Драйвер светодиодный что это такое – Основные характеристики драйвера для светодиодных светильников и светодиодных лент

Содержание

Что такое драйвер светодиода


Залогом бесперебойного и эффективного режима работы элементов светодиодного освещения является их правильное питание, которое обеспечивают специальные устройства – драйверы. Драйверы питания светодиодов предназначены для обеспечения прохождения через светодиод стабилизированного номинального тока, преобразовывая 220В переменного напряжения в низкое напряжение постоянного тока. Чтобы обеспечить правильную и долговечную работу драйверов, ток проходящий через них должен не зависеть от колебаний питающего напряжения и быть постоянным. 


Драйвер для светодиодов зачастую рассчитаны на напряжение 10, 12, 24, 220 Вольт с постоянным током в 350мА, 700мА и 1А. Драйверы для светодиодов выпускают, в основном, только под определенный продукт, но есть и универсальные драйверы, которые подходят к большинству известных LED и выполняются как в бескорпусном варианте, так и заключенными в герметичные или негерметичные металлические или пластмассовые корпуса.


Драйверы совместимы с устройствами систем контроля, датчиками фотоэлементов и благодаря своей компактности легко размещаются в распределительных коробках. Кроме того, что они обеспечивают прохождение постоянного номинального тока через светодиод, при помощи драйверов можно изменять цвет светодиодов и их яркость, сокращая ток с помощью цифрового управления. Большая часть драйверов работает методом широтно–импульсной модуляции. Используя этот метод получается немерцающий световой поток с варьируемой частотой от 100 до сотен тысяч модуляций в секунду. При такой регулировке не наступает потеря эффективности светодиодов, они продолжают работать при полной яркости в том же напряжении и токе. Такое регулирование существенно продлевает срок службы приборов, повышает их надежность и качество, а так же помогает снизить рабочую температуру внутри источников света.


Драйверы со стабилизированной силой тока в диапазоне от 300мА до 700мА предназначены для изделий с мощными и сверхяркими светодиодами, которые обеспечивают стабилизацию выходного тока в узких пределах. Изменение тока в маленьком диапазоне обеспечивает стабильность свечения светодиодов и гарантирует их продолжительную эксплуатацию.

led-stars.com

Как подобрать драйвер для светодиодов? Ответ эксперта

Светодиоды продолжают форсировать очередные рубежи в мире искусственного освещения, подтверждая своё превосходство целым рядом преимуществ. Большая заслуга в успешном развитии LED-технологий принадлежит источникам питания. Работая в тандеме, драйвер и светодиод открывают новые горизонты, гарантируя потребителю стабильную яркость и заявленный срок службы.

Что собой представляет светодиодный драйвер, и какая функциональная нагрузка на него возложена? На что обратить внимание при выборе и есть ли альтернатива? Попробуем разобраться.

Что такое драйвер для светодиода и для чего он нужен?

Выражаясь по-научному, LED-драйвером называют электронное устройство, основным выходным параметром которого является стабилизированный ток. Именно ток, а не напряжение. Устройство со стабилизацией напряжения принято именовать «блоком питания» с указанием номинального выходного напряжения. Его используют для запитки светодиодных лент, модулей и LED-линеек. Но речь пойдет не о нём.

Главный электрический параметр драйвера для светодиода – выходной ток, который он может длительно обеспечивать при подключении соответствующей нагрузки. В роли нагрузки выступают отдельные светодиоды или сборки на их основе. Для стабильного свечения необходимо, чтобы через кристалл светодиода протекал ток, указанный в паспортных данных. В свою очередь, напряжение на нём упадёт ровно столько, сколько потребуется p-n переходу при данном значении тока. Точные значения протекающего тока и прямого падения напряжения можно определить из вольта-мперной характеристики (ВАХ) полупроводникового прибора. Питание драйвер получает, как правило, от постоянной сети 12 В или переменной сети 220 В. Его выходное напряжение указывается в виде двух крайних значений, между которыми гарантируется стабильная работа. Как правило, рабочий диапазон может быть от трёх вольт до нескольких десятков вольт. Например, драйвер с Uвых=9-12 В, Iвых=350 мА, как правило, предназначен для последовательного подключения трёх белых светодиодов мощностью 1 Вт. На каждом элементе упадёт примерно 3,3 В, что в сумме составит 9,9 В, а значит это попадает в указанный диапазон.

К стабилизатору с разбросом напряжений на выходе 9-21 В и током 780 мА можно подключить от трех до шести светодиодов по 3 Вт каждый. Такой драйвер считается более универсальным, но имеет меньший КПД при включении с минимальной нагрузкой.

Немаловажным параметром светодиодного драйвера является мощность, которую он может отдать в нагрузку. Не стоит пытаться выжать из него максимум. Особенно это касается радиолюбителей, которые мастерят последовательно-параллельные цепочки из светодиодов с выравнивающими резисторами, а потом этой самодельной матрицей перегружают выходной транзистор стабилизатора.

Электронная часть драйвера для светодиода зависит от многих факторов:

  • входных и выходных параметров;
  • класса защиты;
  • применяемой элементной базы;
  • производителя.

Современные драйверы для светодиодов изготавливают по принципу ШИМ-преобразования и с помощью специализированных микросхем. Широтно-импульсные преобразователи состоят из импульсного трансформатора и схемы стабилизации тока. Они питаются от сети 220 В, имеют высокий КПД и защиту от короткого замыкания и перегрузки.

Драйверы на базе одной микросхемы более компактны, так как рассчитаны на питание от низковольтного источника постоянного тока. Они также обладают высоким КПД, но их надёжность ниже из-за упрощенной электронной схемы. Такие устройства очень востребованы при светодиодном тюнинге автомобиля. В качестве примера можно назвать ИМС PT4115, о готовом схемотехническом решении на основе этой микросхемы можно прочесть в данной статье.

Критерии выбора

Сразу хочется отметить, что резистор – это не альтернатива драйверу для светодиода. Он никогда не защитит от импульсных помех и перепадов в питающей сети. Любое изменение входного напряжения пройдёт через резистор и приведет к скачкообразному изменению тока из-за нелинейности ВАХ светодиода. Драйвер, собранный на базе линейного стабилизатора – тоже не лучший вариант. Низкая эффективность сильно ограничивает его возможности.

Выбирать LED-драйвер нужно только после того, как будет точно известно количество и мощность подключаемых светодиодов.

Помните! Чипы одного типоразмера могут иметь различную мощность потребления ввиду большого количества подделок. Поэтому старайтесь приобретать светодиоды только в проверенных магазинах.

Касаемо технических параметров, то на корпусе LED-драйвера обязательно должно быть указано:

  • мощность;
  • рабочий диапазон входного напряжения;
  • рабочий диапазон выходного напряжения;
  • номинальный стабилизированный ток;
  • степень защиты от влаги и пыли.

Очень привлекательны бескорпусные драйверы с питанием от 12 В и 220 В. Среди них существуют разные модификации, в которых можно подключать как один, так и несколько мощных светодиодов. Такие устройства удобны для проведения лабораторных исследований и экспериментов. Для домашнего использования всё равно придётся поместить изделие в корпус. В итоге денежная экономия на плате драйвера открытого типа достигается в ущерб надежности и эстетики.

Кроме подбора драйвера для светодиода по электрическим параметрам, потенциальный покупатель должен четко представлять условия его будущей эксплуатации (место размещения, температура, влажность). Ведь оттого, где и как будет установлен драйвер, зависит надёжность всей системы.

Читайте так же

ledjournal.info

Драйверы для светодиодных светильников

Для бесперебойной работы в светодиодных светильниках необходим источник питания, который будет подключаться к сети. Он называется драйвер для светодиодного светильника. Драйвер выполняет эту функцию, т.к. это и есть источник питания, задача которого — стабилизировать ток и напряжение в сети. Но как правильно подобрать нужный драйвер? Надо обращать внимание на его выходные параметры: параметр тока (в Амперах) и параметр напряжения (в Вольтах). Еще есть параметр мощности нагрузки устройства (W). Драйверы принято подбирать с запасом мощности и в разрешимом диапазоне выходного напряжения и, конечно же, обращать внимание на характеристику стабилизации тока. В противном случае, светильник подлежит утилизации или отправке на ремонт.

От драйвера также зависят такие характеристики, как:

  • уровень пульсации;
  • электробезопасность и др.

Характеристика светодиода определяют световой поток.

Схема подключения светодиодного источника света

Выбор драйвера

Выбор драйвера во многом определяет место, где планируется установка светильника.

Например, в условиях складского помещения для светильника понадобится драйвер с рабочей температурой выше 0◦С и степенью влагостойкости от IP 20. Если освещать будем офис или любое другое административное помещение, где работают люди и нужна высокая освещаемость, то в таком случае надо брать во внимание и коэффициент пульсации: он не должен быть выше 5%. Границы входящего напряжения зависят от конкретных условий. Например, если в помещении установлено большое количество оборудования или оно достаточно мощное, то есть вероятность падения (скачков) напряжения в сети. В этом случае понадобится источник питания с универсальным входом.

Блоки питания и драйверы для светодиодных светильников

Напряжение в сети офисных помещений обычно стабильно, и стандартного диапазона входных напряжений бывает более чем достаточно. Но в любом случае светодиодный светильник нуждается в корректоре коэффициента мощности, потому что прибавочная мощность оказывается выше порога в 25 Ватт. Есть модели, рассчитанные на внутреннее освещение. Это модели светильников PLD-40 и PLD-60. Их коэффициент пульсации не выше 20%, а значит, они подойдут для освещения помещений, не требовательных к яркому освещению. Драйверы таких моделей защищены от короткого замыкания и перегревов, а также имеют полное соответствие требованиям электромагнитной совместимости. Таким образом, примеры моделей PLD-40 и PLD-60 продемонстрировали нам прекрасное соответствие для стандартных светильников без регулировки освещения.

Блок питания PLD-60-1050B для внутреннего светодиодного освещения

Требования к драйверам в зависимости от назначения светильника:

  • Если светильник устанавливается для наружного освещения, то главное требование для его драйвера – это широкий диапазон переносимых температур, гарантирующих исправную работу после длительного нахождения на морозе.

Вдобавок ко всему, здесь придется учитывать и уровень прочности корпуса. Потому что уличный светильник должен иметь абсолютную защиту от любых агрессивных воздействий, таких как пыль, грязь, химические испарения, вода (влагозащищенность должна быть IP 65). Охлаждением комплектующие светильника тоже не должны быть задеты.

Герметичный контроллер с драйвером светодиодного светильника

Блок питания (кроме того, что он должен быть защищен указанным способом) должен обладать широким диапазоном входного напряжения ввиду того, что линии питания весьма нестабильны. Он должен быть надежно защищен от перепадов напряжения.

  • Если светильник устанавливается для освещения дорог, железной дороги, метро, то драйвер у такого светильника должен обладать виброустойчивостью. Этому способствует компаунд, который залит в блоки питания, что позволяет ему не воспринимать вибрации. В противном случае элементы просто отвалятся от платы при первой же вибрационной атаке.

От качества выполнения деталей драйвера зависят все параметры и возможности светильника. Среди них и такие важные, как уровень пульсации, диапазон рабочих температур, устойчивость к скачкам напряжения, температурный диапазон. Вот почему так важно качество комплектующих этого прибора. Как известно, светодиодный светильник led сам по себе является очень надежным осветительным прибором, отличающимся долговечностью. Однако он не сможет пройти весь срок своей службы, если не подойти должным образом к выбору драйвера в светодиодных лампах. Ведь основная причина выхода из строя светильника — не перегоревший светодиод, а плохой драйвер. Именно из-за него вам придется носить светильник на ремонт.

Комплектация светильника и как его подобрать

Обычный светодиодный светильник включает в себя всего несколько элементов:

  • светодиоды;
  • корпус;
  • теплоотвод;
  • радиатор;
  • драйвер.

Если комплект стандартный, как же тогда подобрать светильник, чтобы его предустановленный драйвер прослужил как можно дольше?

Как мы уже выяснили, драйвер необходим в целях стабилизации тока, который питает светодиоды, мощностью 1 Ватт.

Встраиваемый светодиодный светильник Kreonix с драйвером

Для исправной работы светодиодов от источника питания необходимо понизить напряжение. У каждого светильника есть следующие параметры, которые необходимо учитывать при выборе оптимального драйвера. Поговорим о них подробнее:

  • Мощность. Максимальная мощность у драйвера показывает, какую максимальную нагрузку он выдержит. К примеру, если на маркировке указанно (30х36)х1W, это значит, что к этому драйверу можно подключить 30 или 36 светодиодов мощностью 1 Ватт. Если мы говорим о подключении светодиодной ленты на 12-24 Вольт, то следует учесть, что источники питания для них ограничивают напряжение, а вовсе не ток.

Схема подключения светодиодных лент

А значит, мы должны внимательно следить за мощностью нагрузки, подключенной к блоку питания. В таком случае мощность драйвера ни в коем случае не должна быть ниже мощности цепи, иначе блок питания просто «сгорит».

  • Номинальные параметры тока и напряжения. Этот параметр указывается производителем на всех светодиодах, соответственно, и драйвер необходимо подбирать по этой отметке. Максимальный номинальный ток составляет 350 мА. При такой отметке в работе надо использовать источник питания с силой тока в интервале 300-330 мА. Это справедливо для любого вида подключения. Такой диапазон рабочего тока рекомендован для того, чтобы не сократить срок годности светильника, ведь теплоотвод может не выполнять свои функции в полной мере.
  • Класс герметичности и влагостойкости (защищенности). В настоящее время класс защиты определяется двумя цифрами, стоящими после IP. Первая цифра говорит о степени защиты от твердых воздействий (пыли, грязи, песка, льда). Вторая – о жидких средах (воде, веществах). Однако о требуемой температуре, при которой светильник может использоваться класс IP, ничего не сообщает. Можно или нельзя охлаждать, зависит от прочности корпуса.

Надо с не меньшей ответственностью подходить к покупке драйвера для светильника, чем к покупке самого светильника, потому что именно источник питания является гарантом долгой, исправной службы всего устройства. Если вы никак не можете выбрать подходящий драйвер для светильников, то его можно сделать своими руками. Схема сборки весьма проста.

cdelct.ru

5 основных направлений применения светодиодных драйверов

Светодиоды (Light-emitting diodes (LEDs)) – это полупроводниковые приборы способные излучать свет при прохождении через них электрического тока. Но для получения максимальной эффективности светодиода необходимо применение специальных устройств – светодиодных драйверов (LED-драйверов), которые повышают эффективность использования, надежность и долговечность.

Светодиодные драйверы – это электрические устройства, которые предотвращают повреждения светодиодов путем регулирования их прямого напряжения VF, которое изменяется при изменении температуры и тем самым защищают светодиод от теплового пробоя, при этом обеспечивая постоянный ток на нем.

Устойчивый рост светодиодных технологий для освещения сформировал на полупроводниковом рынке широкий спектр LED-драйверов. Некоторые из основных направлений развития, такие как: затемненные лампы, автомобильное освещение, светодиодные вывески, а также подсветки смартфонов и телевизоров продолжают активно развиваться.

Рассмотрим пять основных продуктов, использующих LED-драйверы.

Затемненные лампы малых форм-факторов

Многие светодиодные приложения используют настройки включения/отключения, а затемнение помогает решить вопрос с уменьшением потребления электроэнергии. Есть два популярных метода затемнения в цепях LED-драйверов – аналоговое и широтно-импульсное (ШИМ).

Аналоговое затемнение использует способ изменения тока светодиода. Этот способ является приемлемым далеко не для всех устройств, так как с изменением тока может изменятся цвет светодиода. Регулирование затемнения с использованием ШИМ позволяет производить регулирование тока на больших частотах, что позволяет избежать эффекта мерцания.

Одной из ключевых проблем является спаривание светодиодных ламп с TRIAC или диммерами с фазным управлением, которые не предназначаются для питания полупроводниковых ламп. Тем не менее, существуют продукты, которые могут быть использованы в этой сфере. Например, LYTSwitch-7 от Power Integrations, схема которого приведена выше. Это понижающий LED драйвер IC с понижающей топологией и коэффициентом мощности выше 0,9. Он совместим с TRIAC диммерами мощностью до 22 Вт. Интегрированные 735 В MOSFET транзисторы обеспечивают достойную защиту от перенапряжений на линии. Его конструкция предлагает широкий выбор входных напряжений (90 В – 308 В переменного тока), а фильтр EMI pi блокирует электромагнитные шумы и помехи. Пассивное демпфирование и одна катушки индуктивности используется для управления TRIAC.

Автомобильное освещение

Рынок светодиодных изделий для автомобильной техники постоянно растет. Практически каждое устройство освещения автомобиля включает в себя характерный LED драйвер. Он применяется для реализации энергосберегающих технологий и улучшения освещения. В зависимости от применения иногда лучше использовать линейные драйверы. Это зависит от места расположения светотехники в автомобиле, например, снаружи или в салоне, спереди или сзади, сверху или снизу. В зависимости от условий размещения будет зависеть процесс рассеивания тепла на разных уровнях.

Светодиодные освещение может улучшить безопасность водителей и пешеходов за счет повышения дальности видимости при режимах работы ON, OFF, или в затемненном режиме. Светодиодные фары представляют ряд проблем, так как выходное напряжение может изменятся в зависимости от условий. Таким образом, для повышения производительности требуются понижающие и повышающие топологии.

Например, S6BL112A Buck LED драйвер от Cypress поддерживает аналоговые и ШИМ функции затемнения. Он позволяет пользователю регулировать частоту от 205 кГц до 2,1 МГц. Частота коммутации FOSC программируется с помощью внешнего резистора RRT  подключенного между RT и GND.

Cypress’ S6BL112A автомобильный LED драйвер оснащен диапазоном входных напряжений 4,5 V – 42 V, что позволяет ему работать в самых жестких условиях эксплуатации, например при холодном запуске двигателя. Это вызвано тем, что при холодном запуске двигателя стартер «тянет» от аккумулятора максимальный ток. S6BL112A также может функционировать в течении дампа нагрузки, вызванного скачком напряжения, возникающим при отключении аккумулятора и работающем генераторе автомобиля.

16х16 светодиодные дисплеи

16х16 дисплеи набирают популярность, так как они прекрасно подходят для использования на открытом воздухе для таких устройств как рекламные щиты, знаки общественного транспорта и друге системы. Большинство светодиодных дисплеев использует матрицу 8х8 и не могут передавать данные многих международных буквенно-цифровых символов. С дисплеем 16х16 можно создавать надписи на разных языках, однако это требует большего количества полупроводниковых элементов.

Недавно Maxim Integrated выпустила свою эталонную разработку MAXREFDES99, которая объедияет четыре MAX7219 LED драйвера для создания 16х16 дисплея с 256 светодиодами. MAXREFDES99 может питатся от wall-wart преобразоваателя, который имеет минимальную мощность 7 Вт и обеспечивает выходное напряжение в диапазоне от 7,5 В до 12 В постоянного тока. Данная разработка может работать как с Arduino, так и с ARM mbed платформами.

MAX7219 представляет собой компактный последовательный ввод/вывод с общим катодом драйвер дисплея, который взаимодействует с  микропроцессорами (µPs) для семисегментных цифровых светодиодных дисплеев из восьми цифр, бар-граф дисплеев, или 64 отдельных светодиодов.

Подсветки смартфонов

Светодиоды позволяют создавать более тонкие конструкции задней подсветки при поддержке более расширенных архитектур, которые позволяют уменьшить площадь печатной платы и ее стоимость. Количество светодиодов будет изменятся в зависимости от размеров экрана смартфона. Большие дисплеи требуют большего количества полупроводников для реализации фоновой подсветки.

Индуктивные драйверы (индуктивные DC-DC преобразователи) очень эффективны при управлении несколькими строками светодиодов. Они приводят к большей экономии заряда батареи в процессе работы, чем одиночные строки LED.

AMS’ AS3492 (показан на рисунке выше) представляет собой индуктивный преобразователь постоянного тока, который может управлять пятью строками с двумя светодиодами последовательно в каждой с КПД 86%. Преобразователь тока работает на фиксированной частоте в 2 МГц и включает в себя мягкий пуск для обеспечения простой интеграции чувствительных к шуму радиочастотных систем.

Выход преобразователя постоянного тока используется для пяти источников тока, соединенных с 10 светодиодами. AS3496 имеет следующие встроенные механизмы защиты: от короткого замыкания (SLP), от обрыва цепи (OLP) и от перенапряжений (OVP). Этот драйвер управления подсветкой был специально разработан для мобильных телефонов и цифровых камер.

Подсветки телевизоров

Светодиоды должны заменить люминесцентные лампы с холодным катодом и жидко-кристаллические дисплеи во многих телевизорах, мониторах, ноутбуках и других электронных вещях.

Блок подсветки в телевизоре или мониторе является основным источником потребления электрической энергии. Светодиоды могут предложить значительное снижение потребляемой мощности с помощью различных архитектур подсветки – прямой или подсветки по краю. При использовании архитектуры с краем подсветки светодиоды будут окружать только края дисплея. Такой подход дает экономию энергозатрат за счет снижения количества полупроводниковых элементов. При использовании прямой архитектуры светодиоды устанавливаются позади дисплея. При этом улучшается контрастность, но увеличивается стоимость.

Используют два основных режима затемнения – глобальное затемнение (все строки отображаются серым цветом) и локальное затемнение (строки производят затемнение независимо друг от друга).

Среди продуктов, ориентированных на этот рынок находится MC34844 компании NXP Semiconductor – светодиодный драйвер для подсветки малых и средних LCD панелей. Он работает и в портативных устройствах с низким энергопотреблением (например, мониторы и HDTV до 42 В, персональные компьютеры и ноутбуки, GPS-экраны, телевизоры с маленьким экраном и прочих продуктах). Работая от напряжений лежащих в диапазоне 7 В – 28 В MC34844 способен управлять 160 полупроводниковыми элементами, находящимися в 10 параллельных строках. Встроенный повышающий преобразователь генерирует минимальное выходное напряжение, которое необходимо для сохранения всех светодиодов в подсвеченном одинаковым цветом состоянии в соответствии с выбранным током. Эффективность DC-DC преобразователя в этом случае составляет 90%. MC34844 включает в себя ШИМ модуляцию для светодиодного затемнения. Также могут использоваться внешние ШИМ.

MC34844 обеспечивает защиту от перегрева, короткого замыкания, обрыва цепи светодиода. IC включает в себя защиту от перенапряжения, перегрузки по току и пониженного напряжения. Для достижения напряжения необходимого для запуска нескольких светодиодов в ряде, повышающий преобразователь генерирует повышенное напряжение от источника с меньшим напряжением, используя при этом  целый ряд логических блоков.

Есть много подходов к управлению LED устройствами. Каждое устройство может отличаться, а драйверы LED могут обеспечивать необходимую эффективность и надежность путем подбора соответствующих параметров. По мере развития технологий LED системы также будут улучшаться, и мы будем узнавать о все более эффективных подходах к управлению освещением. Мы увидим скорую интеграцию LED в системы интернет вещей IoT, так как с каждым годом количество умных городов и зданий постоянно растет.

elenergi.ru

Обзоры и статьи | Драйвер для питания светодиодных устройств (LED driver)

Все более широкое применение светодиодов в большом ряде промышленных и бытовых применений обусловлено многими преимуществами, в том числе высокой светоотдачей, малым энергопотреблением, экологичностью, и большим сроком службы. Но долговечность и высокая светоотдача лишь частично зависят от светодиодов. Многое определяется еще и качеством электропитания. По способу стабилизации выходных параметров источники питания делятся на блоки питания (стабилизация по напряжению, т.е. независимо от нагрузки на выходе блока питания напряжение остается постоянным) и драйверы (источники тока, дающие стабильный ток на нагрузку).

Драйвер для светодиода (LED driver)

Все более широкое применение светодиодов в большом ряде промышленных и бытовых применений обусловлено многими преимуществами, в том числе высокой светоотдачей, малым энергопотреблением, экологичностью, и большим сроком службы. Но долговечность и высокая светоотдача лишь частично зависят от светодиодов. Многое определяется еще и качеством электропитания. По способу стабилизации выходных параметров источники питания делятся на блоки питания (стабилизация по напряжению, т.е. независимо от нагрузки на выходе блока питания напряжение остается постоянным) и драйверы (источники тока, дающие стабильный ток на нагрузку).

Широкое применение блоков питания в индивидуальном строительстве, рекламных вывесках и т.п. обусловлено тем, что нагрузка на блоке питания может достаточно сильно варьироваться в пределах номинала его нагрузки, т.е. нагрузка может составлять и 60%, и 90% — что удобно в практике при индивидуальном быстром проектировании.

Драйверы же нашли большее применение при изготовлении различных светильников, ламп, прожекторов – т.е. при серийном производстве оборудования, имеющего стандартизованные мощностные и световые характеристики. На самом деле светодиод – устройство, требующее питания постоянным током.

Драйверы бывают с фиксированным током, и позволяющие менять выходной ток (диммировать) нагрузку с помощью аналогового ( бытовой диммер с ручкой) или цифрового управления.

Что такое драйвер для светодиода (LED driver)?

Вы помните подключение лампы накаливания в домашней люстре?

Светодиод работает на гораздо меньшем напряжении (3-5 Вт) и является устройством с постоянным током. Эти является причиной, из-за которой светодиоды не могут быть подсоединены непосредственно к бытовой сети.

Правильным способом подключения светодиода к сети является использование простых электронных схем, обычно называемые драйвером для светодиодов, который преобразуют переменный ток в постоянный, сокращая поток рабочего тока для светодиодов.

Современные светильники с добавочными функциями (возможность диммерования, аварийное устройство, сенсорный датчик, устройство удаленного контроля) требуют более сложных электронных схем.

Типы светодиодных драйверов и важные параметры.

В зависимости от типа выходного сигнала у нас есть 3 группы светодиодных драйверов:

1) Постоянный ток (CC).

Светодиоды находятся в последовательном соединении, драйвер обеспечивает точное значение тока. Схема подходит для диммера.

2) Постоянное напряжение (CV)

Светодиоды подключены параллельно, идеально подходит для декоративной светодиодной ленты. Не рекомендуется для диммера.

3) Специальное (CC+CV)

Оба типа подключения, последовательное и параллельное соединения светодиодов могут быть использованы. Немного дорогое решение.

Драйвер светодиодов имеет важные параметры:

1) Номинальный ток / напряжение. Заданные значения выходного тока и напряжения.

2) Номинальная мощность. Выходная мощность драйвера.

3) Эффективность. Соотношение между выходной мощностью и входящей мощностью в процентах – чем больше цифра, тем лучше драйвер.

Преимущества драйверов

Коэффициент полезного действия при питании светодиода через драйвер выше, чем при схеме с блоками питания – диоды получают ток напрямую и из-за этого светят ярче, чем через обычный блок питания той же мощности, где часть потребляемой мощности выделяется на резисторах.

При питании драйвером можно запитывать светодиоды максимальным значением тока и добиться максимальной светоотдачи от них. При питании через обычный блок питания светодиоды питаются пониженным напряжением из-за запаса на скачки пускового тока и временного изменения электрических характеристик светодиодов, что сделает защиту резистором недостаточной.

Срок службы светодиодов при питании через драйвер будет большим, чем при питании через блок питания, т.к. всегда будет соблюден номинальный режим тока для светодиодов. Но, несмотря на эти плюсы, есть в использовании драйверов и определенные неудобства и недостатки.

Недостатки драйверов

Ещё раз отметим, что драйверы могут быть использованы на точно рассчитанные нагрузку и ток, что в реальных непромышленных условиях бывает трудно соблюсти; В этом их основной минус в сравнении с блоками питания со стабилизированным выходным напряжением.

Поэтому к драйверу побирается строго соответствующее к нему количество светодиодов определенной мощности. Это привело к тому, что наиболее частые сферы применения – изделия, изготавливаемые промышленным способом.

Существуют и универсальные драйверы, дающие возможность использовать переменное количество последовательно соединенных светодиодов с определенным током, при условии, что их общая мощность не превышает номинал драйвера. Но кпд таких устройств ниже, и в силу применения схем обратной связи стоимость подобных устройств выше.

neonsale.ru

Светодиодный драйвер Википедия

Микросхема-драйвер RS-232

Драйвер (англ. driver — управляющее устройство, водитель) — электронное устройство, предназначенное для преобразования электрических сигналов, целью которого является управление чем-либо. Драйвером обычно называется отдельное устройство или отдельный модуль, микросхема в устройстве, обеспечивающие преобразование электрических управляющих сигналов в электрические или другие воздействия, пригодные для непосредственного управления исполнительными или сигнальными элементами.

Под определение драйвера подпадают многочисленные устройства:

  • Шинные формирователи, предназначенные для передачи сигналов с одного уровня цифрового устройства на другой с преобразованием уровня, усилением нагрузочной способности и другими особенностями. Такие устройства обеспечивают передачу данных между различными логическими блоками по общим линиям связи внутри вычислительных машин.
  • Формирователи сигналов интерфейсов цифровых электронных устройств, предназначенные для преобразования, приема и передачи цифровых сигналов и согласования электрических параметров с особенностями линии связи. Наиболее известными представителями таких драйверов считаются формирователи интерфейсов RS-232 (COM — порт), RS-485, RS-422, CAN, LIN, Ethernet, USB, IEEE 1394 и т. д.
  • Устройства управления различными типами исполнительных устройств, такими как электромагниты, электродвигатели (в том числе шаговые), сигнальные лампы, дозаторы (в том числе печатающие головки принтеров), сервоприводы, звуковые сигналы и т. д.[1]
  • Модули питания и управления устройствами, требующими соблюдения определенных рабочих параметров в процессе включения, выключения и работы. Ярким примером можно считать драйверы светодиодов, поскольку к питанию светодиодных устройств предъявляются повышенные требования[2].
  • Драйверы силовых транзисторов, MOSFET и IGBT-транзисторов. Затворы мощных полевых силовых транзисторов имеют большую электрическую ёмкость (тысячи пикофарад), для зарядки которых на высокой частоте нужен большой ток (амперы). Драйвер обеспечивает большой ток для быстрой зарядки затвора транзистора для его открытия. А также быстро разряжает затвор, когда транзистор нужно закрыть.

Драйверы светодиодов

Светодиоды, в отличие от других излучающих свет приборов (ламп, светильников), не могут быть напрямую включены в бытовую сеть. Более того, светодиоды не могут питаться фиксированным напряжением, которое указано в паспорте. Устройство питания светодиода должно иметь элементы, ограничивающие ток через светодиод в соответствии с его характеристиками, или балласт. Именно поэтому диод называется «токовым прибором», и использование традиционных преобразователей напряжения неприменимо. Светодиод, как и любой полупроводниковый диод, имеет нелинейную вольт-амперную характеристику, которая меняется под воздействием температуры и, хоть и незначительно, но отличается у разных излучателей, даже выпущенных в одной партии. Поэтому ограничивающие ток элементы должны учитывать как разброс параметров светодиодов, температурный и временной уход, так и изменения питающего напряжения.

Известно множество схем питания светодиодов. Наиболее простым решением для ограничения тока светодиода является резистор, включенный последовательно с светодиодом, однако, такой вариант не слишком экономичен. Немалая часть подводимой мощности будет выделяться на этом резисторе в виде тепла. Можно уменьшить эту «паразитную» мощность снижением напряжения питания системы и уменьшением сопротивления резистора. Чем меньше выбрать сопротивление резистора, тем меньше он будет греться. Но и тем больше будет меняться ток светодиода при изменении его параметров, вызванных например, изменениями температуры, а при слишком малом сопротивлении резистора, ток может выйти из рабочего диапазона и снизить долговечность светодиода вплоть до выхода его из строя.

Наиболее популярные на данный момент эффективные схемы питания — на основе импульсных преобразователей (электронный балласт) и на основе реактивного сопротивления емкостных элементов (емкостной балласт).

Другой способ питания — стабилизация тока через светодиод с помощью электронной схемы. Для таких целей выпускаются специальные микросхемы, содержащие один или несколько стабилизирующих ток выходов. При использовании такого решения, напряжение питания может быть подобрано таким, что выделяемая на драйвере активная мощность была минимальной. Драйверы со стабилизацией тока и с управлением от микроконтроллера используются в электронных светодиодных табло, где требуется управлять не только включением, выключением и яркостью каждого пикселя, но и его цветом[3].

В некоторых применениях, например батарейном питании, напряжения источника не хватает для включения светодиода. В таких устройствах используются повышающие преобразователи, специально разработанные для эффективного использования светодиодных излучателей[4].

Для питания мощных белых светодиодов в осветительных устройствах применяются специальные блоки — электронные драйверы светодиодов, представляющие собой эффективные преобразователи питания, которые стабилизируют не напряжение на своём выходе, а ток[5][6].

Такие драйверы позволяют включить один или несколько светодиодов, соединенных в одну последовательную цепочку. Несколько параллельных цепочек таким драйвером питаться не могут, поскольку ток в отдельных цепочках может сильно отличаться[2].

Драйверы исполнительных устройств

В современной автоматике, да и в бытовой технике, зачастую двигатель или электромагнит включается не выключателем, а контроллером. Скоростью вращения, направлением позволяют управлять логические устройства с формирователями на выходе — силовыми драйверами[7]. Входы такого драйвера совместимы с логическим устройством, а на выходе формируется необходимое напряжение нужной полярности и, в случае шагового двигателя, необходимая циклограмма возбуждения его обмоток.

См. также

Примечания

  1. Петропавловский Ю. Современные микросхемы управления двигателями постоянного тока фирм ROHM и Toshiba. Современная электроника № 2 2010 г.
  2. 1 2 Бирюков Е. Элементная база и способы её применения для решения задач управления питанием светодиодов. Компоненты и технологии № 11 2006 г.
  3. Селиванов М. Светодиодные драйверы производства фирмы SiTI. Компоненты и технологии № 2 2008 г.
  4. Никитин А.Применение импульсных повышающих преобразователей фирмы National Semiconductor для управления светодиодами. Компоненты и технологии № 8 2007 г.
  5. Евстифеев А.Практический опыт применения микросхемы Supertex HV9910. Компоненты и технологии № 12 2009 г.
  6. Ричардсон К. Драйверы светодиодных ламп уличного освещения производства National Semiconductor. Компоненты и технологии № 4 2011 г.
  7. ↑ Драйвер двигателей L293D

wikiredia.ru

Светодиодные драйверы для LED ламп и светодиодов Виды и типы

Сегодня я кратенько рассмотрю вопрос о том, какие драйверы устанавливают в LED лампы. Виды, типы, их характеристики. Сразу отмечу, что все драйверы светодиодных ламп можно разделить на два вида: электронные и на конденсаторах. О некоторых достоинствах и недостатках мы и поговорим сегодня. А по большому счету буду раскрывать более детально этот вопрос не много позднее и добавлять в данную статью. Таким образом, предполагаю, что «светодиодные драйверы для ламп» станет достаточно объемной. Тем более материала накопилось много.

Производят драйверы, рассчитанные на один или группу светодиодов. Рассчитанных на определенный ток.

Электронные драйверы для LED ламп


Драйвер для светодиодной лампы

Вообще, по хорошему, любой электронный  драйвер должен иметь ключевой транзистор, дабы разгрузить микросхему управления драйвером. Чтобы исключить или по максимуму сгладить пульсацию на выходе должен стоять конденсатор. Стоимость драйверов такого типа не маленькая, в отличии от балластных, но зато они стабилизируют токи до 750 мА и выше, чего обычным «бесхребетным»  не под силу. Можно. Но лучше больше 200 мА не использовать… Опять же опыт эксплуатации.

Пульсация – не один недостаток драйверов. Другим можно считать высокочастотные помехи. В случае, если ваша розетка связана с лампой ( разводка квартиры ), то не избежать проблем с приемом цифровым телевидением, IP и т.п. Естественно, будет проблематично поймать радио. Задался сейчас вопросом: “А Wi-Fi будет страдать?»… Надо поставить опыты…

В хороших драйверах для сглаживания пульсаций стоит установить электролиты, а для снижения ВЧ помех пойдет керамика. В идеале, когда в драйвере присутствует и тот и другой кондер. Но такое сочетание большая редкость. Особенно в китайских лампах. Есть некоторые «индивидуумы», но их очень мало. Когда-нибудь я поговорю о них.

Ну и еще одна общая информация. Для тех, кто любит «очумелые ручки». Вы всегда можете изменить выходной ток своего электронного драйвера, «балуясь» номиналом резисторов. Хотя, нужно ли? Уже выпускается огромное количество драйверов и подобрать нужный – не проблема. И не обязательно приобретать дорогущий. Китайцы давно научились штамповать вполне приличную электронику.

Перейдем к не менее распространенным так называемым драйверам – на конденсаторах. Я их всегда называю «так называемые». Почему? Это будет понятно из выводов в конце статьи.

Светодиодные драйверы для ламп на основе конденсаторов


Обратимся к любой стандартной схеме светодиодной лампы, использующей такие «драйверы»

Схема общая и в ряде случаев ее постоянно модифицируют. Особенно любят китайские производители выкидывать оттуда что-нибудь.

Часто в дешевых лампах мы можем «наблюдать» пульсацию в 100 процентов. В этом случае можно даже не заглядывать внутрь лампы, чтобы утверждать об отсутствии одного из конденсаторов. А именно второго. Т.к. первый необходим для регулировки выходного тока. Его – то уж точно никуда не денут))).

Для тех, кто желает самостоятельно собирать такие драйвера, есть формулы, которые можно найти в сети. И по ним рассчитать номинал конденсатора.

Это можно отнести к большому плюсу такого вида драйвера. Ведь мощность лампы можно подогнать простым подбором конденсатора. Минусом стоит отметить отсутствие электробезопасности. Прикасаться к включенной лампе руками запрещено. Электротравма обеспечена.

Еще одним плюсом можно отметить 100 процентный КПД, ведь потери будут только на самих LEDs и сопротивлениях.

Огромный минус – пульсация. Она берется в результате выпрямления сетевого напряжения и составляет порядка 100 Гц. Согласно ГОСТ и САНпИН пульсация допустима от 10-20 процентов и то, в зависимости от того, в каком помещении установлен источник света. Уменьшить пульсацию можно подбором номинала конденсатора №2. Но все-равно Вы не получите полного отсутствия, а только не много сгладите всплески.

Это второй и главный минус такого типа драйверов. Как говорится: то что дешево – не всегда полезно. А пульсация очень вредна для здорового организма. Да и для не здорового))).

Сравнение электронных и балластных драйверов для светодиодных ламп


Из всего выше сказанного ( возможно путанно ) можно сделать сравнительную характеристику между двумя типами драйверов для светодиодных ламп:

 ДрайверыБалластные на конденсаторахЭлектронные
Вероятность электротравмыВысокая. За счет отсутствия гальванической развязки с сетью. Запрещено прикосновение к элементам руками при включенной лампеНизкая
Высокие токиНе возможно получить высокие токи для свечения диодов, в результате того, что необходимы конденсаторы большого размера. Конструктивно и лампа будет больших размеров. Кроме того, увеличенные конденсаторы влекут увеличение пусковых токов, что приводит к быстрому выходу из строя выключателейВозможно получить без особых проблем
ПульсацияБольшая. Порядка 100 Гц. Практически невозможно избавиться из-за необходимости внедрения конденсаторов большой емкости на выходе, фильтрующих пульсациюЛегко регулируется либо отсутствует
СхемаСхема очень простая. Легко собирается на коленке и не требует больших познаний в радиоэлеткроникеСхема сложная. С большим количеством электронных компонентов
Выходное напряжениеЛегко регулируетсяВыходной диапазон напряжения узкий
СтоимостьНизкаяВысокая
Регулировка токаПутем изменения емкости входного конденсатораБолее сложная. Как правило только при помощи резисторов. И то не всегда. Все зависит от сложности собранной схемы

Какие светодиодные драйверы для ламп лучше, а какие хуже – решать Вам. У обоих есть как сильные так и слабые стороны. И те и другие можно использовать. Только в разных помещениях. Но для себя я ввел градацию простую. Никогда не считаю качественными лампами те, которые собраны на балластах из конденсаторов по причине пульсации. Я сторонник здорового образа жизни))) и поэтому определяю такие источники света сразу в мусор.

Видео материал на тему светодиодных драйверов для ламп


Ну и на последок, как уже повелось, предлагаю интересное видео о светодиодных драйверах. Вернее об одном, самом простом, который можно собрать на коленке самостоятельно.

leds-test.ru