Блок питания для светодиодов

Обычных читателей часто интересует, как правильно управлять светодиодами, чтобы максимально увеличить срок их службы. Особенно это касается светодиодов неизвестного производства с плохими техническими характеристиками или завышенной ценой.

Определить качество по внешнему виду и параметрам невозможно. Часто нужно рассказать, как рассчитать блок питания для светодиодов, какой лучше купить или сделать самому. В основном рекомендую покупать готовую, любая схема после сборки требует проверки и настройки.

Основные типы

Светодиод представляет собой электронный полупроводниковый элемент с низким внутренним сопротивлением. Если подать на него стабилизированное напряжение, скажем 3В, то через него потечет большой ток, скажем 4 Ампера, вместо положенных 1А. Мощность на нем будет 12Вт, тонкие проводники, соединяющие кристалл, перегорят. На цветных и RGB диодах хорошо видны проводники, т.к они не имеют желтого люминофора.

Если блок питания для светодиодов 12В со стабилизированным напряжением, последовательно устанавливается резистор для ограничения тока. Недостатком такого подключения будет большее потребление тока, резистор тоже потребляет некоторый ток. Для светодиодных аккумуляторных фонарей на 1,5В такую ​​схему использовать не рационально. Количество вольт на аккумуляторе быстро падает, соответственно и яркость снизится. А без повышения хотя бы до 3В диод работать не будет.

Этих недостатков лишены специализированные драйверы светодиодов на ШИМ-контроллерах. При изменении напряжения ток остается постоянным.

Как сделать расчёт

Для расчета блока питания для светодиодов нужно учитывать 2 основных параметра:

  1. номинальная потребляемая мощность или желаемая;
  2. сбрось напряжение.

Суммарный ток потребления подключенной электрической цепи не должен превышать мощность устройства.

Падение напряжения зависит от того, сколько света излучает кубик льда. Рекомендую покупать фирменные светодиоды, например Bridgelux, у них разброс параметров минимальный. Они гарантированно сохраняют заявленные свойства и имеют на них запас. Если покупать на китайском рынке, например Алиэкспресс, то не надейтесь на чудо, в 90% вас обманут и пришлют фигню с параметрами в 2-5 раз хуже. Это неоднократно проверяли мои коллеги, которые заказывали дешевый светодиод 5730 иногда по 10 раз. Они получили SMD5730 мощностью 0,1 Вт вместо 0,5 Вт. Это определялось по вольт-амперной характеристике.

Кроме того, у дешевых выбор параметров очень велик. Чтобы определить это дома своими руками, соедините их последовательно по 5-10 штук. Я регулирую количество вольт, заставляю их немного светиться. Вы увидите, что некоторые из них светятся ярче, некоторые едва заметны. Поэтому в номинальном режиме работы одни будут греться больше, другие меньше. Усилие на них будет разное, поэтому самые сильно нагруженные выйдут из строя раньше остальных.

Подключение в автомобиле

При работающем двигателе оно составляет в среднем 13,5В — 14,5В, при выключенном двигателе 12В — 12,5В. Особые требования при подключении к прикуривателю в автомобиле или бортовой сети. Кратковременные перенапряжения могут достигать 30В. Если вы используете токоограничивающий резистор, ток увеличивается прямо пропорционально увеличению напряжения питания светодиодов. По этой причине стабилизатор лучше ставить на микросхему.

Недостатком использования светодиодных драйверов в автомобиле может быть то, что на радио возникают помехи в диапазоне УКВ. ШИМ-контроллер работает на высоких частотах и ​​будет мешать вашему радио. Можно попробовать заменить на другой или стабилизатор тока линейного типа LM317 для светодиодов. Иногда помогает металлическое экранирование и размещение вдали от основного блока автомобиля.

Напряжения питания светодиодов

Для малой мощности на 1Вт, 3Вт этот показатель равен 2В для красного, желтого, оранжевого. Для белого, синего, зеленого это от 3,2В до 3,4В. Слишком мощный от 7В до 34В. Эти цифры необходимо использовать для расчетов.

Подключение от 12В

Одним из самых распространенных напряжений является 12 вольт, они встречаются в бытовой технике, автомобилях и автоэлектронике. Используя 12В, вы можете полностью подключить 3 светодиода. Примером может служить светодиодная лента на 12В, где последовательно соединены 3 штуки и резистор.

Пример диода 1Вт, его номинальный ток 300мА.

  • Если на светодиод падает 3,2В, получается 9,6В на 3 штуки;
  • резистор будет иметь 12В — 9,6В = 2,4В;
  • 2,4/0,3 = 8 Ом номинальное значение искомого сопротивления;
  • 2,4 * 0,3 = 0,72 Вт будет рассеиваться на резисторе;
  • 1Вт + 1Вт + 1Вт + 0,72 = 3,72Вт общая потребляемая мощность для всей схемы.

Таким же образом можно произвести расчет для разного количества элементов в цепочке.

Подключение от 1,5В

Источником питания для светодиодов может служить простая пальчиковая батарейка на 1,5 В. Для светодиода обычно требуется минимум 3В, без стабилизатора никак не обойтись. Эти специализированные светодиодные драйверы используются в ручных фонарях Cree Q5 и Cree XML T6. Миниатюрная микросхема увеличивает количество вольт до 3В и стабилизирует 700мА. Невозможно включить от 1,5 вольт с токоограничивающим резистором. Если мы используем две батарейки по 1,5 вольта, соединим их последовательно, то получим 3В. Но батарейки будут садиться достаточно быстро, а яркость будет снижаться еще быстрее. При 2,5В емкости в аккумуляторах еще будет много, но диод почти погаснет. А драйвер светодиода будет поддерживать номинальную яркость даже при 1В.

Обычно такие модули заказываю на Алиэкспресс, китайцы стоят 50-100 рублей, в России они дорогие.

Как рассчитать драйвер

Чтобы рассчитать текущий драйвер для светодиодов постоянного тока:

  1. нарисовать принципиальную схему на бумаге;
  2. если водитель китаец, желательно проверить, выдержит ли он заявленную силу или нет;
  3. помните, что для разных цветов (синий, красный, зеленый) разное падение напряжения;
  4. общая мощность не должна быть выше, чем у источника тока.

Нарисуйте принципиальную схему, распределяющую элементы, если они соединены не только последовательно, но и совмещены с параллельным соединением.

На китайском блоке питания неизвестного производителя ток может быть значительно ниже. Они просто указывают максимальную пиковую мощность, а не долгосрочную. Контролировать сложнее, надо нагружать блок питания по максимуму и измерять параметры.

Для третьего пункта используйте приведенные выше примеры таблиц для 1 Вт, 3 Вт, 5 Вт, 10 Вт, 20 Вт, 30 Вт, 50 Вт, 100 Вт. Но больше доверяйте свойствам, которые дал вам продавец. Для одного чипа это 3В, 6В, 12В.

Если ток потребления схемы в сумме превышает номинальную мощность источника питания, ток будет уменьшаться, а нагрев увеличиваться. Он восстановится до нормального уровня, если нагрузка уменьшится.

Для светодиодных лент расчет очень прост. Измерьте количество ватт на метр и умножьте на количество метров. Просто измерьте, в большинстве случаев мощность завышена и вместо 14,4 Вт/м получается 7 Вт/м. Слишком часто ко мне обращаются с этой проблемой разочарованные клиенты.

Низковольтное от 9В до 50В

Кратко расскажу, что использую для включения на блоки 12В, 19В, 24В и для подключения автомобильного 12В.

Чаще всего я покупаю готовые модули на микросхемах ШИМ:

  1. есть повышающие, например на входе 12В, на выходе 22В;
  2. понизить, например с 24В до 17В.

Не всем хочется тратить большие деньги на покупку готового прожектора для автомобиля, светодиодной лампы или заказ готового драйвера. Поэтому ко мне обращаются, чтобы собрать из подручных компонентов что-то приличное. Цена таких модулей начинается от 50 рублей до 300 рублей за модель на 5А с радиатором. Я покупаю несколько штук заранее, они быстро раскупаются.

Самый популярный вариант LM317T на линейной ИМС LM317, простой, надежный устарел.

Модели LM2596 очень популярны, но он уже устарел, и советую обратить внимание на более современный с хорошим КПД. Такие блоки имеют от 1 до 3 задающих резисторов, которыми можно задавать все параметры до 30В и до 5А.

Встроенный драйвер, хит 2016

В начале 2016 года стали популярны светодиодные модули и COB-диоды со встроенным драйвером. Они подключаются напрямую к сети 220В, идеально подходят для установки осветительного оборудования своими руками. Все элементы находятся на одной теплопроводной пластине. ШИМ-контроллеры миниатюрны, за счет хорошего контакта с системой охлаждения. Надежность и стабильность мы еще не проверяли, первые отзывы появятся как минимум через полгода использования. Уже заказал самую дешевую и доступную модель COB на 50 Вт. Чтобы найти такие на китайском базаре Алиэкспресс, ищите «интегрированный светодиодный драйвер».

Характеристики

Глобальная проблема – подделка светодиодов Cree и Philips в промышленных масштабах. У китайцев для этого есть целые компании, внешне копируют на 95-99%, простому покупателю отличить невозможно. Хуже всего, когда такую ​​подделку вам продают под видом оригинального Cree T6. Вы подключаете подделку по техническим характеристикам оригинала. Подделка имеет свойства в среднем на 30% хуже. Меньший световой поток, более низкая максимальная рабочая температура, более низкое энергопотребление. Об обмане вы узнаете не скоро, он будет работать примерно в 5-10 раз меньше, чем настоящий, особенно на двойном потоке.

Недавно измерил световой поток своих фонариков на левом Кри производства LatticeBright. Вынул всю плату с драйвером и положил в фотометрический шар. Получилось 180-200 люмен, у оригинала 280-300лм. Без серьезного оборудования, которое в основном встречается в лабораториях, вы не сможете провести измерения, соответственно выяснить правду.

Иногда попадаются разогнанные диоды, сила тока которых на 30%-60% выше номинальной, и мощность соответственно. Недобросовестный производитель, особенно китайский погреб, пользуется тем, что срок службы трудно измерять часами. Ведь никто не ведет учет рабочего времени, а когда выходит из строя лампа или светодиодный прожектор, продавца уже не найти. Да и обращаться бессмысленно, гарантийный срок на такие изделия всегда дается меньше, чем срок службы.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

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

Adblock
detector