Lampu LED telah menyebar luas, sebagai akibatnya produksi aktif sumber daya sekunder telah dimulai. Pengemudi lampu LED mampu secara stabil mempertahankan nilai arus yang diatur pada output perangkat, menstabilkan tegangan yang melewati rantai dioda.
Kami akan memberi tahu Anda semua tentang jenis dan prinsip pengoperasian perangkat konversi saat ini untuk pengoperasian lampu dioda. Dalam artikel kami, kami menyediakan panduan untuk memilih pengemudi, dan memberikan rekomendasi yang bermanfaat. Kami akan menemukan tukang listrik rumah yang independen dengan skema koneksi yang terbukti.
Tujuan dan ruang lingkup penggunaan
Kristal dioda terdiri dari dua semikonduktor - anoda (plus) dan katoda (minus), yang bertanggung jawab untuk transformasi sinyal listrik. Satu area memiliki konduktivitas tipe-P, yang kedua - N. Ketika sumber daya terhubung, arus akan mengalir melalui elemen-elemen ini.
Karena polaritas ini, elektron dari zona tipe-P mengalir ke zona tipe-N, dan sebaliknya, muatan dari titik N mengalir ke P. Namun, setiap bagian wilayah memiliki batasnya sendiri, yang disebut persimpangan P-N. Di daerah-daerah ini, partikel ditemukan dan diserap atau direkombinasi satu sama lain.
Dioda mengacu pada elemen semikonduktor dan hanya memiliki satu persimpangan p-n. Untuk alasan ini, karakteristik utama yang menentukan tingkat kecerahan cahaya mereka bukan tegangan, tetapi arus
Selama persimpangan P-N, voltase berkurang sejumlah volt, selalu sama untuk setiap elemen rangkaian. Dengan nilai-nilai ini, driver menstabilkan arus masuk dan membentuk nilai konstan pada output.
Daya apa yang dibutuhkan dan berapa nilai kerugian selama bagian P-N ditunjukkan dalam paspor perangkat LED. Oleh karena itu, ketika memilih bohlam dioda, perlu untuk mempertimbangkan parameter catu daya, kisaran yang harus cukup untuk mengimbangi energi yang hilang.
Agar LED yang kuat dapat bekerja sesuai waktu yang ditunjukkan dalam karakteristik, perangkat penstabil diperlukan - driver. Pada bodi mekanisme elektronik, tegangan outputnya selalu ditampilkan.
Catu daya dengan tegangan dari 10 hingga 36 V digunakan untuk melengkapi perangkat penerangan.
Teknik ini dapat dari berbagai jenis:
- lampu depan mobil, sepeda, sepeda motor, dll;
- lampu kecil portabel atau lampu jalan;
- Penguasa LED, kaset, lampu langit-langit, dan modul.
Namun, untuk LED berdaya rendah, serta dalam hal menggunakan tegangan konstan, driver diijinkan untuk tidak menggunakan. Sebagai gantinya, sebuah resistor juga dimasukkan ke dalam rangkaian, juga ditenagai oleh 220 V.
Prinsip pengoperasian catu daya
Mari kita cari tahu perbedaan antara sumber tegangan dan catu daya. Sebagai contoh, perhatikan sirkuit yang ditunjukkan di bawah ini.
Dengan menghubungkan resistor 40 ohm ke catu daya 12 V, arus 300 mA akan melewatinya (Gambar A). Dengan koneksi paralel dari resistor kedua di sirkuit, nilai saat ini adalah - 600 mA (B). Namun, voltase tidak akan berubah.
Meskipun ada hubungan dari dua resistor ke sumber daya, yang kedua pada output akan menciptakan tegangan konstan, karena dalam kondisi ideal itu tidak mematuhi beban
Sekarang kita akan mempertimbangkan bagaimana nilai akan berubah jika resistor terhubung ke catu daya di rangkaian. Dengan cara yang sama, kami memperkenalkan rheostat 40 Ohm dengan driver 300 mA. Yang terakhir menciptakan tegangan 12 V di atasnya (sirkuit B).
Jika rangkaian terdiri dari dua resistor, maka nilai arus tidak berubah, dan tegangannya adalah 6 V (G).
Pengemudi, tidak seperti sumber tegangan, mempertahankan parameter arus yang ditentukan pada output, namun, daya tegangan dapat bervariasi
Menarik kesimpulan, kita dapat mengatakan bahwa konverter berkualitas tinggi memberikan arus pengenal ke beban bahkan ketika voltase turun. Dengan demikian, kristal dioda 2 V atau 3 V dan arus 300 mA akan terbakar sama cerahnya dengan tegangan yang berkurang.
Karakteristik khas dari konverter
Salah satu indikator terpenting adalah daya yang ditransmisikan di bawah beban. Perangkat tidak boleh kelebihan beban dan mencoba untuk mendapatkan hasil sebanyak mungkin.
Penggunaan yang tidak tepat berkontribusi terhadap kegagalan cepat tidak hanya mekanisme ikhtisar, tetapi juga chip LED.
Faktor utama yang mempengaruhi pekerjaan termasuk:
- elemen penyusun yang digunakan dalam proses perakitan;
- derajat perlindungan (IP);
- nilai minimum dan maksimum pada input dan output;
- pabrikan.
Model konverter modern tersedia berdasarkan sirkuit mikro dan menerapkan teknologi transformasi lebar-pulsa (PWM).
Selama pengoperasian catu daya, metode modulasi lebar-pulsa diperkenalkan untuk mengontrol tegangan output, sedangkan output tetap menggunakan tipe arus yang sama dengan input
Perangkat tersebut ditandai dengan tingkat perlindungan yang tinggi terhadap korsleting, kemacetan jaringan, dan juga meningkatkan efisiensi.
Aturan untuk memilih konverter saat ini
Untuk membeli konverter lampu LED, Anda harus mempelajari karakteristik utama perangkat. Itu didasarkan pada tegangan keluaran, arus pengenal dan keluaran daya.
Kekuatan dioda cahaya
Kami akan menganalisis tegangan output pada awalnya, yang tunduk pada beberapa faktor:
- nilai rugi tegangan pada persimpangan P-N kristal;
- jumlah dioda cahaya dalam rantai;
- diagram pengkabelan.
Parameter dari arus pengenal dapat ditentukan oleh fitur karakteristik konsumen, yaitu kekuatan elemen LED dan tingkat kecerahannya.
Indikator ini akan memengaruhi arus yang dikonsumsi kristal, kisarannya bervariasi berdasarkan kecerahan yang diperlukan. Tugas konverter adalah menyediakan elemen-elemen ini dengan pasokan energi yang tepat.
Nilai tegangan keluaran harus lebih besar dari atau sama dengan jumlah total energi yang dikeluarkan pada setiap blok rangkaian listrik
Kekuatan perangkat tergantung pada kekuatan setiap elemen LED, warna dan jumlahnya.
Untuk menghitung energi yang dikonsumsi, gunakan rumus berikut:
PH = PLED * N,
Dimana
- PLED - beban listrik dibuat oleh satu dioda,
- N adalah jumlah kristal dalam rantai.
Indikator yang diperoleh tidak boleh kurang dari kekuatan pengemudi. Sekarang Anda perlu menentukan nilai nominal yang diperlukan.
Daya maksimum perangkat
Harus diingat bahwa untuk memastikan operasi konverter yang stabil, nilai nominalnya harus melebihi nilai P yang diperoleh sebesar 20-30%H.
Jadi, rumusnya berbentuk:
Pmaks ≥ (1,2..1,3) * PH,
dimana pmaks - nilai daya dari catu daya.
Selain kekuatan dan jumlah konsumen di papan, gaya beban juga lebih rendah dari faktor warna konsumen. Pada saat yang sama, tergantung pada naungan, mereka memiliki indikator penurunan tegangan yang berbeda.
Pengemudi untuk lampu LED harus menghasilkan arus sebanyak yang diperlukan untuk memastikan kecerahan maksimum. Saat memilih perangkat, pembeli harus ingat bahwa daya harus lebih besar daripada semua penggunaan LED
Ambil contoh, LED dari perusahaan Amerika Cree dari garis XP-E berwarna merah.
Karakteristik mereka adalah sebagai berikut:
- drop tegangan 1.9-2.4 V;
- 350 mA saat ini;
- konsumsi daya rata-rata 750 mW.
Analog warna hijau pada arus yang sama akan memiliki indikator yang sama sekali berbeda: kerugian pada persimpangan P-N adalah 3,3-3,9 V, dan daya 1,25 W.
Dengan demikian, dapat disimpulkan: driver dengan daya 10 watt digunakan untuk menyalakan dua belas kristal merah atau delapan kristal hijau.
Diagram koneksi LED
Pilihan pengemudi harus dilakukan setelah menentukan skema koneksi konsumen-LED. Jika Anda pertama kali membeli dioda cahaya, dan kemudian memilih konverter untuk mereka, proses ini akan disertai dengan banyak kesulitan.
Dibutuhkan banyak waktu untuk mencari perangkat yang menyediakan operasi bagi sejumlah konsumen dengan skema koneksi tertentu.
Mari kita beri contoh dengan enam konsumen. Mereka memiliki kehilangan tegangan 3 V, konsumsi arus 300 mA. Untuk menghubungkannya, Anda dapat menggunakan salah satu metode, sementara dalam setiap kasus parameter yang diperlukan dari catu daya akan berbeda.
Kerugian dari pengaturan alternatif dari dioda adalah perlunya unit catu daya dengan tegangan tinggi, jika ada banyak kristal di sirkuit
Dalam kasus kami, koneksi serial membutuhkan unit 18 V dengan arus 300 mA. Keuntungan utama dari metode ini adalah bahwa gaya yang sama melewati seluruh garis, masing-masing, semua dioda terbakar dengan kecerahan yang sama.
Kerugian dari penempatan paralel konsumen adalah perbedaan dalam kecerahan cahaya setiap rantai. Fenomena negatif seperti ini terjadi karena variasi dalam parameter dioda karena perbedaan antara arus yang melewati setiap garis
Jika penempatan paralel digunakan, cukup menggunakan konverter 9 V, tetapi konsumsi saat ini akan berlipat ganda dibandingkan dengan metode sebelumnya.
Metode pengaturan berurutan dari dua dioda tidak dapat diterapkan dengan mengganti jumlah kristal dalam grup - 3 atau lebih. Keterbatasan tersebut disebabkan oleh fakta bahwa terlalu banyak arus dapat melewati satu elemen, dan ini menciptakan kemungkinan kegagalan seluruh rangkaian
Jika Anda menggunakan metode berurutan dengan pembentukan pasangan dua LED, driver dengan indikator yang sama digunakan, seperti dalam kasus sebelumnya. Dalam hal ini, kecerahan pencahayaan akan seragam.
Namun, di sini ada beberapa nuansa negatif: ketika daya disuplai ke grup, karena dispersi karakteristik, salah satu LED dapat dibuka lebih cepat daripada yang kedua, dan karenanya, arus yang menggandakan nilai pengenal akan melewatinya.
Banyak jenis LED untuk penerangan rumah dirancang untuk lompatan jangka pendek, tetapi metode ini kurang populer.
Jenis driver menurut tipe perangkat
Perangkat yang mengubah catu daya 220 V ke indikator yang diperlukan untuk LED secara konvensional dibagi menjadi tiga kategori: elektronik; berdasarkan kapasitor; dimmable.
Pasar aksesoris lampu diwakili oleh berbagai macam model driver, terutama dari pabrikan Cina. Dan meskipun kisaran harga rendah, dari perangkat ini Anda dapat memilih opsi yang sangat layak. Namun, Anda harus memperhatikan kartu garansi, karena Tidak semua produk yang disajikan memiliki kualitas yang dapat diterima.
Tampilan elektronik perangkat
Idealnya, konverter elektronik harus dilengkapi dengan transistor. Perannya adalah untuk membongkar chip kontrol. Untuk menghilangkan atau memaksimalkan perataan riak, kapasitor dipasang pada output.
Jenis perangkat ini termasuk dalam kategori mahal, tetapi ia mampu menstabilkan arus hingga 750 mA, yang tidak mampu dilakukan mekanisme balast.
Driver terbaru sebagian besar dipasang pada bola lampu dengan basis E27. Pengecualian untuk aturan ini adalah produk Gauss GU5.3. Mereka dilengkapi dengan konverter tanpa transformer. Namun, tingkat riak di dalamnya mencapai beberapa ratus Hz
Berdenyut bukan satu-satunya kelemahan konverter. Yang kedua dapat disebut gangguan elektromagnetik dari rentang frekuensi tinggi (HF). Jadi, jika peralatan listrik lain, misalnya, radio, terhubung ke outlet yang terhubung ke lampu, Anda dapat mengharapkan gangguan saat menerima frekuensi FM digital, televisi, router, dll.
Perangkat opsional dari perangkat berkualitas tinggi harus memiliki dua kapasitor: satu elektrolitik untuk merapikan riak, yang lain adalah keramik, untuk menurunkan RF. Namun, kombinasi seperti itu jarang ditemukan, terutama jika kita berbicara tentang produk-produk Cina.
Mereka yang memiliki konsep umum dalam rangkaian listrik tersebut dapat secara mandiri memilih parameter output dari konverter elektronik dengan mengubah nilai resistor
Karena efisiensi tinggi (hingga 95%), mekanisme seperti itu cocok untuk perangkat berdaya tinggi yang digunakan di berbagai bidang, misalnya, untuk mobil tuning, perlengkapan lampu jalan, serta sumber LED rumah tangga.
Catu daya berbasis kapasitor
Sekarang kita beralih ke perangkat yang tidak begitu populer - berdasarkan kapasitor. Hampir semua skema lampu LED tipe murah, di mana driver jenis ini digunakan, memiliki karakteristik serupa.
Namun, karena modifikasi oleh pabrikan, mereka mengalami perubahan, misalnya, penghapusan setiap elemen rantai. Terutama sering bagian ini adalah salah satu kapasitor - perataan.
Karena pengisian pasar yang tidak terkendali dengan barang-barang murah dan berkualitas rendah, pengguna dapat "merasakan" denyutan seratus dalam lampu. Bahkan tanpa menyelidiki perangkat mereka, dapat dikatakan bahwa elemen smoothing telah dihapus dari sirkuit
Mekanisme seperti itu hanya memiliki dua keuntungan: mereka tersedia untuk perakitan sendiri, dan efisiensinya sama dengan seratus persen, yaitu, kerugian hanya akan terjadi pada persimpangan dan resistensi p-n.
Jumlah aspek negatif yang sama: keamanan listrik yang rendah dan tingkat riak yang tinggi. Kelemahan kedua adalah sekitar 100 Hz dan terbentuk sebagai akibat dari perbaikan tegangan bolak-balik. Spesifikasi standar negara menetapkan norma riak yang diizinkan 10-20% tergantung pada tujuan ruangan tempat perangkat pencahayaan dipasang.
Satu-satunya cara untuk memperlancar kekurangan ini adalah dengan memilih kapasitor dengan peringkat yang benar. Namun demikian, Anda tidak harus mengandalkan penghilangan masalah secara menyeluruh - solusi semacam itu hanya dapat memuluskan intensitas semburan.
Pengubah Arus Dimmable
Driver peredupan untuk bohlam LED yang dapat dimmable memungkinkan Anda untuk mengubah indikator arus masuk dan keluar, sementara kecerahan cahaya yang dipancarkan oleh dioda berkurang atau meningkat.
Ada dua metode koneksi:
- yang pertama melibatkan awal yang lunak;
- yang kedua berdenyut.
Pertimbangkan prinsip pengoperasian driver dimmable berdasarkan chip CPC9909, yang digunakan sebagai perangkat pengatur untuk sirkuit LED, termasuk yang dengan kecerahan tinggi.
Sirkuit switching standar CPC9909 dengan pasokan 220 V. Menurut petunjuk skematik, dimungkinkan untuk mengontrol satu atau lebih konsumen yang kuat
Dengan permulaan yang mulus, chip driver menyediakan inklusi dioda secara bertahap dengan peningkatan kecerahan. Untuk proses ini, dua resistor digunakan, terhubung ke terminal LD, dirancang untuk melakukan tugas peredupan halus. Ini mengimplementasikan tugas penting - memperpanjang umur elemen LED.
Kesimpulan yang sama disediakan oleh regulasi analog - sebuah resistor 2,2 kΩ diubah menjadi variabel analog yang lebih kuat - 5,1 kOhm. Dengan demikian, perubahan mulus dalam potensi output tercapai.
Penerapan metode kedua melibatkan pasokan pulsa persegi panjang ke PWMD output frekuensi rendah. Ini melibatkan mikrokontroler atau generator pulsa, yang harus dipisahkan oleh optocoupler.
Dengan atau tanpa perumahan?
Driver tersedia di atau tanpa perumahan. Opsi pertama adalah yang paling umum dan lebih mahal. Perangkat semacam itu terlindung dari partikel debu dan kelembaban.
Perangkat tipe kedua digunakan untuk pemasangan flush dan, karenanya, murah.
Kekuatan semua perangkat yang disajikan dapat berasal dari jaringan 12 V atau 220 V. Terlepas dari kenyataan bahwa model open-frame menang dalam harga, mereka tertinggal secara signifikan dalam hal keamanan dan keandalan mekanisme.
Masing-masing dibedakan oleh suhu yang diizinkan selama operasi - perlu juga diperhatikan saat memilih.
Sirkuit driver klasik
Untuk pemasangan sendiri catu daya LED, kami akan menangani perangkat paling sederhana dari jenis pulsa yang tidak memiliki isolasi galvanik. Keuntungan utama dari tipe sirkuit ini adalah koneksi yang sederhana dan operasi yang andal.
Sirkuit konverter 220 V disajikan sebagai catu daya switching. Saat perakitan, perlu mematuhi semua aturan keselamatan listrik, yaitu tidak ada batasan pada output saat ini
Skema mekanisme semacam itu terdiri dari tiga bidang kaskade utama:
- Pemisah tegangan kapasitor.
- Penyearah.
- Pelindung gelombang.
Bagian pertama adalah counteraction yang diberikan oleh arus bolak-balik pada kapasitor C1 dengan sebuah resistor. Yang terakhir diperlukan hanya untuk pengisian independen elemen inert. Itu tidak mempengaruhi operasi sirkuit.
Nilai nominal resistor bisa di kisaran 100 kOhm-1 Mom, dengan kekuatan 0,5-1 watt. Kapasitor harus elektrolitik, dan nilai tegangan amplitudo efektif adalah 400-500 V
Ketika tegangan setengah gelombang yang terbentuk melewati kapasitor, arus mengalir sampai pelat terisi penuh. Semakin kecil kapasitas mekanisme, semakin sedikit waktu yang akan dihabiskan untuk muatan penuhnya.
Misalnya, perangkat dengan volume 0,3-0,4 μF dibebankan untuk 1/10 dari periode setengah gelombang, yaitu, hanya sepersepuluh dari tegangan yang ditransmisikan melewati bagian ini.
Proses pelurusan dalam bagian ini dilakukan sesuai dengan skema Gretz. Jembatan dioda dipilih, mulai dari arus pengenal dan tegangan balik. Dalam hal ini, nilai terakhir tidak boleh kurang dari 600 V
Kaskade kedua adalah perangkat listrik yang mengubah (memperbaiki) arus bolak-balik menjadi berdenyut. Proses ini disebut setengah gelombang. Karena satu bagian dari setengah gelombang dihaluskan oleh kapasitor, pada output bagian ini, arus searah akan 20-25 V.
Karena catu daya LED tidak boleh melebihi 12 V, elemen penstabil harus digunakan untuk rangkaian. Untuk ini, filter kapasitif diperkenalkan. Misalnya, Anda dapat menggunakan model L7812
Tahap ketiga beroperasi berdasarkan filter stabilisasi smoothing - kapasitor elektrolitik. Pilihan parameter kapasitif tergantung pada beban.
Karena sirkuit yang dirakit mereproduksi pekerjaannya dengan segera, tidak mungkin menyentuh kabel telanjang, karena arus yang dilakukan mencapai puluhan ampere - garis-garisnya pada awalnya terisolasi.
Semua kesulitan yang mungkin dihadapi oleh seorang amatir radio ketika memilih konverter untuk lampu LED berdaya tinggi dijelaskan secara rinci dalam video:
Fitur utama dari koneksi independen konverter ke sirkuit listrik:
Pengarahan tahap demi tahap yang menggambarkan proses perakitan DIY dari driver LED dari cara improvisasi:
Meskipun pabrik selama puluhan ribu jam pengoperasian lampu LED tidak terputus, ada banyak faktor yang secara signifikan mengurangi indikator ini.
Driver dirancang untuk memuluskan semua lonjakan arus dalam sistem kelistrikan. Pilihan atau perakitan sendiri harus didekati secara bertanggung jawab setelah menghitung semua parameter yang diperlukan.
Beri tahu kami bagaimana Anda memilih driver untuk bohlam LED. Bagikan argumen dan cara Anda untuk menstabilkan pasokan tegangan ke perangkat penerangan dioda. Tinggalkan komentar di blok di bawah ini, ajukan pertanyaan, posting foto tentang topik artikel.