Схема LED-драйвера светодиодной лампы на 220В: принцип работы и микросхемы

Краткое описание микросхемы PT4115

Согласно официальной документации, драйвер диммируемого светодиода на базе PT4115 имеет следующие характеристики:

• диапазон рабочего входного напряжения: 6-30В;
• выходной ток регулируется до 1,2 А;
• погрешность стабилизации выходного тока 5%;
• есть защита от поломки груза;
• есть выход для регулирования и включения / выключения через DC или PWM;
• частота коммутации до 1 МГц;
• КПД до 97%;
• он имеет эффективный корпус с точки зрения рассеивания мощности.

Назначение контактов PT4115:

1. SW. Контакт выходного переключателя (MOSFET), который подключен непосредственно к его стоку.
2. GND. Общий вывод сигнальной и силовой частей схемы.
3. РАЗМ. Диммерный вход.
4. ДНС. Вход с датчика тока.
5. VIN. Выходное напряжение питания.

Микросхема PT4115 имеет отдельный вывод для управления включением и выключением светодиодов, а также возможность регулировки яркости путем изменения напряжения или уровня ШИМ на выводе DIM.

Принцип работы устройства

Основная задача драйвера — создать на выходе заданное текущее значение и сохранить его. Любая такая схема состоит из нескольких частей:

• сетевой фильтр, защищающий сеть от помех;
• конденсаторно-резисторный (RC) или трансформаторный блок для понижения напряжения;
• диодный мост для выпрямления;
• стабилизатор тока.

Устройство с RC-фильтром работает так:

1. Конденсатор в сети переменного тока действует как емкостный резистор. Вместе с мостом он образует делитель напряжения и снижает его до нужного предела. Резистор в его цепи служит для самозарядки.
2. Пониженное напряжение поступает на стабилизатор тока, а от него — на светодиоды.

Блок трансформатора — это ключ или другое устройство, управляемое генератором. Он может работать на специализированных микросхемах, высоковольтных ключевых транзисторах, простых элементах или на контроллере ШИМ.

Этот драйвер работает следующим образом:

• при подаче питания мост распрямляет его и идет к ключам, на которых с помощью обмоток создаются противофазные напряжения;
• одновременно с ними включается генератор, который генерирует импульсы и запускает драйвер;
• клавиши, загораясь попеременно, обеспечивают бесперебойную работу устройства через цепь обратной связи;
• на выходной обмотке возникает переменное напряжение, выпрямленное мостом или 1-2 диодами вместе с электролитическими конденсаторами;
• далее в схеме есть стабилизатор тока, к которому подключены светодиоды.

Срок службы светодиодных драйверов.

Поэтому определенного срока службы нет, но многие производители готовы предоставить пятилетнюю гарантию на свою продукцию. Конечно, когда навыки согласованы. Чтобы блок питания прослужил дольше, не следует давать нагрузку, на которую он будет излучать предельные токи. Если он собран из качественных комплектующих, то проработает стабильно долгое время. Но рабочие температуры могут быть близки к критическим (зависит от схемы). Оптимально, если мощность потребителя будет на 20-30 процентов ниже.

Если мы говорим о самодельном производстве, то очень многое зависит от качества сборки, качества радиодеталей. Для обеспечения теплового режима рекомендуется подключать к радиатору интегральные стабилизаторы, не забывая про теплопроводную пасту между корпусом стабилизатора и радиатором.

Нюансы драйвера без стабилизатора тока

Многие пользователи вообще не устанавливают микросхему или другую подобную сборку. Но отсутствие трансформатора приводит к колебаниям напряжения и тока.

Также меняется яркость светодиодов. Частично проблему решает конденсатор, установленный после моста. Если регулятор не установлен, минимальное значение пульсаций составит 2-5 В.

Вариант с микросхемой устранит проблему. Поэтому самосборный драйвер не уступит зарубежным аналогам по степени пульсации.

ZXLD1350

Несмотря на то, что данная микросхема является очередным клоном PT4115, некоторые отличия в технических характеристиках не позволяют производить их прямую замену друг другу.

Вот основные отличия:

• микросхема запускается уже при 4,8 В, но входит в нормальную работу только при напряжении питания от 7 до 30 Вольт (допускается подача до 40 В на полсекунды);
• максимальный ток нагрузки — 350 мА;
• сопротивление выходного переключателя в разомкнутом состоянии 1,5 — 2 Ом;
• изменяя потенциал на выводе ADJ с 0,3 до 2,5 В, можно изменять выходной ток (яркость светодиода) в диапазоне от 25 до 200%. При напряжении 0,2 В не менее 100 мкс драйвер переходит в спящий режим с низким энергопотреблением (около 15-20 мкА);
• если регулировка осуществляется ШИМ-сигналом, то при частоте следования импульсов ниже 500 Гц диапазон яркости составляет 1-100%. Если частота выше 10 кГц, от 25% до 100%;

Максимальное напряжение, которое можно подать на вход диммера (ADJ), составляет 6 В. В этом случае в диапазоне от 2,5 до 6 В драйвер выдает максимальный ток, который задается токоограничивающим резистором. Сопротивление резистора рассчитывается точно так же, как и для всех вышеперечисленных микросхем:

R = 0,1 / ILED

Минимальное сопротивление резистора 0,27 Ом.

Без конденсатора С1 подавать питание на схему НЕЛЬЗЯ !!! В лучшем случае микросхема будет перегреваться и давать нестабильные характеристики. В худшем случае сразу выйдет из строя.

Стоимость микросхемы неоправданно высока, несмотря на то, что выходной ток достаточно небольшой. В общем, это абсолютно не ко всем, я бы не связывался.

Собираем простой светодиодный драйвер самостоятельно на схеме LM 317

Рассмотрим еще один очень простой (простейший) драйвер, который тоже можно собрать без пайки, карт и т.д.

Максимальное входное напряжение для такого драйвера не должно превышать 37 В. И оно должно быть в 3 раза выше падения напряжения самого светодиода.

Сопротивление R1 рассчитывается по формуле:

R1 = 1,2 / I где,

I — требуемая сила тока.

Ограничение по току составляет 1,5 А. И при этом токе резистор должен рассеивать 1,5 * 1,5 * 0,8 = 1,8 Вт тепла.

Микросхема LM317 точно будет «кипятком» и радиатор нужен в обязательном порядке.

Драйвер, как и в первом случае, будет линейным и поэтому для максимальной эффективности требуется минимальная разница между VIN и VLED.

Разновидности диммируемых драйверов

Типы диммируемых драйверов:

1. Они подключаются между блоком питания и источником света. Они позволяют контролировать энергию, поступающую на светодиодные элементы. В основе конструкции лежат ШИМ-модуляторы с микроконтроллерным управлением. Вся энергия идет на импульсные светодиоды. Энергия, которая пойдет на светодиоды, напрямую зависит от длительности импульсов. Такие конструкции драйверов в основном используются для управления модулями со стабилизацией мощности. Например, для лент или бегущих строк.
2. Второй тип устройств позволяет управлять блоком питания. Управление осуществляется с помощью модулятора ШИМ. Также изменяется величина тока, протекающего через светодиоды. Как правило, такие конструкции используются для питания тех устройств, которым необходим стабилизированный ток.

обязательно нужно учитывать, что ШИМ-управление негативно влияет на зрение. Лучше всего для питания светодиодов использовать схемы драйверов, в которых регулируется сила тока. Но вот нюанс: в зависимости от силы тока свечение будет разным. При низком значении элементы будут светиться желтым оттенком, при увеличении — голубоватым оттенком.

QX5241

QX5241 — китайский аналог MAX16819 (MAX16820), но в более доступной упаковке. Также доступен как KF5241, 5241B. Маркируется «5241a» (см. Фото).

В известном магазине они продаются практически на развес (10 штук по 90 рублей).

Драйвер работает точно по тому же принципу, что и все предыдущие (понижающий понижающий преобразователь), но он не содержит выходного переключателя, поэтому для работы необходимо подключить внешний полевой транзистор.

можно использовать любой N-канальный MOSFET с адекватным током стока и напряжением сток-исток. Например, подойдут следующие: SQ2310ES (до 20В !!!), 40N06, IRF7413, IPD090N03L, IRF7201. В общем, чем ниже напряжение открытия, тем лучше.

Вот некоторые из основных функций драйвера светодиода QX5241:

• максимальный выходной ток — 2,5 А;
• КПД до 96%;
• максимальная частота регулирования — 5 кГц;
• максимальная рабочая частота преобразователя — 1 МГц;
• точность стабилизации тока по светодиоду — 1%;
• напряжение питания — 5,5 — 36 Вольт (хорошо работает даже на 38!);
• выходной ток рассчитывается по формуле: R = 0,2 / ILED

Светодиодный драйвер QX5241 содержит мало деталей.

Микросхема 5241 имеется только в корпусе SOT23-6, поэтому паяльником с паяльником к ней лучше не приближаться. После установки плату необходимо тщательно промыть от протока, любое непонятное загрязнение может негативно сказаться на режиме работы микросхемы.

Разница между напряжением питания и общим падением напряжения на диодах должна составлять 4 вольта (или более). Если меньше, то есть недочеты в работе (текущая нестабильность и давящий свист). Так что берите с запасом. Кроме того, чем больше выходной ток, тем больше запас по напряжению. Хотя, возможно, мне попался только что вышедший из строя экземпляр микросхемы.

Если входное напряжение меньше общего падения на светодиодах, генерация отменяется. В этом случае выходное поле полностью открывается и светодиоды загораются (очевидно, не на полную мощность, так как напряжения недостаточно).

Как правильно подключать светодиоды

Параллельное подключение

Как правило, параллельное подключение не рекомендуется. Даже у одинаковых диодов параметры номинального тока могут отличаться на 10-20%. В такой схеме диод с меньшим номинальным током будет перегреваться, что сократит срок его службы.

Самый простой способ определить совместимость диодов — использовать низковольтный или регулируемый источник питания. Вы можете ориентироваться по «напряжению зажигания», когда кристалл начинает слабо светиться. При разбросе «пускового» напряжения 0,3-0,5 В параллельное включение без токоограничивающего резистора недопустимо.

Последовательное подключение

Расчет сопротивления для цепи из нескольких диодов: R = (Упит — N * Usd) / I * 0,75

Максимальное количество диодов в серии: N = (Upit * 0,75) / Usd

При последовательном соединении нескольких светодиодных гирлянд желательно рассчитать собственное сопротивление для каждой цепи.

Как включить светодиод в сеть переменного тока

Если при подключении светодиода к источнику постоянного тока электроны движутся только в одном направлении и достаточно ограничить ток резистором, направление движения электронов в сети переменного напряжения постоянно меняется.

При прохождении положительной полуволны ток, проходящий через резистор, который гасит избыточную мощность, включает источник света. Отрицательная полуволна пройдет через закрытый диод. Для светодиодов обратное напряжение низкое, около 20 В, а пиковое напряжение сети составляет около 320 В.

 

 

 

 

 

 

Некоторое время полупроводник будет работать в таком режиме, но в любой момент возможен обратный пробой кристалла. Чтобы этого избежать, перед источником света устанавливается обычный выпрямительный диод, выдерживающий обратный ток до 1000 В. Он не пропустит обратную полуволну в электрической цепи.

На что обратить внимание при покупке?

Покупка драйвера должна производиться при выборе светодиодов. В PT4115 схема драйвера светодиода позволяет системе освещения нормально функционировать. Устройства, использующие ШИМ-модуляторы на основе однокристальных схем, в основном используются в автомобильной технике. В частности, для подключения подсветки и фар. Но качество таких простых устройств довольно низкое — они не подходят для использования в домашних системах.

CL6807

С точки зрения внутренней структуры и принципа работы микросхема драйвера светодиода CL6807 полностью идентична рассмотренной выше PT4115. Есть лишь несколько технических отличий. Вот самые важные:

• напряжение питания 6-35В;
• максимальный ток нагрузки — 1А;
• имеет мягкий старт;
• максимальный КПД — 95%;
• выпускается в трех разных корпусах: SOT89-5, SOT23-5, SOP8 (распиновка SOT89-5 идентична PT4115).

Сопротивление резистора установки тока (в Ом) рассчитывается по точно такой же формуле:

R = 0,1 / ILLED A

Как видите, все очень похоже на схему светодиодной лампы с драйвером на PT4515. Описание работы, уровни сигналов, характеристики используемых элементов и компоновка печатной платы точно такие же, как в PT4115, поэтому повторяться нет смысла.

CL6807 продаются по 12 руб. / Шт.

Как рассчитать ограничительный резистор

Если мощность резистора будет значительно меньше требуемой, он просто сгорит из-за перегрева.

AL9910

Компания Diodes Incorporated создала очень интересный светодиодный драйвер IC: AL9910. Любопытно, что диапазон рабочих напряжений позволяет подключать его напрямую к сети 220В (через простой диодный выпрямитель).

Вот его основные особенности:

• входное напряжение — до 500 В (до 277 В на переменное);
• встроенный стабилизатор напряжения для питания микросхемы, не требующий демпфирующего резистора;
• возможность регулировки яркости изменением потенциала на контрольной ноге от 0,045 до 0,25 В;
• встроенная защита от перегрева (работает при 150 ° C);
• рабочая частота (25-300 кГц) устанавливается внешним резистором;
• для работы требуется внешний полевой транзистор;
• выпускается в восьмилучевых корпусах СО-8 и СО-8ЭП.

Собранный на микросхеме AL9910 драйвер не имеет гальванической развязки от сети, поэтому его следует использовать только там, где прямой контакт с элементами схемы невозможен.

Микросхема доступна в двух вариантах: AL9910 и AL9910a. Они отличаются минимальным пусковым напряжением (15 и 20 В соответственно) и выходным напряжением внутреннего стабилизатора ((7,5 или 10 В соответственно). Также у AL9910a немного больше энергопотребление в спящем режиме.

Стоимость микросхем около 60 руб. / Шт.

Здесь светодиоды всегда горят на полную мощность, которая задается номиналом резистора Rsense:

Rsense = 0,25 / (ILED + 0,15⋅ILED)

Для регулировки яркости седьмая ножка отрывается от Vdd и навешивается на потенциометр, излучающий от 45 до 250 мВ. Кроме того, яркость можно регулировать, подавая сигнал ШИМ на вывод PWM_D. Если этот вывод заземлен, микросхема выключена, выходной транзистор полностью закрыт, ток, потребляемый схемой, падает до ~ 0,5 мА.

Частота колебаний должна быть от 25 до 300 кГц и, как упоминалось выше, определяется резистором Rosc. Зависимость может быть выражена следующим уравнением:

fosc МГц = 25 / (Rosc + 22), где Rosc — сопротивление в килоомах (обычно от 75 до 1000 кОм).

Резистор подключается между восьмой ножкой микросхемы и «землей» (или выводом GATE).

Индуктивность дросселя рассчитывается по, казалось бы, ужасной формуле:

L ≥ (VIN — VLED) VLED / (0,3⋅VIN⋅fosc⋅ILED)

Правила расчета технических параметров

Работоспособность любого устройства зависит от правильного подбора комплектующих. Поэтому нужно знать, как рассчитать каждый элемент драйвера.

Емкость гасящего конденсатора определяется по формуле:

C (мкФ) = 3200 * I нагрузка / √ (Uin2-Uout2²)

Например, для светодиодов с током 300 мА :

C (мкФ) = 3200 * 300 / (220²-24²) = 4,367 мкФ.

Величина ограничивающего резистора прямо пропорциональна величине потребляемого тока:

• 500 мА — 2,5 Ом;
• 250 мА — 5 Ом;
• 125 мА — 10 Ом.

Зная эти значения, можно рассчитать сопротивление для любого количества светодиодов.

Принципиальная схема драйвера

На рисунке показаны две принципиальные схемы драйвера светодиода мощностью 3 Вт на базе PT4115. Первая цепь питается от источника постоянного тока напряжением от 6 до 30 вольт. Вторая цепь завершена диодным мостом, она питается от источника переменного тока напряжением 12-18В.

Также рекомендуется установить на выходе диодного моста конденсатор емкостью 1000 мкФ. Он сгладит колебания выпрямленного напряжения.

Важным элементом обеих схем является конденсатор CIN. Он не только сглаживает пульсации, но и компенсирует энергию, накопленную в катушке индуктивности, когда ключ (МОП-транзистор) закрыт. Без CIN индуктивная энергия через диод Шоттки D пойдет на вывод VIN и вызовет обрыв питания микросхемы. Поэтому включать драйвер без входного конденсатора категорически запрещено.

Индуктивность L выбирается в зависимости от количества светодиодов и тока в нагрузке.

Согласно документации, в схеме драйвера для 3-ваттного светодиода рекомендуется использовать индуктивность 68-220 мкГн.

Несмотря на имеющиеся табличные данные, допускается установка катушки с отклонением номинальной индуктивности в большую сторону. Это снижает эффективность всей схемы, но схема остается работоспособной. При малых токах индуктивность должна быть больше, чтобы компенсировать пульсации, вызванные задержкой переключения транзистора.

Резистор RS действует как датчик тока. Сначала при подаче входного напряжения ток через RS и L равен нулю. Затем внутрисхемный компаратор CS сравнивает потенциалы до и после резистора RS, и на его выходе появляется высокий уровень. Ток в нагрузке из-за наличия индуктивности начинает плавно возрастать до значения, определяемого RS. Скорость увеличения тока зависит не только от величины индуктивности, но и от величины напряжения питания.

Драйвер полагается на включение компаратора в микросхеме, который постоянно сравнивает уровни напряжения на контактах IN и CSN. Отклонение тока через светодиод от расчетного не превышает 5% при условии установки резистора RS с максимальным отклонением от номинала 1%.

Чтобы включить светодиод с постоянной яркостью, вывод DIM остается неактивным, а выходной ток определяется исключительно номиналом RS. Регулировку затемнения (яркости) можно осуществить двумя способами.

Первый метод заключается в подаче на вход DIM постоянного напряжения в диапазоне от 0,5 до 2,5 В. В этом случае ток будет изменяться пропорционально уровню потенциала на выводе DIM. Дальнейшее повышение напряжения до 5В не влияет на яркость и соответствует 100% току в нагрузке. Понижение потенциала ниже 0,3 В приводит к отключению всей цепи. Таким образом, можно эффективно управлять работой драйвера без снятия напряжения питания. Второй способ заключается в подаче сигнала от преобразователя ширины импульса с выходной частотой 100-20000 Гц.

Схема LED драйвера светодиодного модуля YF-053CREE-40W

Внешний вид этого прожектора приведен в начале статьи, а вот так этот светильник выглядит сзади, виден радиатор:

YF-053 Светодиодный модуль CREE YF-053CREE-40W

У меня большой опыт рисования схем из сложных реальных устройств, поэтому я легко скопировал схему этого драйвера, вот она:

Драйвер для светодиодного проектора YF-053 CREE, схема подключения

SN3350

SN3350 — еще одна недорогая микросхема для драйверов светодиодов (13 руб. / Шт.). Это практически полный аналог PT4115 с той лишь разницей, что напряжение питания может быть от 6 до 40 вольт, а максимальный выходной ток ограничен до 750 миллиампер (постоянный ток не должен превышать 700 мА).

Как и все описанные выше микросхемы, SN3350 представляет собой понижающий импульсный преобразователь с функцией стабилизации выходного тока. Как обычно, ток в нагрузке (а в нашем случае один или несколько светодиодов действуют как нагрузка) задается сопротивлением резистора R:

R = 0,1 / ILED

Чтобы не превышать значение максимального выходного тока, сопротивление R должно быть не менее 0,15 Ом.

Микросхема выпускается в двух корпусах: SOT23-5 (максимум 350 мА) и SOT89-5 (700 мА).

Как обычно, прикладывая постоянное напряжение к выводу ADJ, мы преобразуем схему в простейший регулируемый драйвер светодиода.

Особенностью данной микросхемы является несколько иной диапазон регулирования: от 25% (0,3В) до 100% (1,2В). Когда потенциал на выводе ADJ падает до 0,2 В, микросхема переходит в спящий режим с потреблением примерно 60 мкА.

Простейший драйвер на микросхеме LD1585CV, либо LM1084IT для самостоятельной сборки

Рассмотрим аналогичный драйвер на основе LM 317, который мы обсуждали выше. Я вообще не люблю бестранзисторные драйверы. Поэтому я не всегда использую эти схемы. Хотя, честно говоря, давно не собираю драйвера, но купил. Проще и время не потрачено зря. Ссылка на экономические драйверы — см в начале статьи.

Принцип действия:

R — резистор задает ток, рассчитываемый по формуле: 1,25 / R1.

Те, которые рассчитаны на ток 550 мА, нуждаются в резисторе 2,2 Ом. Вы можете использовать наши калькуляторы для расчета резисторов.

Мощность резистора рассчитывается по формуле: 1,56 / R1

Еще один недостаток этой схемы — невозможность затемнения. Это возможно только при замене резистора.
Эти регуляторы LD1585CV, или LM1084IT-ADJ, предпочтительнее стандартного LM 317, который мы рассматривали выше, в связи с тем, что его падение напряжения больше 3,5 В. А для LD1585CV, или LM1084IT-ADJ — 2,4 В.

В схеме используется конденсатор 6,3 В или выше от 10 до 100 мк.

Включение светодиода через блок питания без резистора

Несколько лет у меня была модернизированная настольная лампа на светодиодах. Он использует шесть ярких светодиодов в качестве источника света и старое зарядное устройство для мобильных телефонов Nokia в качестве источника питания. Вот моя схема включения светодиода:

Номинальное напряжение диодов 3,5 В, сила тока 140 мА, мощность 1 Вт.

Ограничение тока необходимо при выборе внешнего источника питания. Для подключения этих светодиодов к современным зарядным устройствам 5V 1-2A потребуется ограничительный резистор.

Чтобы адаптировать эту схему к зарядному устройству на 5 В, используйте резистор 10-20 0,3 А.

Если у вас другой блок питания, убедитесь, что в нем есть цепь регулирования тока.

Ремонт драйвера (LED) фонарей

Ремонт переносного источника света зависит от конструкции схемы. Если фонарик не загорается или плохо светит, сначала проверьте батареи и при необходимости замените их.

Далее в драйверах с аккумуляторами проверяют тестером или мультиметром детали модуля зарядки: диоды моста, входной конденсатор, резистор и кнопку или переключатель. Если все в порядке, проверьте светодиоды. Они подключаются к любому источнику питания 2-3В через резистор 30-100 Ом.

Рассмотрим четыре типовых схемы фонаря и возникающие в них неисправности. Первые два работают от аккумуляторов, внутрь них вставлен модуль зарядки от сети 220 В.

Цепи аккумуляторного фонаря со вставленным зарядным модулем 220 В.

В первых двух вариантах светодиоды часто перегорают как по вине потребителей, так и из-за неправильной схемотехники. При вынимании фонарика из розетки после зарядки от сети иногда соскальзывает палец и нажимает кнопку. Если контакты устройства еще не были отключены от 220 В, происходит скачок напряжения, светодиоды перегорают.

Во втором варианте при нажатии кнопки аккумулятор подключается напрямую к светодиодам. Это недопустимо, так как они могут не работать при первом включении.

Если при проверке выяснилось, что матрицы сгорели, их следует заменить, а фары заменить. В первом варианте нужно изменить схему подключения светодиода, показывающего, что аккумулятор заряжается.

Схема драйвера светодиодного фонарика на батарее с кнопкой.

Во втором варианте вместо кнопки следует установить выключатель, затем последовательно с каждым источником света припаять дополнительный резистор. Но это не всегда возможно, так как часто в фонари устанавливают светодиодную матрицу. В этом случае следует припаять общий резистор, мощность которого зависит от типа используемых светодиодных элементов.

Схема светодиодного фонаря на батарее с последовательно включенным переключателем и резистором.

Остальные фонари питаются от батарей. В третьем варианте светодиоды могут перегореть при выходе из строя диода VD1. В этом случае необходимо заменить все неисправные детали и установить дополнительный резистор.

Цепь резака с питанием от аккумулятора (без дополнительного сопротивления).

Схема фонаря с батарейным питанием (с добавленным в цепь резистором).

Основные элементы последней версии фонарика (микросхема, оптопара и полевой транзистор) проверить сложно. Для этого нужны специальные приспособления. Поэтому лучше не исправлять, а поставить в дело другой драйвер.

Разборка и ремонт светодиодного фонарика

Схема подключения драйвера к светодиодам

подключить драйвер на светодиоды несложно, с этим справится каждый. Все отметки нанесены на его тело. Входное напряжение подается на входные кабели (INPUT), линейка светодиодов подключается к выходным кабелям (OUTPUT). Единственное — соблюдать полярность, и на этом я остановлюсь более подробно.

Полярность входа (INPUT)

Если напряжение питания драйвера постоянно, клемму с отметкой «+» необходимо подключить к положительному полюсу источника питания. Если напряжение переменное, обратите внимание на маркировку вводных проводов. Возможны следующие варианты:

1. Маркировка «L» и «N»: на клемму «L» необходимо подать фазу (локализовать с помощью индикаторной отвертки), на клемму «N» — ноль.
2. Маркировка «~», «AC» или отсутствует: полярность не требуется.

Полярность выхода (OUTPUT)

Здесь всегда соблюдается полярность! Положительный провод подключается к аноду первого светодиода, отрицательный провод — к катоду последнего. Сами светодиоды соединены между собой: анод следующего — катод предыдущего.

Подключение драйвера к цепочке из трех последовательно соединенных светодиодов

Если у вас много светодиодов (например 12 штук), то их нужно будет разделить на несколько одинаковых групп и эти группы нужно соединить параллельно. При этом следует учитывать, что общая потребляемая светильником мощность будет суммой мощностей всех групп, а рабочее напряжение будет соответствовать напряжению одной группы.

При таком способе подключения токи всех четырех групп светодиодов складываются

В чем отличия между драйвером для светодиодов и блоком питания для LED ленты

Считается, что источники питания для светодиодных лент представляют собой нечто иное, чем обычный светодиодный драйвер. Попробуем прояснить эту проблему и заодно узнаем, как правильно выбрать драйвер для светодиодной ленты. Светодиодная лента — это гибкая подложка, на которой расположены все те же светодиоды. Могут уместиться в 2, 3, 4 ряда, это не так важно. Важнее понять, как они связаны друг с другом.

Все полупроводники на ленте разделены на группы по 3 светодиода, соединенных последовательно через токоограничивающий резистор. Все группы, в свою очередь, подключаются параллельно:

Схема подключения секции (слева) и всей светодиодной ленты

Лента продается в катушках, обычно длиной 5 м и рассчитана на рабочее напряжение 12 или 24 В. В последнем случае в каждой группе будет не 3, а 6 светодиодов. Допустим, вы купили ленту на 12 В с удельной потребляемой мощностью 14 Вт / м. Таким образом, общая мощность, потребляемая всей катушкой, составит 14 * 5 = 70 Вт. Если такой длинный вам не нужен, можно вырезать ненужную часть с условием, что вы разрежете ее между частями. Например, вы отрезаете половину. Какие характеристики изменятся в этом случае? Только потребление энергии: будет вдвое меньше.

Важно! Не забываем, что разрезать светодиодную ленту можно только между секциями по 3 светодиода (на 24 вольта будет 6), которые хорошо видны. На фото ниже я пометил их стрелками.

Секции секций хорошо видны и даже отмечены пиктограммами-ножницами

Следует ли ограничивать и стабилизировать ток с помощью обычного светодиода? Конечно, иначе сгорит. Но мы напрочь забыли о резисторе, установленном на каждом участке ленты. Он служит для ограничения тока и подбирается таким образом, чтобы при подаче на секцию ровно 12 вольт ток через светодиоды был оптимальным. Задача драйвера светодиодной ленты — поддерживать напряжение питания строго на уровне 12 В. Все остальное берет на себя токоограничивающий резистор.

Таким образом, основное различие между источником питания светодиодной ленты и обычным драйвером светодиодов заключается в четко фиксированном выходном напряжении 12 или 24 В. Здесь уже невозможно будет использовать обычный драйвер с выходным напряжением, скажем, от 9 до 14. В.

Остальные критерии выбора блока питания для светодиодной ленты следующие:

• входное напряжение. Методика выбора такая же, как и для обычного драйвера — устройство должно быть рассчитано на входное напряжение и тот тип тока, которым вы будете питать светодиодную ленту;
• выходная мощность. Мощность блока питания должна быть как минимум на 10% выше мощности ленты. При этом брать слишком большой запас не стоит — снижается КПД всей конструкции;
• класс защиты окружающей среды. Техника такая же, как и для драйвера светодиода (см. Выше): пыль и влага не должны попадать в устройство.

Драйвер светодиодной ленты — это не что иное, как качественный, но обычный регулятор напряжения. Он выдает строго фиксированное напряжение, но абсолютно не контролирует выходной ток. При желании и для эксперимента вместо него можно использовать, например, блок питания от ПК (шина 12 В). На яркость и долговечность ленты это не повлияет.

Другие виды LED

Мигающий

Особенностью конструкции мигающего светодиода является то, что каждый контакт является одновременно катодом и анодом. Внутри находятся два светоизлучающих кристалла разной полярности. Если такой источник света подключить к сети переменного тока через понижающий трансформатор, он будет мигать с частотой 25 раз в секунду.

Для другой частоты мигания используются специальные драйверы. Сейчас такие диоды больше не используются.

Разноцветный

Многоцветный светодиод: два или более диода, объединенные в одном корпусе. Эти модели имеют общий анод и несколько катодов.

Изменяя яркость каждой матрицы с помощью специального драйвера питания, можно добиться любого свечения света.

При использовании таких элементов в самодельных схемах не забывайте, что разноцветные кристаллы имеют разное напряжение питания. Этот момент необходимо учитывать при подключении большого количества разноцветных светодиодных источников.

Другой вариант — диод со встроенным драйвером. Такие модели могут быть двухцветными с попеременным включением каждого цвета. Частота мигания задается встроенным драйвером.

Более продвинутый вариант — это RGB-диод, меняющий цвет по предустановленной на микросхеме программе. Здесь варианты свечения ограничиваются только фантазией производителя.

Как подключить мощный светодиод

Для изготовления фонариков часто используются мощные светодиоды. В отличие от индикаторных светодиодов для ограничения тока, протекающего через мощный сверхяркий светодиод, обойтись резистором крайне сложно, так как мощность рассеяния такого резистора будет составлять десятки и более ватт. Поэтому габариты такого резистора будут значительными. Кроме того, используя только один резистор, невозможно стабилизировать ток в зависимости от изменения значения входного напряжения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Чтобы ограничить ток, протекающий через светодиод высокой мощности, мы будем использовать очень распространенную микросхему LM317. Многие наверняка сталкивались с этой микросхемой и раньше, так как она широко использовалась при производстве источников питания с регулируемым напряжением или лабораторных источников питания. Интегральная схема LM317 изначально была разработана для стабилизации и регулирования напряжения в диапазоне от 1,2 В до 37 В.

Как подключить мощный светодиод

Однако пока мы будем использовать LM317 для стабилизации тока. Например, возьмем два сверхъярких светодиода VD мощностью 1 Вт и 0,5 Вт.

Параметры первого VD1 (зеленый свет):

• напряжение U = 3,5 В;
• ток I = 350 мА = 0,35 А.

Параметры второго VD2 (холодный белый свет):

• напряжение U = 3,5 В;
• ток I = 175 мА = 0,175 А.

LM317 включается в режим стабилизации тока согласно схеме ниже. В этом режиме через резистор R независимо от величины протекающего тока и входного напряжения происходит постоянное падение напряжения 1,25 В. Поэтому наша первая задача — рассчитать сопротивление этого резистора. Он равен отношению напряжения (1,25 В) к току. Поскольку мы делаем расчет для двух светодиодов, то у нас тоже получится два резистора.

Из-за отсутствия доступных номинальных резисторов я буду использовать R1 = 4,1 Ом для первого случая и R1 = 8,2 Ом для второго. На основе указанных новых значений сопротивления мы пересчитываем фактические токи, протекающие через светодиоды.

Мощность рассеивания резисторов

Для светодиода мощностью 1 Вт необходимо использовать резистор с мощностью рассеяния не менее 0,5 Вт, а для полуваттного ВД — 0,25 Вт.

Когда через микросхему LM317 протекает ток, она довольно хорошо нагревается. Согласно техническим данным (даташиту) его максимальная мощность рассеивания составляет 20 Вт, максимальный ток — 1,5 А (в некоторых случаях может быть превышен до 2,2 А). Следовательно, необходимо также рассчитать его P.

Для начала нужно определить величину падения напряжения на самой микросхеме. Он равен разнице между входным напряжением (12 В) и суммой падений напряжения на резисторе (1,25 В) и светодиоде (3,5 В).

Мощность, рассеиваемая на LM317, равна падению напряжения, умноженному на ток.

Как видно из расчетов, как в первом, так и во втором случае рассеиваемая мощность не превышает 20 Вт. При больших мощностях необходимо размещать микросхему на радиаторе.

Таким простым способом вы можете подключить мощный светодиод (и более одного) к источнику питания. В этом случае ток будет сохранять свое значение независимо от изменения значения входного напряжения. Следует помнить, что входное напряжение должно быть на 2,3 В выше, чем общее выходное напряжение.

Диммируемый аналоговый светодиодный драйвер своими руками

Теперь рассмотрим другую схему регулятора LD1585CV. Особенность предыдущей схемы в том, что с помощью транзистора мы получаем настоящий аналоговый драйвер, позволяющий регулировать яркость диодов.

Регулятор понижает напряжение с соотношением R2 + R4 и R1.

Схема ограничения тока снижает сопротивление R2 за счет уменьшения выходной мощности регулятора напряжения.

Эта схема позволяет вам установить любое значение напряжения на светодиоде с помощью дисплея или ползунка. Это также позволяет использовать подстроечный резистор для ослабления.

Принципиальная схема LED драйвера TH-T0440C

Модуль светодиодного проектора TH-T0440C

Схема подключения:

Схема подключения светодиодного модуля (драйвера) TH-T0440C

В этой схеме больше непонятности, чем в первой.

Во-первых, из-за необычной схемы переключения ШИМ-контроллера мне не удалось идентифицировать эту микросхему. В некоторых подключениях он похож на AL9110, но тогда непонятно, как он работает без подключения его выводов Vin (1), Vcc (Vdd) (6) и LD (7) в схему) ?

Также возникает вопрос о подключении полевого МОП-транзистора Q2 и всего ремня. Ведь он имеет канал N и подключен с обратной полярностью. При таком подключении работает только его антипараллельный диод, а сам транзистор и весь его «антураж» совершенно бесполезны. Вместо этого достаточно было поставить мощный диод Шоттки, или «баян» по малютке.