Драйверы для управления светодиодами с микрофоном и низковольтным питанием

Драйверы для управления светодиодами с микрофоном и низковольтным питанием

В статье рассматриваются два акустических автомата, зажигающие линейку из 8 или 4 светодиодов по принципу нарастания яркости на время от 5 до 15 секунд. В качестве источника питания используется один гальванический элемент типоразмера LR14 или LR20 с начальным напряжением 1,5В.

Общие сведения. Первый вариант автомата, предлагаемый вниманию читателей, является, по сути, синтезом схемотехнических решений двух конструкций акустических светодиодных драйверов, рассмотренных в [1]. Основой конструкции является драйвер (конвертор) повышающего (boost-up) типа с низковольтным питанием. Как отмечено в технической документации [2], повышающий драйвер MAX756/MAX757 сохраняет работоспособность при снижении напряжения источника питания до 0,7 В при токе нагрузки не более 8 мА. При снижении питающего напряжения наблюдается зависимость максимального тока нагрузки от минимального напряжения запуска драйвера. Таким образом, при токе нагрузки всего 40 мА, минимальное напряжение источника питания для надёжного запуска драйвера должно быть не менее 1,2 В. Ещё больше снизить минимальное напряжение запуска стало возможным благодаря введению в устройства цифровых автоматов, зажигающих линейку светодиодов по принципу нарастания яркости от нуля до максимума. При этом стартовый ток нагрузки в момент запуска драйвера составляет всего десятки микроампер и определяется в основном токами утечки ИМС КМОП структуры. При использовании питающего элемента типа LR20, его энергоресурса достаточно для непрерывной работы автоматов в течение более шести месяцев. Работоспособность устройств сохраняется при снижении питающего напряжения до 1,1 В, которое при зажигании всей светодиодной линейки может уменьшаться до 0,9В.

Схема электрическая принципиальная. Схема электрическая первого варианта устройства показана на рис. 1.

Автомат обеспечивает зажигание линейки из 8 светодиодов по принципу нарастания яркости (накопления «огня») при поступлении звуковой команды. По прошествии времени выдержки от 5 до 15 секунд происходит выключение светодиодной линейки по принципу убывания яркости (накопления «тени»). Повторное зажигание светодиодов возможно только после завершения выдержки и подачи новой голосовой команды.

  • фотодиодный усилитель на транзисторах VT1, VT2;
  • микрофонный усилитель на транзисторах VT3, VT4;
  • одновибратор на логических элементах DD1.2…DD1.4;
  • повышающий драйвер DA1;
  • таймер задержки на элементах C13, R21, DD2.4;
  • генератор прямоугольных импульсов на элементах DD2.2, DD2.3;
  • схему сброса в исходное состояние на элементах С14, R23, DD2.6;
  • регистр сдвига DD3;
  • линейку светодиодов HL1…HL8.

Фотодиод VD1 введён в схему устройства для повышения его экономичности и увеличения ресурса службы элемента питания, чтобы исключить зажигание светодиодов в светлое время суток, когда в подсветке нет необходимости.

В тёмное время суток или при затемнении фотодиода VD1, транзисторы VT1 и VT2 закрыты, поэтому на входе элемента DD1.1 поддерживается уровень лог.«0», а на его выходе — лог.«1». Микрофон M1 оказывается подключенным через резисторы R5 и R6 практически к напряжению источника питания. Конденсатор C2 необходим для уменьшения переходного процесса в микрофонном усилителе при переключении логического элемента DD1.1.

Звуковая команда (хлопок, разговор, звуки шагов) вызывает появление на выходе микрофона переменного напряжения амплитудой несколько милливольт, которое, усиливаясь до уровня амплитудой 400…500 мВ, приводит к запуску одновибратора. Благодаря триггерным свойствам элемента DD1.2 оказалась возможной подача на его вход медленно меняющегося напряжения с выхода микрофонного усилителя.

В результате, на выходе элемента DD1.4 формируется уровень лог.«1» на время, определяемое положением движка подстроечного резистора R14. При этом повышающий преобразователь активируется и начинает вырабатывать стабильное выходное напряжение 5В, которое подаётся на цифровой автомат, собранный на ИМС DD2 и DD3. Цифровой автомат обеспечивает последовательное зажигание светодиодов по принципу нарастания яркости. По прошествии времени выдержки линейка гаснет по принципу уменьшения яркости и только после этого становится возможным повторный запуск одновибратора и активация драйвера.

При появлении выходного напряжения драйвера (5В) через резистор R23 начинает заряжаться конденсатор C14. При этом на выходе логического элемента DD2.6 формируется короткий отрицательный импульс, который сбрасывает в исходное нулевое состояние все триггеры регистра DD3 и одновременно, инвертируясь элементом DD2.1 через диод VD3 и резистор R20 заряжает конденсатор C13. Напряжение уровня лог.«1», дважды инвертируясь элементами DD2.4 и DD2.5, поступает на информационные входы регистра «DR», «&» (выводы 1 и 2) и записывается во внутренние триггеры регистра DD3 с каждым положительным перепадом импульсов на его входе «С» (вывод 8). Генератор прямоугольных импульсов на элементах DD2.2, DD2.3 работает непрерывно при наличии питающего напряжения 5В.

После завершения обнуляющего импульса на выходе элемента DD2.6, конденсатор С13 медленно разряжается через резистор R21. Пока напряжение на входе элемента DD2.4 не достигнет порогового значения, по входам «DR», «&» (выводы 1 и 2) регистра DD3 будет продолжаться загрузка логических единиц. Светодиодная линейка последовательно включится и будет оставаться во включенном состоянии.

Когда конденсатор C13 разрядится до порогового значения напряжения элемента DD2.4, элементы DD2.4 и DD2.5 переключатся в противоположное состояние и уровень лог.«0» начнёт записываться во внутренние триггеры регистра DD3 с каждым положительным перепадом импульсов на его входе «С» (вывод 8). Светодиодная линейка последовательно погаснет и будет оставаться в выключенном состоянии до следующего перезапуска одновибратора и повышающего драйвера. Обязательным условием правильной работы устройства является небольшое превышение времени выдержки одновибратора по сравнению с постоянной времени цепи С13-R21. Если это условие не будет выполняться, то все светодиоды линейки будут выключаться одномоментно по окончании времени выдержки одновибратора и выключения повышающего драйвера. Рисунок печатной платы первого варианта устройства показан на рис. 2.

Схема электрическая принципиальная второго варианта устройства показана на рис. 3. В отличии от первого варианта, микрофонный усилитель питается выходным током элемента DD1.1, что позволило повысить экономичность автомата, а также в схему одновибратора добавлен германиевый диод для уменьшения времени возврата в исходное состояние. Других отличий в верхней части схемы нет, поэтому подробно рассматривать её не будем.

Остановимся более подробно на цифровом автомате, собранном на ИМС DD2…DD5.

В отличие от первого варианта устройства, здесь нарастание яркости происходит по принципу нарастающего «столба», когда очередной светодиод зажигается, погасает, затем зажигается вновь с одновременным зажиганием следующего светодиода. Затем погасает второй светодиод, вновь зажигается с одновременным зажиганием третьего светодиода и так далее до полного зажигания всей линейки из четырёх светодиодов. После этого линейка выключается, и цикл последовательного включения светодиодов повторяется.

Работает цифровой автомат (рис. 3) следующим образом. При активации драйвера голосовой командой и появлении питающего напряжения 5В, срабатывает интегрирующая цепочка R16C11, формирующая короткий отрицательный импульс, который, инвертируясь логическим элементом DD2.4, обнуляет счётчик DD3 и устанавливает триггеры в составе DD4 в исходное единичное состояние. При этом все светодиоды выключены.

После завершения обнуляющего импульса, на выходе «0» (вывод 3) счётчика DD3 появляется уровень лог.«1», который обнуляет первый триггер в составе ИМС DD4. Теперь на входы элемента DD5.1 приходят два уровня лог.«0», которые вызывают появление на его выходе уровня лог.«1» и зажигание светодиода HL1.

Первый же отрицательный перепад счётного импульса вызовет увеличение состояния счётчика DD3 на единицу и появление уровня лог.«1» уже на втором его выходе «1» (вывод 2). Теперь этот уровень лог.«1», поступая на нижний по схеме вход элемента DD5.1, приводит к выключению светодиода HL1. Следующий счётный импульс увеличивает состояние счётчика DD3 ещё на единицу и «смещает» логическую единицу с выхода «1» (вывод 2) на выход «2» (вывод 4). Теперь в нулевое состояние сбрасывается второй триггер ИМС DD4 и зажигаются уже два светодиода HL1 и HL2.

Далее, согласно логике работы цифрового автомата, выключается HL2, затем зажигаются HL2 и HL3, при этом HL1 остаётся включенным. Затем выключается HL3, потом включаются HL3 и HL4, при этом HL2 остаётся включенным. После зажигания всей линейки, светодиоды остаются включёнными до момента формирования обнуляющего импульса на выходе «9» (вывод 11) счётчика DD3. Далее цикл зажигания полностью повторяется. Так происходит до момента завершения выдержки одновибратора и деактивации повышающего драйвера. Теперь автомат готов к приёму новой звуковой команды. Рисунок печатной платы показан на рис. 4.

Конструкция и детали. Автоматы собраны на печатных платах из одностороннего (первый вариант, рис. 2) и двустороннего (второй вариант, рис. 4) фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм размерами 50×110 мм (первый вариант) и размерами 50×120 мм (второй вариант). В устройствах применены постоянные резисторы типа МЛТ-0,125, подстроечные — типа СП3-38б в горизонтальном исполнении. Конденсаторы неполярные типа К10-17 и оксидные типа К50-35 или импортные. Микрофон использован типа CZN-15E (применяется в телефонии), фотодиод — ФД263. Транзисторы VT1, VT3 и VT4 (рис. 1, рис. 3) должны быть обязательно из серии КТ3102 с индексами «ГМ», «ЕМ» или импортные BC547C, BC549C; VT2— КТ3107 с любым индексом или BC557, диод VD3 (на рис. 1) — кремниевый маломощный из серий КД521, КД522; диод VD3 (на рис. 3) — обязательно германиевый типа Д2, Д9 или аналогичный; диод VD2 в схеме повышающего драйвера 1N5817 — обязательно Шоттки средней мощности. Все цифровые ИМС серии К561 (CD4000AN) заменимы на К1561 (CD4000BN), а ИМС 74AC132N также заменима на 74LV132N или 74LVC132N. Два последние варианта даже более предпочтительны, так как данные ИМС оптимизированы для работы при пониженном питающем напряжении. ИМС КР1554ИР8 в первом варианте устройства (рис. 1) можно заменить на 74AC164N, а ИМС КР1554ЛЕ1 во втором варианте устройства (рис. 3) можно заменить на 74AC02N. Замена для MAX757 — на MAX756, и, наоборот, с учётом коррекции схемы включения. Дроссель L1 выполнен на ферритовом кольце типоразмера К10х4х5 из µ-пермаллоя с проницаемостью порядка 50. Он содержит 10 витков провода ПЭВ-1,0, уложенных виток к витку. Такие дроссели широко используются во всевозможных импульсных блоках питания и на материнских платах компьютеров.

Настройка автоматов заключается в установке времени выдержки одновибратора резистором R14 (рис. 1) и R13 (рис. 3), постоянной времени задержки свечения светодиодной линейки — R21 (рис. 1), а также чувствительности микрофонного усилителя — R9 (рис. 1) и скорости заполнения светодиодной линейки — R19 (рис. 1) и R15 (рис. 3), подстройкой частоты задающего генератора. Точную подстройку коэффициента усиления микрофонного усилителя в первом варианте устройства можно производить с помощью подстроечного резистора R9, а грубую — с помощью резисторов R7 и R10 (рис. 1) и R7 и R9 (рис. 3) в сторону увеличения их сопротивлений. Коэффициент усиления при этом возрастёт.

Отзывы и вопросы по усовершенствованию данного устройства читатели могут направлять в комментарии или через личные сообщения на сайте.

Драйверы для управления светодиодами с микрофоном и низковольтным питанием

  1. Управление светодиодами (драйвера)
  2. Схемы драйверов светодиодов на PT4115, QX5241 и др. микросхемах с регулятором яркости для диммируемых светодиодных светильников
  3. PT4115
  4. CL6807
  5. SN3350
  6. ZXLD1350
  7. QX5241
  8. AL9910
  9. Пример расчета
  10. Управление светодиодами (драйвера)
  11. ШИМ, драйверы, светодиоды — DRIVE2
  12. Светодиодный драйвер 12В
  13. Ликбез о питании светодиодов
Читайте также  Индикатор скрытой проводки в стене какой выбрать?

Управление светодиодами (драйвера)

  • Главная /
  • Микросхемы /
  • Управление светодиодами (драйвера)

Изображение
Наименование
Наличие
цена (с НДС)

Драйверы LED индикаторов серии MBI502616-и канальный светодиодный драйвер с шиной управления

Микросхема HV9921N8-GSOT-89
Под заказ

Микросхема MBI6661GSD (TO-252-5L) (T/R)TO-252 (DPAK, KT-89)
Под заказ
Цена (с НДС):1,70$/шт

Микросхема MBI6651GSD (TO-252-5L) (T/R)TO-252 (DPAK, KT-89) 1 ch;
6 шт
Цена (с НДС):0,64$/шт

Микросхема MBI6030GP (SSOP16-150-0.64) (T/R)SOP-16 3 RGB ch;управление ШИМ
1000 шт

Микросхема MBI1011CST (SOT28)SOT-28
19 шт
Цена (с НДС):0,52$/шт

Микросхема MBI1009CP (SSOP16-150-0.64)SOP-16
169 шт

Микросхема MBI1008 (SOT26)SOT-26
561 шт
Цена (с НДС):0,35$/шт

Микросхема MBI5171GNDIP-16
Под заказ

Микросхема MBI5169GD (SOP16-150-1.27) (T/R)SOP-16 8 ch;
Под заказ

MBI5170GD (SOP16-150-1.27) (T/R)SOP-16
Под заказ

Микросхема MBI1801GSD (TO-265)TO-265 1 ch;
Под заказ

Микросхема UBA3070T/N1.118SO-8
Под заказ

Драйвер светодиода NSIC2030JBT3GDO-214AA(SMB)
Под заказ

Драйвер светодиода AL5809-30P1-7
Под заказ

BCR402UE6327HTSA1SOT-26
Под заказ
Цена (с НДС):0,18$/шт

Драйвер светодиодов AL5809-150P1-7SOD-123
Под заказ

Драйвер светодиода LM3406MH/NOPBTSSOP-14
Под заказ

Драйвер ADM202EARNZ-REELSOIC-16
Под заказ
Цена (с НДС):0,79$/шт

Микросхема HV9923N8-GSOT-89
Под заказ

Микросхема HV9922N8-GSOT-89
Под заказ

Микросхема MBI5169CD (SOP16-150-1.27) (T/R)SOP-16 8 ch;
Под заказ
Цена (с НДС):1,18$/шт

Микросхема MBI5168GNDIP-24 8 ch;
1644 шт
Цена (с НДС):0,27$/шт

Микросхема MBI5168GDW (SOP16-300-1.27) (T/R)SOP-16 8 ch;
4500 шт
Цена (с НДС):0,44$/шт

Микросхема MBI1008 SMDSOT-23-6
975 шт
Цена (с НДС):0,32$/шт

Микросхема MBI6030GP (SSOP16-150-0.64)SOP-16 3 RGB ch;управление ШИМ
2330 шт
Цена (с НДС):1,07$/шт

Микросхема MBI6903GDSOP-8
43 шт
Цена (с НДС):1,00$/шт

Микросхема MBI6902GMSSOP-8
Под заказ

Микросхема MBI5168GD (T/R)SOP-16 8 ch;
171 шт
Цена (с НДС):0,80$/шт

Микросхема MBI5039GF (T/R)SOP-24
4894 шт
Цена (с НДС):0,54$/шт

Схемы драйверов светодиодов на PT4115, QX5241 и др. микросхемах с регулятором яркости для диммируемых светодиодных светильников

  • Драйверы на микросхемах:- PT4115 (6-30V, 1.2A, 30W, аналог CL6808)- CL6708 (6-35V, 1A, 35W)- SN3350 (6-40V, 0.7A, 28W)- ZXLD1350 (7-30V, 0.35A, 10W)- QX5241 (5.5-36V, 2.5A, 40W)- AL9910 (15-500V, 40W и более)

В предыдущей статье мы рассказали как сделать драйвер для светодиодов своими руками, используя транзисторы и распространенные микросхемы-стабилизаторы напряжения. Сегодня же речь пойдет о схемах драйверов на специализированных микросхемах.

Начнем с самой популярной на сегодняшний день микросхемы драйвера светодиодов РТ4115.

PT4115

Просто поразительно, как это никому не известному китайскому производителю PowTech удалось создать настолько успешную микросхему драйвера светодиодов, вместив в компактном корпусе несколько блоков управления с мощным полевым транзистором на выходе!

Микросхема требует минимального обвеса и позволяет конструировать светодиодные светильники мощностью более 30 Вт с высоким КПД и возможностью плавной регулировки яркости.

Полным аналогом РТ4115 является микросхема СL6808 от компании Chiplink Semiconductor. Микросхемы имеют идентичные характеристики и полностью взаимозаменяемы. Поэтому все, что сказано ниже о PT4115, в равной степени относится и к СL6808.

Согласно официальной документации, LED-драйвер с функцией диммирования на основе PT4115 обладает следующими техническими характеристиками:

  • диапазон рабочего входного напряжения: 6–30В;
  • регулируемый выходной ток до 1,2А;
  • погрешность стабилизации выходного тока – не более 5%;
  • имеется защита от обрыва нагрузки и перегрева;
  • имеется вывод DIM для регулировки яркости и включения/выключения;
  • частота переключения до 1 МГЦ;
  • КПД до 97% (максимум, чего я добился – 90%);
  • производится в двух вариантах корпуса – SOT89-5 и ESOP8 (последний более эффективен, с точки зрения рассеивания мощности);
  • единственный прецизионный элемент обвязки – маломощный токозадающий резистор (погрешность сопротивления 1A
    27-47 мкГн
    В 1.3-1.5 раза больше тока светодиода

Драйверы для светодиодов: виды, назначение, подключение

LED-источники должны подключаться к электросети через специальные устройства, стабилизирующие ток – драйверы для светодиодов. Это преобразователи напряжения переменного тока 220 В в постоянный ток с необходимыми для работы световых диодов параметрами. Только при их наличии можно гарантировать стабильную работу, длительный срок эксплуатации LED-источников, заявленную яркость, защиту от короткого замыкания и перегрева. Выбор драйверов небольшой, поэтому лучше сначала приобрести преобразователь, а потом под него подбирать светодиодные источники освещения. Собрать устройство можно самостоятельно по простой схеме. О том, что такое драйвер для светодиода, какой купить и как правильно его использовать, читайте в нашем обзоре.

Что такое драйверы для светодиодов и зачем они нужны

Светодиоды – это полупроводниковые элементы. За яркость их свечения отвечает ток, а не напряжение. Чтобы они работали, нужен стабильный ток, определенного значения. При p-n переходе падает напряжение на одинаковое количество вольт для каждого элемента. Обеспечить оптимальную работу LED-источников с учетом этих параметров – задача драйвера.

Какая именно нужна мощность и насколько падает напряжение при p-n переходе, должно быть указано в паспортных данных светодиодного прибора. Диапазон параметров преобразователя должен вписываться в эти значения.

По сути, драйвер – это блок питания. Но основной выходной параметр этого устройства – стабилизированный ток. Их производят по принципу ШИМ-преобразования с использованием специальных микросхем или на базе из транзисторов. Последние называют простыми.

Преобразователь питается от обычной сети, на выходе выдает напряжение заданного диапазона, которое указывается в виде двух чисел: минимального и максимального значения. Обычно от 3 В до нескольких десятков. Например, с помощью преобразователя с напряжением на выходе 9÷21 В и мощностью 780 мА можно обеспечить работу 3÷6 светодиодных элементов, каждый из которых создает падение в сети на 3 В.

Таким образом, драйвер – это устройство, преобразующее ток из сети 220 В под заданные параметры осветительного прибора, обеспечивающее его нормальную работу и долгий срок эксплуатации.

Внешний вид LED-драйвера

Где применяют

Спрос на преобразователи растет вместе с популярностью светодиодов. LED-источники освещения – это экономичные, мощные и компактные приборы. Их применяют в разнообразных целях:

  • для фонарей уличного освещения;
  • в быту;
  • для обустройства подсветки;
  • в автомобильных и велосипедных фарах;
  • в небольших фонарях;

При подключении в сеть 220 В всегда нужен драйвер, в случае использования постоянного напряжения допустимо обойтись резистором.

Светодиодные уличные фонари – мощные и экономичные

Как работает устройство

Принцип работы LED-драйверов для светодиодов заключается в поддержании заданного тока на выходе, независимо от изменения напряжения. Ток, проходящий через сопротивления внутри прибора, стабилизируется и приобретает нужную частоту. Затем проходит через выпрямляющий диодный мост. На выходе получаем стабильный прямой ток, достаточный для работы определенного количества светодиодов.

Основные характеристики драйверов

Ключевые параметры приборов для преобразования тока, на которые нужно опираться при выборе:

  1. Номинальная мощность устройства. Она указана в диапазоне. Максимальное значение обязательно должно быть немного больше, чем потребляемая мощность, подключаемого осветительного прибора.
  2. Напряжение на выходе. Значение должно быть больше или равно общей сумме падения напряжения на каждом элементе схемы.
  3. Номинальный ток. Должен соответствовать мощности прибора, чтобы обеспечивать достаточную яркость.

В зависимости от этих характеристик, определяют какие LED-источники можно подключить при помощи конкретного драйвера.

Вся важная информация есть на корпусе устройства

Виды преобразователей тока по типу устройства

Производятся драйверы двух типов: линейные и импульсные. У них одна функция, но сфера применения, технические особенности и стоимость различаются. Сравнение преобразователей разных типов представлено в таблице:

Как подобрать драйвер для светодиодов и рассчитать его технические параметры

Драйвер для светодиодной ленты не подойдет для мощного уличного фонаря и наоборот, поэтому необходимо как можно точнее рассчитать основные параметры устройства и учесть условия эксплуатации.

Параметр От чего зависит Как рассчитать
Расчет мощности устройства Определяется мощностью всех подключаемых светодиодов Рассчитывается по формуле P = P LED-источника × n, где P – это мощность драйвера; P LED-источника – мощность одного подключаемого элемента; n – количество элементов. Для запаса мощности 30% нужно P умножить на 1,3. Полученное значение – это максимальная мощность драйвера, необходимая для подключения осветительного прибора
Расчет напряжения на выходе Определяется падением напряжения на каждом элементе Величина зависит от цвета свечения элементов, она указывается на самом устройстве или на упаковке. Например, к драйверу 12 В можно подключить 9 зеленых или 16 красных светодиодов.
Расчет тока Зависит от мощности и яркости светодиодов Определяется параметрами, подключаемого устройства

Преобразователи выпускаются в корпусе и без. Первые выглядят более эстетичными и имеют защиту от влаги и пыли, вторые используются при скрытом монтаже и стоят дешевле. Еще одна характеристика, которую необходимо учесть – допустимая температура эксплуатации. Для линейных и импульсных преобразователей она разная.

Важно! На упаковке с устройством должны быть указаны его основные параметры и производитель.

Способы подключения преобразователей тока

Светодиоды можно подключить к устройству двумя способами: параллельно (несколькими цепочками с одинаковым количеством элементов) и последовательно (один за одним в одной цепи).

Для соединения 6 элементов, падение напряжения которых составляет 2 В, параллельно в две линии понадобится драйвер 6 В на 600 мА. А при подключении последовательно преобразователь должен быть рассчитан на 12 В и 300 мА.

Последовательное подключение лучше тем, что все светодиоды будут светиться одинаково, тогда как при параллельном соединении яркость линий может различаться. При последовательном соединении большого количества элементов потребуется драйвер с большим выходным напряжением.

Способы соединения светодиодов

Диммируемые преобразователи тока для светодиодов

Диммирование – это регулирование интенсивности света, исходящего от осветительного прибора. Диммируемые драйверы для светодиодных светильников позволяют изменять входные и выходные параметры тока. За счет этого увеличивается или уменьшается яркость свечения светодиодов. При использовании регулирования, возможно изменение цвета свечения. Если мощность меньше, то белые элементы могут стать желтыми, если больше, то синими.

Диммирование светодиодов при помощи пульта ДУ

Китайские драйверы: стоит ли экономить

Драйверы выпускаются в Китае в огромном количестве. Они отличаются низкой стоимостью, поэтому довольно востребованы. Имеют гальваническую развязку. Их технические параметры нередко завышены, поэтому при покупке дешевого устройства стоит это учесть.

Чаще всего это импульсные преобразователи, с мощностью 350÷700 мА. Далеко не всегда они имеют корпус, что даже удобно, если прибор приобретается с целью экспериментирования или обучения.

Недостатки китайской продукции:

  • в качестве основы используются простые и дешевые микросхемы;
  • устройства не имеют защиты от колебаний в сети и перегрева;
  • создают радиопомехи;
  • создают на выходе высокоуровневую пульсацию;
  • служат недолго и не имеют гарантии.

Не все китайские драйверы плохие, выпускаются и более надежные устройства, например, на базе PT4115. Их можно применять для подключения бытовых LED-источников, фонариков, лент.

Срок службы драйверов

Срок эксплуатации лед драйвера для светодиодных светильников зависит от внешних условий и изначального качества устройства. Ориентировочный срок исправной службы драйвера от 20 до 100 тыс. часов.

Повлиять на срок службы могут такие факторы:

  • перепады температурного режима;
  • высокая влажность;
  • скачки напряжения;
  • неполная загруженность устройства (если драйвер рассчитан на 100 Вт, а использует 50 Вт, напряжение возвращается обратно, от чего возникает перегрузка).

Известные производители дают гарантию на драйверы, в среднем на 30 тыс. часов. Но если устройство использовалось неправильно, то ответственность несет покупатель. Если LED-источник не включается или перестал работать, возможно, проблема в преобразователе, неправильном соединении, или неисправности самого осветительного прибора.

Как проверить драйвер для светодиодов на работоспособность смотрите в видео ниже:

Драйверы для светодиодных лампочек.

  • Цена: $13.75 /10 штук.
  • Перейти в магазин
[input voltage] ac85-265v» that everyday household appliances.»
[output voltage] load after 10-15v; can drive 3-4 3w led lamp beads series
[output current] 600ma

А вот диапазон выходных напряжений маловат (тоже минус). Максимум, можно подцепить последовательно пять светодиодов. Параллельно можно подцеплять сколько угодно. Светодиодная мощность считается по формуле: Ток драйвера умножить на падение напряжения на светодиодах [количество светодиодов (от трёх до пяти) и умножить на падение напряжения на светодиоде (около 3В)].
Ещё один большой недостаток этих драйверов – большие ВЧ помехи. Некоторые экземпляры слышит не только ФМ радио, но и пропадает приём цифровых каналов ТВ при их работе. Частота преобразования составляет несколько десятков кГц. А вот защиты, как правило, никакой (от помех).

Под трансформатором что-то типа «экрана». Должно уменьшить помехи. Именно Этот драйвер почти не фонит.
Почему они фонят, становится ясно, если посмотреть на осциллограмму напряжения на светодиодах. Без конденсаторов ёлочка куда серьёзнее!

На выходе драйвера должен стоять не только электролит, но и керамика для подавления ВЧ помех. Высказал своё мнение. Обычно стоит либо то либо другое. Бывает, что ничего не стоит. Это бывает в дешёвых лампочках. Драйвер спрятан внутри, предъявить претензию будет сложно.
Посмотрим схему. Но предупрежу, она ознакомительная. Нанёс только основные элементы, которые необходимы нам для творчества (для понимания «что к чему»).


Микросхема 3106 отслеживает выходные параметры преобразователя через обратную связь с вспомогательной обмотки трансформатора и управляет ключевым транзистором. Попытки найти информацию на эту МС в Интернете ничего не дала. RS1 RS2 — токозадающие резисторы. От их номинала зависит выходной ток драйвера. RS1 (1 Ом) – основной, при помощи RS2 (33 Ом) выходной ток подгоняется более точно.

Оказывается, и у этих драйверов можно регулировать выходной ток. Снял зависимость выходного тока от сопротивления RS (может кому пригодится).

Регулировать ток при помощи выносного переменного резистора не получится. Паразитные ёмкости и индуктивности никто не отменял.
А теперь на счёт применимости.

В этот светильник что только не вклеивал (был обзор). Теперь приклеил 1-Вт-ные светодиоды. К ним буду подключать обозреваемые драйверы, так нагляднее.
А вот так он светит.

Всего 12 светодиодов (6 пар). Для равномерного распределения света самое оптимальное количество. Для эксперимента тоже лучше не придумаешь.
Один из вариантов подключения к драйверу с балластом на конденсаторах.

С1=1,5мкФ+1,2мкФ=2,7мкФ. Чтобы посчитать мощность, необходимо посчитать ток по формуле (2).
I=(228В-36В)*2,7мкФ/3,18=163мА. Мощность считается по формуле из школьного учебника физики.
Р= 36В*0,163А=5,9Вт.
А теперь посмотрим, что показывают приборы.


Погрешность в расчётах присутствует. Кстати, на мелких мощностях приборчик тоже подвирает.
А теперь посчитаем пульсации (теория в начале обзора). Посмотрим, что же видит наш глаз. К осциллографу подключаю фотодиод. Два снимка объединил в один для удобства восприятия. Слева лампочка выключена. Справа – лампочка включена. Смотрим ГОСТ Р 54945-2012. А там чёрным по белому написано, что пульсации частотой до 300Гц вредны для здоровья. А у нас около 100Гц. Для глаз вредно.

У меня получилось 20%. Необходимо смотреть Санитарные нормы СНиП 23-05-95 «ЕСТЕСТВЕННОЕ И ИСКУССТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ». Использовать можно, но не в спальне. А у меня коридор. Можно СНиП и не смотреть.
А теперь посмотрим другой вариант подключения светодиодов. Это схема подключения к электронному драйверу.

Итого 3 параллели по 4 светодиода.
Вот, что показывает Ваттметр. 7,1Вт активной мощности.

Посмотрим, сколько доходит до светодиодов. Подключил к выходу драйвера амперметр и вольтметр.

Посчитаем чисто светодиодную мощность. Р=0,49А*12,1В=5,93Вт. Всё, что не хватает, взял на себя драйвер.
Теперь посмотрим, что же видит наш глаз. Слева лампочка выключена. Справа – лампочка включена. Частота повторения импульсов около 100кГц. Смотрим ГОСТ Р 54945-2012. А там чёрным по белому написано, что вредны для здоровья только пульсации частотой до 300Гц. А у нас около 100кГц. Для глаз безвредно.

Всё рассмотрел, всё измерил.
Теперь выделю плюсы и минусы этих схем:
Минусы лампочек с конденсатором в роли балласта по сравнению с электронными драйверами.
-Во время работы КАТЕГОРИЧЕСКИ нельзя касаться элементов схемы, они под фазой.
-Невозможно достичь высоких токов свечения светодиодов, т.к. при этом необходимы конденсаторы больших размеров. А увеличение ёмкости приводит к большим пусковым токам, портящим выключатели.
-Большие пульсации светового потока частотой 100Гц, требуют больших фильтрующих ёмкостей на выходе.
Плюсы лампочек с конденсатором в роли балласта по сравнению с электронными драйверами.
+Схема очень проста, не требует особых навыков при изготовлении.
+Диапазон выходных напряжений просто фантастический. Один и тот же драйвер будет работать и с одним и с сорока последовательно соединёнными светодиодами. У электронных драйверов выходные напряжения имеют намного более узкий диапазон.
+Низкая стоимость подобных драйверов, которая складывается буквально из стоимости двух конденсаторов и диодного моста.
+Можно изготовить и самому. Большинство деталей можно найти в любом сарае или гараже (старые телевизоры и т.д.).
+Можно регулировать ток через светодиоды подбором ёмкости балласта.
+Незаменимы как начальный светодиодный опыт, как первый шаг в освоении светодиодного освещения.
Есть ещё одно качество, которое можно отнести как к плюсам, так и к минусам. При использовании подобных схем с выключателями с подсветкой, светодиоды лампочки подсвечиваются. Лично для меня это скорее плюс, чем минус. Использую повсеместно как дежурное (ночное) освещение.
Умышленно не пишу, какие драйверы лучше, у каждого есть своя ниша.
Я выложил по максимуму всё, что знаю. Показал все плюсы и минусы этих схем. А выбор как всегда делать вам. Я лишь постарался помочь.
На этом всё!
Удачи всем.

Что такое драйвер и для чего он нужен светодиодам

Сейчас уже можно разделить светодиоды на два основных подтипа: индикаторные и осветительные. Осветительные светодиоды – относительно новые элементы светотехники. Первые модели применялись как индикаторы еще лет 30 назад. Но прогресс на месте не стоит. Инженерам удалось получить большую яркость при минимальном размере и потребляемом токе в сравнение с лампами. Кроме того, светодиоды имеют намного большую механическую прочность. Как лампочку их уже не разобьешь.

Светодиодная осветительная продукция серьезно потеснила практически все другие источники света. Светодиоды могут обеспечить освещение не хуже лампового. А их энергоэффективность намного выше. Обычно источники света на основе светодиодов окупаются в течение года. Сейчас их можно встретить в качестве домашнего освещения, уличных фонарей. Они устанавливаются в световое оборудование автомобилей. Даже в мониторах и телевизорах они заменили лампы подсветки .

Назначение.

Светодиод весьма чувствителен к качеству электропитания. Если пониженное напряжение ему не сделает ничего плохого, то повышенные напряжения и токи очень быстро снижают ресурс этих перспективных источников света. Многие видели, наверное, как на автомобилях хаотично моргают огни. Этот светодиод уже отслужил.

Для обеспечения стабильного электропитания (поддержания заданного напряжения и тока) необходима дополнительная электронная схема – блок питания или драйвер питания. Часто его называют led driver.

Принцип работы.

Электронная схема должна обеспечить строго стабилизированные напряжение и ток, подводимые к кристаллу. Небольшое превышение в цепи питания существенно снижает ресурс светоизлучателя.

В простейшем и самом дешевом случае просто ставят ограничительный резистор.

Питание диода через ограничивающий резистор.

Это простейшая линейная схема. Она не способна автоматически поддерживать ток. С ростом напряжения, он будет расти, при превышение допустимого значения произойдет разрушение кристалла от перегрева. В более сложном случае управление реализуется через транзистор. Недостаток линейной схемы – бесполезное рассеивание мощности. С ростом напряжения будут расти и потери. Если для маломощных LED-источников света такой подход еще допустим, то при использовании мощных светоизлучающих диодов такие схемы не используются. Из плюсов только простота реализации, низкая себестоимость, достаточная надежность схемы.

Можно применить импульсную стабилизацию. В простейшем случае схема будет выглядеть так:

Пример.Импульсная стабилизация (упрощенно)

При нажатии на кнопку происходит заряд конденсатора, при отпускании, он отдает накопленную энергию полупроводнику, а тот излучает свет. При росте напряжения время на зарядку сокращается, при падении – увеличивается. Вот так на кнопку и надо нажимать, поддерживая свечение. Естественно, сейчас это все делает электроника. В источниках питания роль кнопки выполняет транзистор, либо тиристор. Это — принцип ШИМ — широтно-импульсная модуляция. Замыкание происходит десятки, а то и тысячи раз в секунду. КПД ШИМ может достигать 95%.

Категорически не стоит путать светодиодный драйвер и ПРА для люминесцентных ламп, у них разные принципы работы.

Характеристики драйверов, их отличия от блоков питания LED ленты.

Если сравнивать драйвер и блок питания, то у них есть различия в работе. Драйвер – это источник тока. Его задача поддерживать именно определенную силу тока через кристалл или светодиодную линейку.

Задача стабилизированного блока питания в выдаче именно стабильного напряжения. Хотя блок питания – понятие обобщенное.

Источник напряжения применяется в основном со светодиодной лентой, где диоды включены в параллель. Соответственно через них должен проходить равный ток, при неизменном напряжении. При использовании одного светодиода важно обеспечить определенную силу тока через него. Отличия есть, но оба выполняют одну и туже задачу – обеспечение стабильного питания.

Для подключения светодиодной ленты необходимы, как правило, блоки питания, выдающие 12, либо 24 В. Второй параметр – это мощность. Блок питания должен выдавать мощность не равную, а несколько большую, чем мощность подключаемой светодиодной линейки. В противном случае, яркость свечения будет недостаточна. Обычно запас по мощности рекомендуется в пределах 20-30 процентов от суммарной мощности.

При выборе драйвера нужно учесть:

  • Мощность,
  • Напряжение,
  • Предельный ток.

Кроме того, существуют и регулируемые источники питания. Их задача – регулировка яркости освещения. Но различаются принципы – регулировка напряжения, либо силы тока.

Для подключения led-линейки потребуется большая сила тока при неизменном напряжении.

Суммарная мощность будет рассчитываться по формуле P = P(led) × n, где Р – мощность, Р(led) – мощность единичного диода в линейке, n – их количество.

Сила тока через линейку будет рассчитываться по аналогичной формуле.

Если есть желание самостоятельно изготовить источник питания для светодиодов, то самый простой вариант – импульсный без гальванической развязки.

Схема простого led-драйвера без гальванической развязки.

Схема проста и надежна. Делитель основан на емкостном сопротивлении. Выпрямление производится при помощи диодного моста. Электролитический конденсатор (перед L7812) сглаживает пульсации после выпрямления. Конденсатор после L7812 сглаживает пульсации на светодиодах. На работу схемы он не влияет. L7812 – собственно сам стабилизатор. Это импортный аналог советских микросхем серии КРЕНхх. Та же самая схема включения. Характеристики несколько улучшены. Однако предельный ток составляет не более 1.2А. Это не позволит создать мощный светильник. Существуют неплохие варианты готовых источников питания.

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.

Виды драйверов.

По типу их можно подразделить на:

Линейные. Они наиболее подходящие, если входное напряжение не стабильно. Отличаются улучшенной стабилизацией. Распространены мало по причине низкого КПД. Выделяет большее количество тепла, подходит для маломощной нагрузки.

Внутреннее устройство драйвера

Внешний вид и схема драйвера LED 1338G7.

Импульсные. Основаны на микросхемах ШИМ. Обладают высоким КПД. Отличаются малым нагревом и длительным сроком службы.

Микросхемы ШИМ создают значительный уровень электромагнитных помех. Людям с кардиостимуляторами не рекомендовано находится в помещениях, где применяются такие драйвера для питания светодиодов.

Драйвер, работающий с диммером. Принцип основан на использовании ШИМ-контроллера. Принцип состоит в том, что регулируется сила тока на светодиодах. Низкокачественные изделия дают эффект мерцания.

Драйвер с диммером.

LED драйвер на 220 В.

Существует немало уже готовых светодиодных драйверов промышленного производства. Естественно, они обладаю различными характеристиками. Их особенность в том, что они питаются от сети 220 В переменного напряжения и могут работать в широком диапазоне питающего напряжения. Задача, у них все та же. Выдать определенную силу тока. Многие промышленные изделия уже имеют гальваническую развязку. Гальваническая развязка предназначена для передачи электроэнергии без непосредственного соединения входной и выходной частей схемы. Это дополнительные очки в плане электробезопасности (простейшей и исторически первой гальванической развязкой считается обычный трансформатор). Обычно они имеют нестабильность не более 3 %. В подавляющем большинстве сохраняют работоспособность от 90-100 Вольт и до 260 Вольт. В магазинах очень часто их могут называть:

  • блок питания (БП),
  • источник тока,
  • адаптер питания,
  • источник питания.

Это все одно и тоже устройство. Продавцы не обязаны обладать техническим образованием.

Рекомендуемые производители светодиодных драйверов.

Многие светодиодные энергосберегающие лампы уже имеют встроенный драйвер. Тем не менее лучше не приобретать безымянную продукцию родом из Китая. Хотя временами и попадаются достойные внимания экземпляры, что в прочем явление редкое. Существует огромное количество поддельных осветителей. Многие модели не имеют гальванической развязки. Это представляет опасность для светодиодов. Такие источники тока при выходе из строя могут дать импульс и сжечь led-ленту.

Но тем не менее рынок в основном занят именно китайской продукцией. Российские поставщики известны не широко. Из них можно ответить продукцию фирм Аргос, Тритон ЛЕД, Arlight, Ирбис, Рубикон. Большинство моделей может работать и в экстремальных условиях.

Из иностранных можно смело выбрать источники тока от Helvar, Mean Well, DEUS, Moons, EVADA Electronics.

Драйверы для светодиодов – все что нужно знать домашнему мастеру

На чтение: 6 минут Нет времени?

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.

Читайте в статье

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.

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

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

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

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 светодиода Величина падения напряжения, В Сила тока, mA Потребляемая мощность, Bт
Фото Красный 1,6÷2,04 350 0,75
Фото Оранжевый 2,04÷2,10 0,9
Фото Желтый 2,10÷2,18 1,1
Фото Зеленый 3,3-4 1,25
Фото Синий 2,5÷3,7 1,2

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

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

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: