Простой светодиодный драйвер с шим входом

Драйвер для светодиодов (светодиодной лампы) схема

Простой светодиодный драйвер с шим входом

 Светодиодные лампы, которые вошли в нашу жизнь благодаря прогрессу, а может под гнетом  безудержной кампании правительства, привносимой к нам сверху.

При этом исходящей от лица первых его членов, не будем упоминать пофамильно, стали очень распространенными в наших световых приборах. О том, что светодиодные лампы экономичны и надежны написано много и везде, разве что не на заборах.

Наш сайт также не стал тому исключением. Так у нас имеется уже целый цикл статей о них:

«Светодиодные лампы»;
«Какая лампа лучше энергосберегающая или светодиодная»;
«Как починить светодиодную лампу».

 При этом китайская продукция от этого навряд ли становиться лучше. Что же, может тому виной спрос на продукцию с низкой ценой, когда люди не готовы платить чуть дороже, но при этом быть обладателем действительно качественных изделий.

А может просто кто-то не хочет делать так, как это положено. В общем, не будет разбираться в тонкостях и особенностях поломок светодиодных ламп.  Скажем лишь, что они ломаются.

  О способах их ремонта мы уже рассказали в одной нашей статье, еще раз обратите внимание на список статей, который мы привели выше.

Здесь же хотелось рассказать о случае, когда драйвер, то есть фактически стабилизатор напряжения для светодиодов, выполнен своими руками, то есть, собран по определенной схеме. Именно о таких схемах для светодиодных ламп мы и упомянем в нашей статье.

Схема питания светодиодов светодиодной лампы (схема драйверов для светодиодных ламп) самые простые

Это наиболее простые схемы драйверов для светодиодов. Фактически резистор или конденсатор на входе ограничивают напряжения. Конденсатор подключенный параллельно цепочке из светодиодов компенсирует возможные скачки при включении и отключении, а также является своеобразным “буфером” от проявления мерцания светодиодов.

 Здесь, за счет стабилитрона, напряжение сбрасывается до 16 вольт. Это уже после диодного моста, а далее распределяется на 5 светодиодов. То есть светодиоды должны иметь напряжение питания порядка 3 – 3,3 вольт

Схема драйвера для светодиодов (светодиодных ламп) на транзисторе

Транзистор в купе с тиристором ограничивают напряжение на 10 светодиодах, подключенных последовательно.

Схема драйвера для светодиодов (светодиодных ламп) на микросхеме

Микросхемы ШИМ фактически импульсно ограничивают подачу напряжения на группу светодиодов. Именно такое решение будет наиболее совершенным.

Для определения точного номинала используемых в схеме радиоэлементов, лучше обратится к Data sheet микросхемы. (BP2833D)

Более подробно о принципах ШИМ мы уже тоже рассказывали. Если вам интересно, то это здесь!

Где установлен драйвер в светодиодных лампах

Взгляните на картинку, чтобы лучше представить где расположен драйвер лампы.

Фактически это узел 5, изображенный на рисунке. Он установлен в корпусе лампы и чтобы его заменить или починить, необходимо будет разобрать корпус лампочки.

Подводя итог о выборе схемы драйвера для светодиодов (светодиодной лампы)

 Итак, как вы поняли, драйверы бывают как самые простые, где фактически напряжение ограничивается за счет резистора или конденсатора, так и с использованием микросхем ШИМ. В этом случае происходит не только ограничение напряжение, но обеспечивается оптимальное энергопотребление со всевозможными функциями ограничения и защиты.

Конечно, драйверы на микросхемах более прогрессивны, но при этом более сложные в изготовлении и более дорогие. Так что здесь придется сделать как всегда банальный выбор, посложнее и получше или попроще и подешевле.
 Если перед вами стоит задача подключить всего лишь один светодиод от 220 вольт, то схема для одного светодиода будет куда проще предложенных здесь.

Более подробно об этом в схеме “Подключение светодиода от 220 вольт”.

радиоэлектроника

Простой светодиодный драйвер с шим входом

Мощные светодиоды 1 Вт и выше сейчас совсем недорогие. Я уверен, что многие из вас используют такие светодиоды в своих проектах.

Однако питание таких светодиодов по-прежнему не такое простое и требует специальных драйверов. Готовые драйвера удобны, но они не регулируемые, или зачастую их возможности излишни. Даже возможности моего собственного универсального светодиодного драйвера могут быть лишними.

Некоторые проекты требуют самого простого драйвера, возможности которого хватит. Poorman's Buck – простой светодиодный драйвер постоянного тока.Этот светодиодный драйвер построен без микроконтроллера или специализированной микросхемы. Все используемые детали легкодоступные.

Хотя драйвер задумывался как самый простой, я добавил функцию регулировки тока. Ток может подстраиваться регулятором, установленным на плате или ШИМ сигналом.

Это делает драйвер идеальным для использования с Arduino или другими управляющими устройствами – вы можете управлять мощными светодиодами микроконтроллером, просто отправляя ШИМ сигнал. С Arduino вы можете просто подавать сигнал с “AnalogWrite ()” для управления яркостью мощных светодиодов.

Особенности драйвера Работа по схеме buck-конвертера (импульсного понижающего (step-down) преобразователя) Широкий диапазон выходных напряжения от 5 до 24В. Питание от батарей и адаптеров переменного тока. Настраиваемый выходной ток до 1А.

Метод контроля тока “цикл за циклом” До 18Вт выходной мощности (при напряжении питания 24В и шестью 3 Вт светодиодами) Контроль тока при помощи потенциометра. Контроль тока может быть использован как встроенный диммер. Защита от короткого замыкания на выходе. Возможность управления ШИМ сигналом. Маленькие размеры – всего 1х1,5х0,5 дюйма(без учета ручки потенциометра).

Схема светодиодного драйвера
Схема построена на очень распространенном интегральном двойном компараторе LM393, включённым по схеме понижающего преобразователя. Индикатор выходного тока сделан на R10 и R11. В результате напряжение пропорционально току в соответствии с законом Ома. Это напряжение сравнивается с опорным напряжением на компараторе. Когда Q3 открывается, ток течёт через L1, светодиоды и резисторы R10 и R11. Индуктор не позволяют току повышаться резко, поэтому ток возрастает постепенно. Когда напряжение на резисторе повышается, напряжение на инвертирующем входе компаратора также увеличивается. Когда оно становится выше опорного напряжения, Q3 закрывается и ток через него перестаёт течь. Поскольку индуктор “заряжен”, в схеме остаётся ток. Он течет через диод Шоттки D3 и питает светодиоды. Постепенно этот ток затухает и цикл начинается снова. Этот метод контроля тока называется “цикл за циклом”. Также этот метод имеет защиту от короткого замыкания на выходе. Весь этот цикл происходит очень быстро – более чем 500 000 раз в секунду. Частота этих циклов изменяется в зависимости от напряжения питания, прямого падения напряжения на светодиоде и тока. Опорное напряжение создается обычным диодом. Прямое падение напряжения на диоде составляет около 0,7В и после диода напряжение остаётся постоянным. Затем это напряжение регулируется потенциометром VR1 для контроля выходного тока. При помощи потенциометра выходной ток можно изменять в диапазоне около 11:01 или от 100% до 9%. Это очень удобно. Иногда после установки светодиодов они оказываются намного ярче, чем ожидалось. Вы можете просто уменьшить ток для получения необходимой вам яркости. Вы можете заменить потенциометр двумя обычными резисторами, если вы хотите установить яркость светодиодов один раз. Преимущество такого регулятора в том, что он контролирует выходной ток без “сжигания” избыточной энергии. Энергии от источника питания берётся только столько, сколько нужно, чтобы получить необходимый выходной ток. Немного энергии теряется из-за сопротивления и других факторов, но эти потери минимальны. Такой конвертер имеет эффективность 90% и выше. Этот драйвер при работе мало греется и не требует теплоотвода. Настройка выходного тока Драйвер может быть настроен на выходной ток от 350 мА до 1А. Изменяя значение R2 и подключая сопротивление R11, вы можете изменить выходной ток.Выходной ток R2 Использование R11350mA (1W LED) 10k -700mA (3W LED) 10k +1А (5W LED) 2.7k +Потенциометр изменяет выходной ток от 9 до 100% от заданного тока. Если вы настроили драйвер на 1А на выходе, то минимальный возможный выходной ток будет 90мА. Это можно использовать для регулировки яркости светодиода.ШИМ вход Для основной работы схемы достаточно одного компаратора. Но в LM393 есть два компаратора. Чтобы второй компаратор не пропадал, я добавил управление ШИМ сигналом. Второй компаратор работает как логический, так что на входе ШИМ не должен быть никуда подключен или на нём должен быть высокий логический уровень. Обычно этот вывод можно оставить не подключённым и драйвер будет работать без ШИМ. Но если вам нужен дополнительный контроль, вы можете подключить Arduino или микроконтроллер и управлять светодиодами при помощи его. При помощи одного Arduino можно контролировать до 6 драйверов. ШИМ работает в пределах текущего уровня, установленного потенциометром. Т.е. если вы поставите минимальный ток и ШИМ на 10%, то ток будет ещё ниже. Источник ШИМ сигнала не ограничивается микроконтроллером. Можно использовать все, что производит напряжение от 0 до 5В. Можете использовать фоторезисторы, таймеры, логические микросхемы. Максимальная частота ШИМ составляет около 2 кГц, но я думаю, что максимальная частота 1 кГц будет оптимальной.ШИМ вход также может быть использован в качестве входа для пульта дистанционного управления включения / выключения. Но схема будет работать, когда выключатель разомкнут и выключена, когда замкнут. Детали, плата и сборка Сборка схемы очень проста. Все использованные детали стандартные.Список деталей: 1х или 2х 1 Ом 1Вт – R10, R11 (зависит от необходимого тока) 1x 10 Ом – R8. 2x 1 кОм – R3, R9. 3x 4.7 кОм – R1, R4, R7. 3x 10 кОм – R2, R5, R6 (значение R2 для выходного ток 1А). 1x 10 кОм потенциометр – VR1. 1x 22 пФ – C5 (опционально). 2x 0.1 мкФ – C2, C3 (опционально). 1x 2.2 мкФ – C1. 1x 100 мкФ/35В – C4. 1x 47-100 мГн/1.2A – L1. 1x GPN (5551, 2222, 3904 и др.) – Q1. 1x GPP (5401, 2907, 3906 и др.) – Q2. 1x P-канальный MOSFET (NTD2955 или IRFU9024) – Q3. 2x 1N4148 – D1, D2. 1x SB140 – D3. 1x LM393 – IC1.Аналоги Индуктивность L1 может быть от 47 до 100 мГн, с током как минимум 1.2А. C1 может быть от 1 до 10 мкФ. С4 может быть до 22 мкФ, на минимум 35В постоянного тока. Q1 и Q2 можно заменить на практически любые транзисторы общего назначения. Q3 может быть заменен другим P-канальным MOSFET –транзистором с током утечки более 2А, напряжением сток-исток не менее 30 В, и входным порогом ниже 4В.Сборка Припаяйте детали начиная с самых маленьких, в данном случае это IC1. Все резисторы и диоды установлены вертикально. Будьте внимательны с полярностью и цоколёвкой диодов и транзисторов. Я разработал одностороннюю печатную плату, которую можно изготовить дома. Gerber файлы можно скачать ниже.

Подключение светодиодов

Напряжение питания должно быть не менее 2В, в соответствии с документацией к светодиодам. Напряжение питания белых светодиодов около 3.5В.При максимальном напряжении питания к этому драйверу можно подключить до 6 светодиодов, соединенных последовательно. Лучше подключать светодиоды так, чтобы все они получали одинаковый ток.

Ниже показано количество светодиодов и требуемое им напряжение питания.Кол-во светодиодов Минимальное напряжение питания1    5В2    9В3    12В4    15В5    20В6    24ВВы можете использовать последовательно-параллельное подключение светодиодов для подключения большего количества светодиодов по мере необходимости.

Если у вас есть только источник питания 12В, но вы хотите подключить 6 светодиодов, сделать две строки из 3 светодиодов включенных последовательно и подключите их параллельно, как показано на схеме.

Я уверен, что есть множество применений для небольшого драйвера – фары, настольные лампы, фонари т.д.

Питать схему можно напряжением от 5 до 24В, от этого будет зависеть количество подключаемых светодиодов. Для питания лучше использовать батарейки.

взято с 

Драйвер мощного светодиода

Простой светодиодный драйвер с шим входом

Предлагаю вам свою версию драйвера мощного светодиода или линейки светодиодов.

Напряжение питания:  от +7в до +40в (+60в для версии LM2576HV) что достаточно для питания почти любого мощного светодиода или линейки светодиодов любой разумной мощности.

Драйвер светодиода обеспечивает на выходе стабилизированный ток в диапазоне вплоть до 3 ампер.

{ads1}

Схема драйвера:

Как видите, это обычный понижающий преобразователь с ОС  по току.

Немного о деталях:

С1  “по вкусу”, особо много мкф безполезно, особо мало тоже не очень хорошо.

С3 1….2,2мкф меньшее значение ухудшит стабилизацию при изменении питающего напряжения, большее значение приведёт к броску тока пи подаче питания на драйвет что грозит светодиоду печальными последствиями.

С4 10…1000мкф, от него зависят пульсации на выходе

С2, С5 немного (почти незаметно) уменьшают пульсации.

Диод D1 на ток не менее чем потребляет светодиод, указанный 1N5819 расчитан на

Типичные токи потребления для мощных светодиодов:

0,5 вт – 150мА

1 вт – 350мА

3 вт – 700…800мА

5 вт – 1200мА

Более мощные как правило являются матрицам с токами  от 0,5А до 2А.

Дроссель почти любой имеющий индуктивность от 100мкГн и более, я намотал около 100 витков (что явно больше, чем минимально необходимые) на порошковом колечке Т60.

Операционный усилитель (ОУ) любой, я применил LM358 в корпусе SO8.

конденсаторы С1, С3, С4 – электролитические оксидные.

При резисторах smd типоразмеров 0805, 1206, 2512 у меня получилась плата размером 31 х 14мм

Для ленивых С1, С2  можно не ставить.

Имейте в виду что ОУ питается сразу от входного напряжения и напряжение питания не должно превышать допустимого знаяения для применяемого вами ОУ в противном случае придётся добавить отдельный стабилизатор для него.

В моём случае плата размерами 31 х 14 мм получилась вот с такой компоновкой:

Низкоомный резистор для считывания тока размера 2512, для резистора R3 предусмотрено два посадочных места в случае если нужное значение будет отсутствовать, и тогда можно будет составить его номинал из двух.

Провода питания я подпаиваю прямо к входному электролиту, хотя можно сделать и для них отверстия, место позволяет.

Дроссель одним выводом припаивается к пятаку рядом с катодом диода, вторым выводом  к пятаку рядом с + выводом крайнего правого на рисунке электролита (С4).

{ads2}При указанных на схеме номиналах выходной ток составляет 718мА, это расчётное значение,  на самом деле из-за 5% допуска на номиналы у меня получилось 720мА,  схема была сделана для питания 3 ваттного светодиода у которого по даташиту ток составляет 800мА.

Чтобы вы могли сами посчитать номиналы деталей для вашего конкретного случая покажу как это делается:

Итак допустим  у вас светодиод мощностью 3вт  которому необходимо стабильные 800мА, и вы решили запитать его током 650мА.

1. Считаем какое какое будет падение на шунте (R4) при нужном нам токе.

Допустим вы не смогли достать резистор 0,1 ом, а нашли в кладовке на 0,15 ом; при нужных нам 650 мА на нём будет падать 0,65а * 0,15 ом = 0,0975в (97,5мВ)

2. Считаем  во сколько раз нужно усилить наши 0,0975в для подачи на вход ОС ШИМа.

Т.к. источник опорного напряжения (ИОН) в LM2576 по даташиту равен 1,23в (допуск 1,18в…1,286в)  то нам нужно усилить напряжение с шунта в 1,23в 0,0975в = 12,615 раз.

3. Подбираем нужные нам номиналы R2 и R3.

Коэффициент усиления ОУ определяется формулой 1 + (R2/R1), как видите резистор R2 должен быть примерно во столько же раз больше чем R1 и плюс единица, нам нужно увеличить напряжение с шунта в 12,615 раз поэтому смотрим что у нас есть с разницей примерно в 11,615 раз в кладовке, т.е. если R2 будет 10 кОм то R1 должен быть 1000011,615 = 860,95 ом. Или допустим вы нашли  у себя резистор на 47 кОм и хотите его применить в качестве R2, соответственно R3 = 4700011.615 = 4046,5 ом.

Итак пусть R2 ,вы нашли на 100 кОм, тогда R3 = 10000011.615 = 8609,5 ом = 8,6 кОм в стандартном ряду Е24 такого номинала нет, ближайшие это 8,2 кОм и 9,1кОм.

В случае, если R3 будет 8,2 кОм посчитаем какой будет выходной ток драйвера светодиода:

Коэффициент усиления (Ку) ОС по формуле  1 + (R2/R1), будет равен 1 + (100к8,2к) = 13,195 раз, это значит, что при опорном напряжении (ИОН, 4я нога LM2576) равном 1,23в, на шунте будет напряжение в 13,195 раз меньше, т.е. 1,23в13,195раз = 0,0932в, при шунте 0,15 ом это даст 0,0932в 0,15 ом = 0,6214а = 621мА что на 29мА меньше необходимого.

В случае, если R3 будет 9,1 кОм, соответственно считаем также:

Ку = 1 + (100к9,1к) = 11,989

на шунте = 1,23в 11,989 = 0,10259в

Ток драйвера светодиода составит = 0,10259 0,15 ом = 0,6839а = 684мА что на 34мА больше необходимого.

Можно поставить резистор R3 8,2 кОм и докрутить недостающие 0,4 кОм подстроечником на 1 кОм заодно получим возможность подстраивать ток мощного светодиода как и возможность что в некоторый момент контакт движка подстроечника (например от вибрации) пропадёт и тогда Ку станет (при условии что крайние выводы подстроечника запаяны в схему) 100к9,2к+1 = 11,869. На шунте станет 0,1036в, ток светодиода подскочит до 690мА.

Второй вариант составить R3 из двух, например нужные нам 8,6 кОм получаются при паралельном соединении 10 кОм и 56 кОм в итоге получим 8,48 кОм. В этом случае ток драйвера светодиода будет 641мА что на 9мА меньше нужным нам 650мА.

Если применить три резистора паралельно на 18 кОм, 33 кОм и 33 кОм то нужные 8,6 кОм совпадут почти точно, или сделать нужные 8,6 кОм последовательным соединением 3,9 кОм и 4,7 кОм (мой вариант расположения резисторов придётся подкорректировать).

Не забываем про электролит на выходе, т.е. подавать питание нужно только после подсоединения светодиода иначе заряженный до напряжения питания электролит сожгёт светодиод.

Напоследок уже традиционно  немного фотографий собранного драйвера светодиода:

{ads1}

Пару слов об эффективности. Так как тактовая в LM2576 всего 52кГц, а на выходе стоит биполярный транзистор большой эффективности ожидать не стоит.

Пару замеров: Напряжение питания – ток -входная мощность – КПД

Выходной ток 750мА, нагрузка 2,7Ом напряжение 2,11в, потери на R4 = 0,056Вт

10в –  250мА – 2,5Вт – 63%

15в – 190мА – 2,85Вт – 55%

20в – 150мА – 3,0Вт – 52%

25в – 130мА – 3,25в – 44%

Или вариант на выходной ток 320мА, нагрузка та же 2,7Ом, 0,9в, потери на R4 = 0,01Вт

10в – 57мА – 0,57Вт – 50%

15в – 40мА – 0,6Вт – 48%

20в – 33мА – 0,66Вт – 44%

25в – 29мА – 0,725Вт – 39%

30в – 26мА – 0,9Вт – 32%

Или: (например 3…4 светодиода по 1 Вт)

Нагрузка 39Ом ток 320мА напряжение на нагрузке 12.48в мощность на нагрузке 3,9936Вт

При этом питание 30в 180мА соответственно потребляемая мощность 5,4Вт КПД 74%.

{ads1}

LED ДРАЙВЕР

Простой светодиодный драйвер с шим входом

   Мы рассмотрим действительно простой и недорогой мощный светодиодный драйвер. Схема представляет собой источник постоянного тока, что означает, что он сохраняет яркость LED постоянной независимо от того, какое питание вы используете.

Ели при ограничении тока небольших сверхярких светодиодов достаточно резистора, то для мощностей свыше 1-го ватта нужна специальная схема. В общем так питать светодиод лучше, чем с помощью резистора.

Предлагаемый led драйвер идеально подходит особенно для мощных светодиодов, и может быть использован для любого их числа и конфигурации, с любым типом питания. В качестве тестового проекта, мы взяли LED элемент на 1 ватт.

Вы можете легко изменить элементы драйвера на использование с более мощными светодиодами, на различные типы питания – БП, аккумуляторы и др.

Схема электрическая led драйвера

    Технические характеристики led драйвера:

 – входное напряжение: 2В до 18В

 – выходное напряжение: на 0,5 меньше, чем входное напряжение (0.5V падение на полевом транзисторе)
 – ток: 20 ампер 

Детали на схеме:

  R2: приблизительно в 100-омный резистор

   R3: подбирается резистор

   Q2: маленький NPN-транзистор ()

   Q1: большой N-канальный транзистор ()

   LED: Luxeon 1-ватт LXHL-MWEC

Другие элементы драйвера:

   В качестве источника питания использован трансформатор-адаптер, вы можете использовать батареи. Для питания одного светодиода 4 – 6 вольт достаточно.

Вот почему эта схема удобна, что вы можете использовать широкий спектр источников питания, и он всегда будет светить одинаково. Радиатор не требуется, так как идёт около 200 мА тока.

Если планируется больше тока, вы должны установить LED элемент и транзистор Q1 на радиатор.

Выбор сопротивления R3

– ток LED устанавливается с помощью R3, он приблизительно равен: 0.5 / R3

 – мощность рассеиваемая на резисторе приблизительно: 0.25 / R3

   В данном случае установлен ток 225 мА с помощью R3 на 2,2 Ом. R3 имеет мощность 0,1 Вт, таким образом, стандартный 0,25 Вт резистор подходит отлично. Транзистор Q1 будет работать до 18 В.

Если вы хотите больше, нужно изменить модель.

Без радиаторов, FQP50N06L может рассеивать только около 0,5 Вт – этого достаточно для 200 мА тока при 3-х вольтовой разнице между источником питания и светодиодом.

Функции транзисторов на схеме:

Q1 используется в качестве переменного резистора.
Q2 используется в качестве токового датчика, а R3-это установочный резистор, который приводит к закрыванию Q2, когда течет повышенный ток. Транзистор создаёт обратную связь, которая непрерывно отслеживает текущие параметры тока и держит его точно в заданном значении.

   Эта схема настолько проста, что нет смысла собирать её на печатной плате. Просто подключите выводы деталей навесным монтажом.

   Форум по питанию различных светодиодов

   Светодиоды

Самодельный драйвер для мощных светодиодов

Простой светодиодный драйвер с шим входом

Светодиоды для своего питания требуют применения устройств, которые будут стабилизировать ток, проходящий через них. В случае индикаторных и других маломощных светодиодов можно обойтись резисторами. Их несложный расчет можно еще упростить, воспользовавшись “Калькулятором светодиодов”.

Для использования мощных светодиодов не обойтись без использования токостабилизирующих устройств – драйверов. Правильные драйвера имеют очень высокий КПД – до 90-95%.

Кроме того, они обеспечивают стабильный ток и при изменении напряжения источника питания. А это может быть актуально, если светодиод питается, например, от аккумуляторов.

Самые простые ограничители тока – резисторы – обеспечить это не могут по своей природе.

Немного ознакомиться с теорией линейных и импульсных стабилизаторов тока можно в статье “Драйвера для светодиодов”.

Готовый драйвер, конечно, можно купить. Но гораздо интереснее сделать его своими руками. Для этого потребуются базовые навыки чтения электрических схем и владения паяльником. Рассмотрим несколько простых схем самодельных драйверов для мощных светодиодов.

Простой драйвер. Собран на макетке, питает могучий Cree MT-G2

Очень простая схема линейного драйвера для светодиода. Q1 – N-канальный полевой транзистор достаточной мощности. Подойдет, например, IRFZ48 или IRF530. Q2 – биполярный npn-транзистор. Я использовал 2N3004, можно взять любой похожий. Резистор R2 – резистор мощностью 0.

5-2Вт, который будет определять силу тока драйвера. Сопротивление R2 2.2Ом обеспечивает ток в 200-300мА. Входное напряжение не должно быть очень большим – желательно не превышать 12-15В.

Драйвер линейный, поэтому КПД драйвера будет определяться отношением VLED / VIN, где VLED – падение напряжения на светодиоде, а VIN – входное напряжение.

Чем больше будет разница между входным напряжением и падением на светодиоде и чем больше будет ток драйвера, тем сильнее будет греться транзистор Q1 и резистор R2. Тем не менее, VIN должно быть больше VLED на, как минимум, 1-2В.

Для тестов я собрал схему на макетной плате и запитал мощный светодиод CREE MT-G2. Напряжение источника питания – 9В, падение напряжения на светодиоде – 6В. Драйвер заработал сразу. И даже с таким небольшим током (240мА) мосфет рассеивает 0,24 * 3 = 0,72 Вт тепла, что совсем не мало.

Схема очень проста и даже в готовом устройстве может быть собрана навесным монтажом.

Схема следующего самодельного драйвера также предельно проста. Она предполагает использование микросхемы понижающего преобразователя напряжения LM317. Данная микросхема может быть использована как стабилизатор тока.

Еще более простой драйвер на микросхеме LM317

Входное напряжение может быть до 37В, оно должно быть как минимум на 3В выше падения напряжения на светодиоде. Сопротивление резистора R1 рассчитывается по формуле R1 = 1.2 / I, где I – требуемая сила тока. Ток не должен превышать 1.5А. Но при таком токе резистор R1 должен быть способен рассеять 1.

5 * 1.5 * 0.8 = 1.8 Вт тепла. Микросхема LM317 также будет сильно греться и без радиатора не обойтись. Драйвер также линейный, поэтому для того, чтобы КПД был максимальным, разница VIN и VLED должна быть как можно меньше. Поскольку схема очень простая, она также может быть собрана навесным монтажом.

На той же макетной плате была собрана схема с двумя одноваттными резисторами сопротивленим 2.2 Ом. Сила тока получилась меньше расчетной, поскольку контакты в макетке не идеальны и добавляют сопротивления.

Следующий драйвер является импульсным понижающим. Собран он на микросхеме QX5241.

Драйвер для мощных светодиодов на микросхеме QX5241

Схема также проста, но состоит из чуть большего количества деталей и здесь уже без изготовления печатной платы не обойтись. Кроме того сама микросхема QX5241 выполнена в достаточно мелком корпусе SOT23-6 и требует внимания при пайке.

Входное напряжение не должно превышать 36В, максимальный ток стабилизации – 3А. Входной конденсатор С1 может быть любым – электролитическим, керамическим или танталовым. Его емкость – до 100мкФ, максимальное рабочее напряжение – не менее чем в 2 раза больше, чем входное. Конденсатор С2 керамический.

Конденсатор С3 – керамический, емкость 10мкФ, напряжение – не менее чем в 2 раза больше, чем входное. Резистор R1 должен иметь мощность не менее чем 1Вт. Его сопротивление рассчитывается по формуле R1 = 0.2 / I, где I – требуемый ток драйвера. Резистор R2 – любой сопротивлением 20-100кОм.

Диод Шоттки D1 должен с запасом выдерживать обратное напряжение – не менее чем в 2 раза по значению больше входного. И рассчитан должен быть на ток не менее требуемого тока драйвера. Один из важнейших элементов схемы – полевой транзистор Q1.

Это должен быть N-канальный полевик с минимально возможным сопротивлением в открытом состоянии, безусловно, он должен с запасом выдерживать входное напряжение и нужную силу тока. Хороший вариант – полевые транзисторы SI4178, IRF7201 и др. Дроссель L1 должен иметь индуктивность 20-40мкГн и максимальный рабочий ток не менее требуемого тока драйвера.

Количество деталей этого драйвера совсем небольшое, все они имеют компактный размер. В итоге может получиться достаточно миниатюрный и, вместе с тем, мощный драйвер. Это импульсный драйвер, его КПД существенно выше, чем у линейных драйверов. Тем не менее, рекомендуется подбирать входное напряжение всего на 2-3В больше, чем падение напряжения на светодиодах.

Драйвер интересен еще и тем, что выход 2 (DIM) микросхемы QX5241 может быть использован для диммирования – регулирования силы тока драйвера и, соответственно, яркости свечения светодиода. Для этого на этот выход нужно подавать импульсы (ШИМ) с частотой до 20КГц. С этим сможет справиться любой подходящий микроконтроллер.

В итоге может получиться драйвер с несколькими режимами работы.

Готовые изделия для питания мощных светодиодов можно посмотреть здесь.

Существует огромное количество принципиальных схем стабилизаторов тока, которые могут быть использованы как драйвера для мощных светодиодов.

Производится также бесчисленное количество специализированных микросхем, на базе которых можно собирать драйвера самой разной сложности – все ограничивается только Вашим желанием и потребностями.

Мы рассмотрели только самые простые самодельные драйвера. Читайте также статью, в которой рассматривается схема драйвера для светодиода от сети в 220В.

Драйверы для светодиодов: виды, характеристики и критерии выбора устройств

Простой светодиодный драйвер с шим входом

Гарантией яркости свечения, эффективности и долговечности LED-источников является правильное питание, которое могут обеспечить специальные электронные устройства — драйверы для светодиодов.

Они преобразуют напряжение переменного тока в сети 220В в напряжение постоянного тока заданного значения.

Разобраться в том, какую функцию выполняют преобразователи и на что обратить внимание при их выборе, поможет анализ основных видов и характеристик устройств.

Драйвер гарантирует эффективность и яркость свечения LED-источника

Назначение LED-драйверов для светодиодов

Основной функцией драйвера для светодиодов является обеспечение стабилизированного тока, проходящего через LED-прибор. Значение тока, протекающего через кристалл полупроводника, должно соответствовать паспортным параметрам светодиода.

Это обеспечит устойчивость свечения кристалла и поможет избежать его преждевременной деградации. Кроме того при заданном токе падение напряжения будет соответствовать величине, необходимой для p-n перехода.

Узнать соответствующее напряжение питания светодиода можно воспользовавшись вольт-амперной характеристикой.

LED-драйвер обеспечивает стабилизацию тока, проходящего через прибор

При освещении жилых и офисных помещений светодиодными лампами и светильниками применяют драйверы, питание которых обеспечивается от сети переменного тока 220В. В автомобильном освещении (фары, ДХО и пр.

), велосипедных фарах, портативных фонарях используют источники питания постоянного напряжения в диапазоне от 9 до 36В.

Некоторые светодиоды небольшой мощности можно подключать без драйвера, но тогда в схему включения светодиода в сеть 220 вольт должен быть внесен резистор.

Напряжение драйвера на выходе указывается в интервале двух конечных значений, между которыми обеспечивается стабильное функционирование. Существуют адаптеры с интервалом от 3В до нескольких десятков.

Чтобы запитать схему из 3-х последовательно соединенных светодиодов белого цвета, каждый из которых имеет мощность 1 Вт, потребуется драйвер с выходными значениями U – 9-12В, I – 350 мА.

Падение напряжения для каждого кристалла составит около 3,3В, а в общей сумме 9,9В, что войдет в диапазон драйвера.

Основные характеристики преобразователей

Перед тем как купить драйвер для светодиодов, следует ознакомиться с основными характеристиками устройств. К ним относят напряжение на выходе, номинальный ток и мощность.

Выходное напряжение преобразователя зависит от величины падения напряжения на LED-источнике, а также от способа подключения и количества светодиодов в схеме. Ток находится в зависимости от мощности и яркости излучающих диодов.

Драйвер должен обеспечить светодиодам такой ток, который необходим им для поддержки требуемой яркости.

К характеристикам драйвера относятся напряжение на выходе, номинальный ток и мощность

Одной из важных характеристик драйвера считается мощность, которую прибор выдает в виде нагрузки. На выбор мощности драйвера влияет мощность каждого LED-прибора, общее количество и цвет свечения светодиодов. Алгоритм расчета мощности состоит в том, что максимальная мощность устройства не должна быть ниже потребления всех светодиодов:

P = P(led) × n,

где P(led) – мощность единичного LED-источника, а n — количество светодиодов.

Кроме того должно выполняться обязательное условие, при котором бы обеспечивался запас мощности в пределах 25-30%. Таким образом значение максимальной мощности должно быть не меньше значения (1,3 х P).

Следует также брать во внимание цветовые характеристики светодиодов. Ведь различные по цвету полупроводниковые кристаллы имеют разную величину падения напряжения при прохождении через них тока одинаковой силы.

Так падение напряжения у красного светодиода при токе 350 мА составляет 1,9-2,4В, тогда среднее значение его мощности будет равно 0,75 Вт. У аналога зеленого цвета величина падения напряжения находится в пределах от 3,3 до 3,9В и при таком же токе мощность составит уже 1,25 Вт.

Значит к драйверу для светодиодов 12В можно подсоединить 16 красных LED-источников или 9 зеленых.

Полупроводниковые кристаллы разных цветов имеют разную величину падения напряжения

Какими бывают драйверы для светодиодов по типу устройства

Драйверы для светодиодов классифицируют по типу устройства на линейные и импульсные. Структура и типовая схема драйвера для светодиодов линейного типа представляет собой генератор тока на транзисторе с р-каналом.

Такие устройства обеспечивают плавную стабилизацию тока при условии неустойчивого напряжения на входном канале.

Они являются простыми и дешевыми устройствами, однако отличаются низкой эффективностью, выделяют при работе много тепла и не могут быть использованы как драйвера для мощных светодиодов.

Импульсные устройства создают в выходном канале ряд высокочастотных импульсов.

Их работа основана на принципе ШИМ (широтно-импульсной модуляции), когда средняя величина тока на выходе обуславливается коэффициентом заполнения, т.е. отношением длительности импульса к числу его повторений.

Изменение величины среднего выходного тока происходит вследствие того, что частота импульсов остается неизменной, а коэффициент заполнения изменяется от 10-80%.

Благодаря высокому КПД преобразований (до 95%) и компактности устройств, они нашли широкое применение для портативных светодиодных конструкций.

Кроме того, эффективность устройств положительно сказывается на длительности функционирования автономных приборов питания.

Преобразователи импульсного типа имеют компактные размеры и отличаются обширным диапазоном входных напряжений. Недостатком этих устройств является высокий уровень электромагнитных помех.

КПД светодиодных драйверов достигает 95%

Перед тем как подобрать драйвер для светодиодов, необходимо знать условия его функционирования и место размещения светодиодных приборов.

Широтно-импульсные драйверы, в основе которых лежит одна микросхема, имеют миниатюрные размеры и рассчитаны на питание от автономных низковольтных источников. Основное применение этих устройств – тюнинг автомобилей и светодиодная подсветка.

Однако ввиду использования упрощенной электронной схемы качество таких преобразователей несколько ниже.

Диммируемые драйверы для светодиодов

Современные драйверы для светодиодов совместимы с устройствами регулирования яркости свечения полупроводниковых приборов.

Использование диммируемых драйверов позволяет управлять уровнем освещенности в помещениях: снижать интенсивность свечения в дневное время, подчеркивать или скрывать отдельные элементы в интерьере, зонировать пространство.

Это, в свою очередь, дает возможность не только рационально использовать электроэнергию, но и экономить ресурс светодиодного источника света.

Диммируемые драйверы бывают двух типов. Одни подсоединяются между блоком питания и LED-источниками. Такие устройства управляют энергией, поступающей от источника питания к светодиодам.

В основе таких устройств используется ШИМ-управление, при котором энергия поступает к нагрузке в виде импульсов. Длительность импульсов определяет количество энергии от минимального до максимального значения.

Драйверы такого типа применяются по большей части для светодиодных модулей с фиксированным напряжением, таких как светодиодные ленты, бегущие строки и др.

Управление драйвером осуществляется с помощью диммера или ШИМ

Диммируемые преобразователи второго типа управляют непосредственно источником питания. Принцип их работы заключается как в ШИМ-регулировании, так и в управлении величиной протекающего через светодиоды тока.

Диммируемые драйверы этого типа используются для LED-приборов со стабилизированным током.

Стоит отметить, что при управлении светодиодами посредством ШИМ-регулирования наблюдаются негативно влияющие на зрение эффекты.

Сравнивая эти два метода регулирования, стоит отметить, что при регулировании величины тока через LED-источники наблюдается не только изменение яркости свечения, но и изменение цвета свечения.

Так, белые светодиоды при меньшем токе излучают желтоватый свет, а при увеличении – светятся синим. При управлении светодиодами посредством ШИМ-регулирования наблюдаются негативно влияющие на зрение эффекты и высокий уровень электромагнитных помех.

В связи с этим ШИМ-управление используется достаточно редко в отличие от регулирования тока.

Схемы драйверов для светодиодов

Многие производители выпускают для светодиодов микросхемы драйверов, позволяющие запитывать источники от пониженного напряжения. Все существующие драйверы делят на простые, выполненные на базе от 1-3 транзисторов и более сложные с использованием специальных микросхем с широтно-импульсной модуляцией.

Схема драйверов для светодиодов на 1W

Компания ON Semiconductor предлагает в качестве основы для драйверов широкий выбор микросхем.

Они отличаются приемлемой стоимостью, отличной эффективностью преобразования, экономичностью и низким уровнем электромагнитных импульсов.

Производителем представлен драйвер импульсного типа UC3845 с величиной тока на выходе до 1А. На такой микросхеме можно реализовать схему драйвера для светодиода 10W.

Электронные компоненты HV9910 (Supertex) являются популярной микросхемой для драйверов, благодаря простому схемному разрешению и невысокой цене.

Она имеет встроенный регулятор напряжения и выводы для осуществления управления яркостью, а также вывод для программирования частоты переключений. Выходное значение тока составляет до 0,01А.

На данной микросхеме возможно воплотить простой драйвер для светодиодов.

На базе микросхемы UCC28810 (пр-во компании Texas Instruments) можно создать схему драйвера для мощных светодиодов. В такой схеме LED-драйвера может создаваться выходное напряжение величиной 70-85В для светодиодных модулей, состоящих из 28 LED-источников током 3 А.

Схема подключения мощного светодиода

Компания Clare предлагает создание простого драйвера импульсного типа на основе микросхемы CPC 9909. Она включает контроллер преобразователя, размещенного в компактном корпусе.

За счет встроенного стабилизатора напряжения допускается питание преобразователя от напряжения 8-550В.

Микросхема CPC 9909 позволяет эксплуатировать драйвер в условиях широкого разброса температурных режимов от -50 до 80°С.

Как подобрать драйвер для светодиодов

На рынке представлен широкий ассортимент драйверов для светодиодов от разных производителей. Многие из них, особенно китайского производства, отличаются низкой ценой.

Однако покупать такие устройства не всегда выгодно, так как большинство из них не соответствует заявленным характеристикам.

Кроме того такие драйверы не сопровождаются гарантией, а в случае обнаружения брака их нельзя вернуть или заменить на качественные.

Так существует вероятность приобретения драйвера, заявленная мощность которого составляет 50 W. Однако на деле оказывается, что эта характеристика имеет непостоянный характер и такая мощность является лишь кратковременной.

В реальности же такое устройство будет работать как LED-driver 30W или максимум 40W. Так же может оказаться, что в начинке не будет хватать некоторых компонентов, отвечающих за устойчивое функционирование драйвера.

Кроме того могут применяться компоненты низкого качества и с небольшим сроком службы, что является по сути браком.

Ресурс работы качественного драйвера — более 70 тыс. часов

При покупке стоит обращать внимание на указание бренда изделия. На качественном товаре обязательно будет указан изготовитель, который предоставит гарантию и будет готов отвечать за свою продукцию. Следует отметить, что и срок службы драйверов от проверенных производителей будет гораздо больше. Ниже приведено ориентировочное время работы драйверов в зависимости от изготовителя:

  • драйвер от сомнительных производителей – не более 20 тыс. часов;
  • устройства среднего качества – около 50 тыс. часов;
  • преобразователь от проверенной фирмы-изготовителя с использованием качественных компонентов – свыше 70 тыс. часов.

Для рассчета требуемого напряжения на выходе, необходимо учитывать мощность и силу тока

Расчет драйверов для светодиодов

Чтобы определить напряжение на выходе светодиодного драйвера, необходимо рассчитать отношение мощности (Вт) к значению тока (А). К примеру, драйвер имеет следующие характеристики: мощность 3 Вт и ток 0,3 А. Расчетное отношение составляет 10В. Таким образом, это будет максимальная величина выходного напряжения данного преобразователя.

Статья по теме:

Если необходимо подключить 3 LED-источника, ток каждого из которых составляет 0,3 мА при напряжении питания 3В. Подключая к светодиодному драйверу один из приборов, то выходное напряжение будет равно 3В и ток 0,3 А.

Собрав последовательно два LED-источника, выходное напряжение будет равно 6В и ток 0,3 А. Добавив в последовательную цепочку третий светодиод, получим 9В и 0,3 А. При параллельном соединении 0,3 А одинаково распределятся между светодиодами по 0,1 А.

Подключая светодиоды к устройству на 0,3 А при значении тока 0,7, им достанется всего 0,3 А.

В некоторых драйверах предусмотрена защита от аварийных ситуаций

Таков алгоритм функционирования светодиодных драйверов. Они выдают такое количество тока, на которое они рассчитаны. Способ подключения LED-приборов в этом случае не играет роли. Есть модели драйверов, предполагающие любое количество подключаемых к ним светодиодов.

Но тогда существует ограничение по мощности LED-источников: она не должна превышать мощность самого драйвера. Выпускаются драйверы, рассчитанные на определенное число подключаемых светодиодов К ним разрешается подключить меньшее количество светодиодов.

Но такие драйверы имеют низкую эффективность, в отличие от устройств, рассчитанных на конкретное количество LED-приборов.

Следует отметить, что у драйверов, рассчитанных на фиксированное количество излучающих диодов, предусмотрена защита от аварийных ситуаций.

Такие преобразователи некорректно работают, если к ним подключить меньшее число светодиодов: они будут мерцать или вообще не будут светиться.

Таким образом, если подключить к драйверу напряжение без соответствующей нагрузки, он будет работать нестабильно.

Где купить драйверы для светодиодов

Купить LED-driver можно в специализированных точках по продаже радиодеталей. Кроме того гораздо удобней ознакомиться с продукцией и заказать необходимое изделие, используя каталоги соответствующих сайтов.

Помимо этого в интернет-магазинах можно приобрести не только преобразователи, а также приборы светодиодного освещения и сопутствующую продукцию: блоки питания, устройства управления, средства подключения, электронные компоненты для ремонта и сборки драйвера для светодиодов своими руками.

Стоимость драйвера может достигать 300 рублей и выше

Реализующими компаниями представлен огромный ассортимент драйверов для светодиодов, технические характеристики и цены которых можно увидеть в прайсах.

Как правило цены на продукцию носят ориентировочный характер и уточняются при заказе у менеджера проекта.

В ассортименте имеются преобразователи различной мощности и степени защиты, применяемые для наружного и внутреннего освещения, а также для подсветки и тюнинга автомобилей.

Выбирая драйвер следует учитывать условия его использования и потребляемую мощность светодиодной конструкции. Поэтому приобретать драйвер необходимо перед покупкой светодиодов.

Так, прежде чем купить драйвер для светодиодов 12 вольт, необходимо принять во внимание, что он должен иметь запас мощности около 25-30%. Это нужно для того, чтобы уменьшить риск повреждения или полного выхода из строя прибора при коротком замыкании или перепадах напряжения в сети.

Стоимость преобразователя зависит от количества приобретаемых устройств, формы оплаты и сроков доставки.

В таблице приведены основные параметры и размеры стабилизаторов напряжения 12 вольт для светодиодов с указанием их ориентировочной цены:

Модификация LD DC/AC 12 V
Габариты, мм (в/ш/г)
Выходной ток, A
Мощность, W
Цена, руб.

1x1W 3-4VDC 0.3A MR11

Драйвер для светодиодов

Простой светодиодный драйвер с шим входом

   Как известно, светодиод питается постоянным током и требует напряжение в пределах 3-х вольт. Естественно современные мощные светодиоды могут быть расчитаны и на более высокие значения – до 35В.

Существует масса различных схем для питания светодиодов от пониженного напряжения.

Условно все эти драйверы можно разделить на простые: выполненные на одном – трёх транзисторах, и сложные – с применением специализированных микросхем ШИМ конроллеров. 

   Простые драйверы для светодиодов имеют лишь одно достоинство – низкая себестоимость. Что касается параметров стабилизации, то здесь ток и напряжение выхода может гулять в широких пределах, а по сложности настройки такие схемы не уступают и стабилизаторам на констроллерах. К тому же мощность такого преобразователя будет достаточной максимум для питания 3-х обычных пятимиллиметровых светодиодов (около 50мА) что конечно мало.

   Драйверы на специализированных микросхемах не так капризны в работе, не требовательны к номиналам деталей и позволяют отдавать в нагрузку токи в несколько ампер. Это при том, что габариты такого драйвера те-же самые, что и в транзисторных. Чаще всего используются ZSCT1555D8, ZRC250F01TA, ZLLS2000TA, ZTX651, FZT653 и другие.

   Единственная проблема – высокая цена самих микросхем и часто отсутствие их в продаже. Поэтому представляется вполне логичным покупка готового драйвера на радиорынке или интернет-магазинах. Самое удивительное – цена отдельно микросхемы будет выше, чем цена всего готового устройства! Например недавно заказал из китая несколько миниатюрных преобразователей для светодиодов всего по 2 доллара.

   Первый драйвер предназначен для работы со входным напряжением 2,4-4,5В и обеспечивает на выходе стабильный ток 1А при напряжении 3В. Такой драйвер идеально подходит для питания 5-ти ваттного светодиода от двух пальчиковых батареек или литий-ионного аккумулятора. Любой фонарь с обычной лампой накаливания за пол-часа переделывается в мощный LED фонарь с высочайшей яркостью.
   Второй драйвер расчитан на подключение на выход аналогичного светодиода, только входное напряжение варьируется в более широких преелах: 5-18В. Ниже приводятся вольт-амперные параметры драйвера при подключенном светодиоде потребляющим ток 1А.

   Как видно по фотографиям, питая драйвер от 5-ти вольт, ток составляет около 0,8А. А подавая на преобразователь максимальные 16 вольт, ток падает до 0,3А. Потребляемая от батареи мощность будет в обеих случаях одинакова. Поэтому данный драйвер можно рекомендовать для использования в автомобилях в светодиодной подсветке салона или тюнинга разноцветными LED элементами.

   Отдельной группой стоят мощные LED драйверы, специально предназначенные для питания мощных и сверхмощных светодиодов от сети, но об этом будет рассказано в следующих материалах.

   Форум по светодиодным драйверам

Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector