусный8÷126108
SLD5-12/600IP 305÷129155
PLD10-30/700IP6710÷3035890

Как видно из таблицы, стоимость драйверов вполне доступна и особой необходимости в их самостоятельном изготовлении нет.

Мы будем рады, если вы поделитесь с нами своим мнением об использовании и обустройстве светодиодного освещения.

ОЦЕНИТЕ ЭТУ СТАТЬЮ
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд
Загрузка...
Евгений Вахидов
Высшее техническое образование по специальности "Электромонтер по силовым сетям и оборудованию". Второе образование "Облицовщик-плиточник". Опыт работы по внутренней отделке помещений и инженерным системам.

ОТВЕТИТЬ

 Я ознакомлен с условиями пользовательского соглашения *