Многие довольно часто путают блоки питания и драйвера, подключая светодиоды и светодиодные ленты не от тех источников что нужно.
В итоге через небольшой промежуток времени они выходят из строя, а вы и не подозреваете в чем была причина и начинаете ошибочно грешить на «некачественного» производителя.
Рассмотрим подробнее в чем их отличия и когда нужно применять тот или иной источник питания. Но для начала кратко разберемся в типах блоков питания.
Сегодня уже довольно редко можно встретить применение трансформаторного БП. Схема их сборки и работы довольно проста и понятна.
Самый главный элемент здесь, безусловно трансформатор. В домашних условиях он преобразует напряжение 220В в напряжение 12 или 24В. То есть, идет прямое преобразование одного напряжения в другое.
Частота сети при этом, привычные нам всем 50 Герц.
Далее за ним стоит выпрямитель. Он выпрямляет синусоиду переменного напряжения и на выходе выдает «постоянку». То есть 12В, подаваемые к потребителю, это уже постоянное напряжение 12V, а не переменное.
У такой схемы 3 главных достоинства:
- незамысловатость конструкции
Однако есть здесь и недостатки, которые заставили разработчиков задуматься и придумать что-то более современное.
- во-первых это большой вес и приличные габариты
- как следствие первого недостатка — большой расход металла на сборку всей конструкции
- ну и ухудшает все дело низкий косинус фи и низкий КПД
Именно поэтому и были изобретены импульсные источники питания. Здесь уже несколько иной принцип работы.
Во-первых, выпрямление напряжения происходит сразу же. То есть, подается на вход переменно 220В и тут же на входе преобразуется в постоянное 220V.
Далее стоит генератор импульсов. Главная его задача — создать искусственно переменное напряжение с очень большой частотой. В несколько десятков или даже сотен килогерц (от 30 до 150кГц). Сравните это с привычными нам 50 Гц в домашних розетках.
Кстати за счет такой огромной частоты, мы практически не слышим гул импульсных трансформаторов. Объясняется это тем, что человеческое ухо способно различать звук до 20кГц, не более.
Третий элемент в схеме — импульсный трансформатор. Он по форме и конструкции напоминает обычный. Однако главное его отличие — это маленькие габаритные размеры.
Это как раз таки и достигается за счет высокой частоты.
Из этих трех элементов самым главным является генератор импульсов. Без него, не было бы такого относительно маленького блока питания.
Преимущества импульсных блоков:
- маленькая цена, если конечно сравнивать по мощности его, и такой же блок собранный на обычном трансформаторе
- напряжение питания можно подавать в большом разбросе
- при качественном производителе блока питания, у импульсных ИБП более высокий косинус фи
Есть и недостатки:
- усложненность сборочной схемы
- если вам попался не качественный импульсный блок, то он будет выдавать в сеть кучу высокочастотных помех, которые будут влиять на работу остального оборудования
Проще говоря, блок питания что обычный, что импульсный — это устройство у которого на выходе строго одно напряжение. Его конечно можно «подкрутить», но в не больших диапазонах.
Для светодиодных же светильников такие блоки не подойдут. Поэтому для их питания используются драйверы.
В чем отличия драйвера от блока питания
Почему же для светодиодов нельзя применять простой БП, и для чего нужен именно драйвер?
Драйвер — это устройство похожее на блок питания.
Однако, как только в него подключаешь нагрузку, он заставляет стабилизироваться на одном уровне не напряжение, а ток!
Светодиоды «питаются» электрическим током. Также у них есть такая характеристика, как падение напряжения.
Если вы видите на светодиоде надпись 10мА и 2,7В, то это означает, что максимально допустимый ток для него 10мА, не более.
При протекании тока такой величины, на светодиоде потеряется 2,7 Вольт. Именно потеряется, а не требуется для работы. Добьетесь стабилизации тока и светодиод будет работать долго и ярко.
Более того, светодиод — это полупроводник. И сопротивление этого полупроводника зависит от напряжения, которое на него подано. Изменяется сопротивление по графику — вольтамперной характеристике.
Если на нее посмотреть, то становится видно, даже если вы не намного увеличите или уменьшите напряжение, это резко, в разы изменит величину тока.
Причем зависимость не прямо пропорциональная.
Казалось бы, один раз выставь точное напряжение и можно получить номинальный ток, который необходим для светодиода. При этом, он не будет превышать предельные величины. Вроде бы и обычный блок с этим должен справиться.
Однако у всех светодиодов уникальные параметры и характеристики. При одном и том же напряжении они могут «кушать» разный ток.
Мало того, эти параметры еще способны меняться при изменении окружающей температуры.
А температурный диапазон работы светодиодных светильников очень большой.
Например, зимой на улице может быть -30 градусов, а летом уже все +40. И это в одном и том же месте. Поэтому, если вы такие светильники подключите от обычного импульсного блока питания, а не от драйвера, то режим их работы будет абсолютно не предсказуем.
Работать они конечно будут, но в каком режиме светоотдачи и насколько долго неизвестно. Заканчивается такая работа всегда одинаково — выгоранием светодиода.
Кстати, при превышении температуры световой поток у светодиодных светильников всегда падает, даже у тех, которые подключены через драйвер. У некачественных экземпляров световой поток падает очень сильно, стоит им поработать около часа и нагреться.
У качественных изделий световой поток с нагревом уменьшается слабо, но все же уменьшается.
Поэтому каждому светильнику после запуска, нужно дать время, чтобы он вышел на свой рабочий режим и световой поток стабилизировался. Его изменение должно быть не более 10% от начального.
Многие недобросовестные производители хитрят и измеряют эти параметры сразу после включения, когда поток еще максимальный. Если вам нужно соединить несколько светодиодов, то подключаются они последовательно. Это необходимо, чтобы через все элементы, несмотря на их разные ВАХ (вольт-амперные характеристики), протекал один и тот же ток.
А уже эту последовательную цепочку подключают к драйверу. Данные цепочки можно комбинировать различными способами. Создавать последовательно-параллельные или гибридные схемы.
Безусловно и у драйверов есть свои неоспоримые недостатки:
- во-первых они рассчитаны только на определенный ток и мощность
А это значит, что для каждого драйвера каждый раз придется подбирать определенное количество светодиодов. Если один из них случайно выйдет из строя в процессе работы, то драйвер весь ток запустит на оставшиеся.
Что приведет к их перегреву и последующему выгоранию. То есть потеря одного светодиода влечет за собой поломку всей цепочки.
Бывают и универсальные модели драйверов, для них не важно количество светодиодов, главное чтобы их общая мощность не превышала допустимую. Но они гораздо дороже.
- узкоспециализированность на светодиодах
Простые блоки питания можно использовать для разных нужд, везде где необходимы 12В и более, например для систем видеонаблюдения.
Основное же предназначение драйверов — это светодиоды.
А есть бездрайверные заводские светильники? Есть. Не так давно на рынке появилось немало таких Led светильников и прожекторов.
Однако энергоэффективность у них не очень высокая, на уровне обычных люминесцентных ламп. И как он поведет себя при возможных перепадах параметров в наших сетях, большой вопрос.
Светодиодные ленты — подключение от блока питания или драйвера?
Отдельный вопрос это светодиодные ленты. Для них вовсе не нужны драйвера, и как известно они подключаются от привычных нам блоков питания 12-36 Вольт.
Казалось бы в чем подвох? Там же тоже стоят светодиоды.
А дело в том, что драйвер уже автоматически присутствует в самой ленте.
Все вы видели на светодиодных лентах впаянные сопротивления (резисторы).
Они как раз таки и отвечают за ограничение тока до номинальной величины. Одно сопротивление устанавливается на три последовательно подключенных светодиода.
Такие участки ленты, рассчитанные на напряжение 12 Вольт называют кластерами. Эти отдельные кластеры на всем протяжении ленты подключены между собой в параллель.
И именно благодаря такому параллельному соединению, на все светодиоды подается одинаковое напряжение 12В. Благодаря кластеризации при монтаже низковольтной ленты, ее спокойно можно отрезать на мелкие кусочки, состоящие минимум из 3-х светодиодов.
Казалось бы, решение найдено и где здесь недостаток? А главный недостаток такого устройства — эти резисторы не проделывают никакой полезной работы.
Они лишь дополнительно нагревают окружающее пространство и сам светодиод возле него. Именно поэтому светодиодные ленты не светят так ярко, как нам хотелось бы. Вследствие чего, их используют лишь как дополнительный свет интерьера.
Сравните 60-70 люмен/ватт у светодиодных лент, против 120-140 лм/вт у светильников и решений на основе драйверов.
Возникает вопрос, а можно ли найти ленту без сопротивлений и подключить к ней драйвер отдельно? Да, такие устройства например применяют в светодиодных панелях.
Их часто монтируют в подвесном потолке и не только. Применяются они без сопротивлений. Еще их называют токовыми светодиодными линейками.
Именно токовыми. Здесь все отдельные участки линеек подключаются последовательно на один драйвер. И все прекрасно работает.
Питание светодиодов, блок питания для светодиодов
Постоянные читатели часто интересуются, как правильно сделать питание для светодиодов, чтобы срок службы был максимален. Особенно это актуально для led неизвестного производства с плохими техническими характеристиками или завышенными.
По внешнему виду и параметрам невозможно определить качество. Частенько приходится рассказывать как рассчитать блок питания для светодиодов, какой лучше купить или сделать своими руками. В основном рекомендую купить готовый, любая схема после сборки требует проверки и настройки.
Содержание
- 1. Основные типы
- 2. Как сделать расчёт
- 3. Калькулятор для расчёта
- 4. Подключение в автомобиле
- 5. Напряжения питания светодиодов
- 6. Подключение от 12В
- 7. Подключение от 1,5В
- 8. Как рассчитать драйвер
- 9. Низковольтное от 9В до 50В
- 10. Встроенный драйвер, хит 2016
- 11. Характеристики
Основные типы
Светодиод – это полупроводниковый электронный элемент, с низким внутренним сопротивлением.
Если подать на него стабилизированное напряжение, например 3V, через него пойдёт большой ток, например 4 Ампера, вместо требуемого 1А.
Мощность на нём составит 12W, у него сгорят тонкие проводники, которыми подключен кристалл. Проводники отлично видно на цветных и RGB диодах, потому что на них нет жёлтого люминофора.
Если блок питания для светодиодов 12V со стабилизированным напряжением, то для ограничения тока последовательно устанавливают резистор.
Недостатком такого подключения будет более высокое потребление энергии, резистор тоже потребляет некоторую энергию. Для светодиодных аккумуляторных фонарей на 1,5В применять такую схему нерационально.
Количество вольт на батарейке быстро снижается, соответственно будет падать яркость. И без повышения минимум до 3В диод не заработает.
Этих недостатков лишены специализированные светодиодные драйвера на ШИМ контроллерах. При изменениях напряжения ток остаётся постоянным.
Как сделать расчёт
Чтобы рассчитать блок питания для светодиодов необходимо учитывать 2 основных параметра:
- номинальная потребляемая мощность или желаемая;
- напряжение падения.
Суммарное энергопотреблением подключаемой электрической цепи не должно превышать мощности блока.
Падения напряжения зависит от того, какой свет излучает лед чип. Я рекомендую покупать фирменные LED, типа Bridgelux, разброс параметров у них минимальный. Они гарантированно держат заявленные характеристики и имеют запас по ним.
Если покупаете на китайском базаре, типа Aliexpress, то не надейтесь на чудо, в 90% вас обманут и пришлют барахло с параметрами в 2-5 раз хуже. Это многократно проверяли мои коллеги, которые заказывали недорогие LED 5730 иногда по 10 раз. Получали они SMD5730 на 0,1W, вместо 0,5W.
Это определяли по вольтамперной-характеристике.
К тому же у дешевых разброс параметров очень большой. Что бы это определить в домашних условиях своими руками, подключите их последовательно 5-10 штук. Регулирую количество вольт, добейтесь чтобы они слегка светились.
Вы увидите, что часть светит ярче, часть едва заметно. Поэтому некоторые в номинальном рабочем режиме будут греться сильнее, другие меньше.
Мощность будет на них разная, поэтому самые нагруженные выйдут из строя раньше остальных.
Калькулятор для расчёта
- Для удобства читателей опубликовал онлайн калькулятор для расчёта резистора для светодиодов при подключении к стабильному напряжению.
- Калькулятор учитывает 4 параметра:
- количество вольт на выходе;
- снижение напряжения на одном LED;
- номинальный рабочий ток;
- количество LED в цепи.
Подключение в автомобиле
..
При заведенном двигателе бывает в среднем 13,5В — 14,5В, при заглушенном12В — 12,5В. Особые требования при включении в автомобильный прикуриватель или бортовую сеть.
Кратковременные скачки могут быть до 30В. Если у вас используется токоограничивающее сопротивление, то сила тока возрастает прямо пропорционально повышению напряжению питания светодиодов.
По этой причине лучше ставить стабилизатор на микросхеме.
Недостатком использования светодиодных драйверов в авто может быть появление помех на радио в УКВ диапазоне. ШИМ контроллер работает на высоких частотах и будет давать помехи на ваш радиоприёмник. Можно попробовать заменить на другой или линейный типа стабилизатор тока LM317 для светодиодов. Иногда помогает экранирование металлом и размещение подальше от головного устройства авто.
Напряжения питания светодиодов
Из таблиц видно, для маломощных на 1W, 3W этот показатель 2В для красного, желтого цвета, оранжевого. Для белого , синего, зелёного он от 3,2В до 3,4В. Для мощных от 7В до 34В. Эти циферки придется использовать для расчётов.
Таблица для LED на 1W, 3W, 5W
Таблица для мощных светодиодов 10W, 20W, 30W, 50W, 100W
Подключение от 12В
Одно из самых распространенных напряжений это 12 Вольт, они присутствуют в бытовой технике, в автомобиле и автомобильной электронике. Используя 12V можно полноценно подключить 3 лед диода. Примером служит светодиодная лента на 12V, в которой 3 штуки и резистор подключены последовательно.
Пример на диоде 1W, его номинальный ток 300мА.
- Если на одном LED падает 3,2В, то для 3шт получится 9,6В;
- на резисторе будет 12В – 9,6В = 2,4В;
- 2,4 / 0,3 = 8 Ом номинал нужного сопротивления;
- 2,4 * 0,3 = 0,72W будет рассеиваться на резисторе;
- 1W + 1W + 1W + 0,72 = 3,72W полное энергопотребление всей цепи.
Аналогичным образом можно вычислить и для другого количества элементов в цепи.
Подключение от 1,5В
Источник питания для светодиодов может быть и простой пальчиковой батарейкой на 1,5В. Для LED диода требуется обычно минимум 3V, без стабилизатора тут никак не обойтись. Такие специализированные светодиодные драйвера используются в ручных фонариках на Cree Q5 и Cree XML T6. Миниатюрная микросхема повышает количество вольт до 3V и стабилизирует 700мА. Включение от 1.
5 вольт при помощи токоограничивающего сопротивления невозможно. Если применить две батареи на 1.5 вольт, соединив их последовательно, получим 3В. Но батарейки достаточно быстро разряжаются, а яркость будет падать еще быстрее. При 2,5В емкости в батареях останется еще много, но диод уже практически потухнет.
А светодиодный драйвер будет поддерживать номинальную яркость даже при 1В.
Обычно такие модули заказываю на Aliexpress, у китайцев стоят 50-100руб, в России они дороговаты.
Как рассчитать драйвер
Чтобы рассчитать драйвер питания для светодиодов со стабильным током:
- составьте на бумаге схему подключения;
- если драйвер китайский, то желательно проверить выдержит он заявленную мощность или нет;
- учитывайте, что для разных цветов (синий, красный, зеленый) разное падение вольт;
- суммарная мощность не должна быть выше, чем у источника тока.
Нарисуйте схему включения, на которой распределите элементы, если они подключены не просто последовательно, а комбинировано с параллельным соединением.
На китайском блоке питания неизвестного производителя мощность может быть значительно ниже. Они запросто указывают максимальную пиковую мощность, а не номинальную долговременную. Проверять сложнее, надо предельно нагрузить блок питания и замерить параметры.
Для третьего пункта используйте примерные таблицы для 1W,3W, 5W, 10W, 20W, 30W, 50W, 100W, которые приведены выше. Но больше доверяйте характеристикам, которые вам дал продавец. Для однокристальных бывает 3V, 6V, 12V.
Если энергопотребление цепи в сумме превысит номинальную мощность источника питания, то ток просядет и увеличится нагрев. Он восстановится до нормального уровня, если снизить нагрузку.
Для светодиодных лент сделать расчёт очень просто. Измерьте количество Ватт на 1 метр и умножьте на количество метров. Именно измерьте, в большинстве случаем мощность завышена и вместо 14,4 Вт/м получите 7 Вт/м. Ко мне слишком часто обращаются с такой проблемой разочарованные покупатели.
Низковольтное от 9В до 50В
- Кратко расскажу, что использую для включения для блоков на 12В, 19V, 24В и для подключения к автомобильным 12В.
- Чаще всего покупаю готовые модули на ШИМ микросхемах:
- бывают повышающие, например, на входе 12V, на выходе 22В;
- понижающие, например из 24В до 17В.
Не всем хочется тратить большую денежку на покупку готового прожектора для авто, светодиодного светильника или заказывать готовый драйвер. Поэтому обращаются ко мне, что бы из подручных комплектующих собрать что-нибудь приличное. Цена таких модулей начинается от 50руб до 300руб за модель на 5А с радиатором.
Покупаю заранее по несколько штук, расходятся быстро.
Больше всех популярен вариант на линейной ИМС LM317T LM317, простой, надежный устаревший.
Очень популярны модели на LM2596, но она уже устарела и советую обратить внимание на более современное с хорошим КПД. Такие блоки имеют от 1 до 3 подстроечных сопротивлений, которыми можно настроить любые параметры до 30В и до 5А.
Встроенный драйвер, хит 2016
В начале 2016 года стали набирать популярность светодиодные модули и COB диоды с интегрированным драйвером. Они включаются сразу в сеть 220В, идеальный вариант для сборки светотехники своими руками. Все элементы находятся на одной теплопроводящей пластине.
ШИМ контроллеры миниатюрные, благодаря хорошему контакту с системой охлаждения. Тестировать надежность и стабильность еще не приходилось, первые отзывы появятся минимум через полгода использования. Уже заказал самую дешевую и доступную модель COB на 50W.
Чтобы найти такие на китайском базаре Алиэкспресс, укажите в поиске «integrated led driver».
Характеристики
Глобальная проблема, это подделка светодиодов Cree и Philips в промышленных масштабах. У китайцев для этого есть целые предприятия, внешне копируют на 95-99%, простому покупателю отличить невозможно. Самое плохое, когда такую подделку вам продают под видом оригинального Cree T6.
Вы будете подключать поддельный по техническим спецификациям оригинального. Подделка имеет характеристики в среднем на 30% хуже. Меньше световой поток, ниже максимальная рабочая температура, ниже энергопотребление.
Про обман вы узнаете очень не скоро, он проработает примерно в 5-10 раз меньше настоящего, особенно на двойном токе.
Недавно измерял световой поток своих фонариков на левых Cree производства LatticeBright. Доставал всю плату с драйвером и ставил в фотометрический шар. Получилось 180-200 люмен, у оригинала 280-300лм. Без серьезного оборудования, которое преимущественно есть в лабораториях, вы не сможете измерить, соответственно узнать правду.
Иногда попадаются разогнанные диоды, сила тока на которых на 30%-60% выше номинальной, соответственно и мощность.
Недобросовестный производитель, особенно подвально-китайский пользуется тем, что срок службы трудно измерить в часах.
Ведь никто не засекает отработанное время, а когда светильник или светодиодный прожектор выйдут из строя продавца уже не найти. Да и искать бессмысленно, срок гарантии на такую продукцию дают всегда меньше периода службы.
Драйвер или блок питания для светодиодов ?
Сегодня в
продаже можно увидеть множество различных типов источников питания для
светодиодов. Данная статья призвана облегчить выбор нужного вам
источника.
Прежде всего, рассмотрим различие
стандарного блока питания и драйвера
для светодиодов.
Для
начала
нужно определиться — что такое блок питания ? В общем случае
это —
источник питания любого типа, представляющий собой отдельный
функциональный блок. Обычно он имеет определенные входные и выходные
параметры, причем неважно — для питания каких именно
устройств предназначен.
Драйвер для питания светодиодов
обеспечивает стабильный ток на выходе. Другими словами — это
тоже
блок питания. Драйвер — это лишь маркетинговое обозначение —
дабы
избежать путаницы. До появления светодиодов источники тока — а им и
является драйвер, не имели широкого распространения.
Но вот появился
сверхяркий светодиод — и разработка источников тока пошла семимильными
шагами. А чтобы не путаться — их называют драйверами. Итак,
давайте договоримся о некоторых терминах. Блок питания — это источник
напряжения (constant voltage), Драйвер — источник тока (constant
current).
Нагрузка — то, что мы подключаем к блоку питания или драйверу.
Большинство электроприборов и компонентов электроники требуют
для
своей работы источник напряжения. Им является обычная
электрическая сеть, которая присутствует в любой квартире в
виде
розетки. Всем известно словосочетание «220 вольт». Как видите
—
ни слова о токе. Это означает, что если прибор рассчитан на работу от
сети 220 В, то вам неважно — сколько тока он потребляет. Лишь бы было
220 — а ток он возьмет сам — столько, сколько ему нужно. К примеру,
обычный электрический чайник мощностью 2 кВт (2 000 Вт), включенный в
сеть 220 в, потребляет следующий ток : 2 000 / 220 =
9
ампер. Довольно много, учитывая, что большинство обычных
электрических удлинителей рассчитано на 10 ампер. В этом
причина
частого срабатывания защиты (автомата) при включении чайников в розетку
через удлинитель, в который и так вставлено много приборов — компьютер,
например. И хорошо, если защита сработает, в противном случае
удлинитель может просто расплавиться. И так — любой прибор,
рассчитанный на включение в розетку — зная, какова его мощность, можно
вычислить потребляемый ток.
Но большинство бытовых устройств,
таких как телевизор, DVD-проигрыватель, компьютер, нуждаются в
понижении сетевого напряжения с 220 В до нужного им уровня — например,
12 вольт. Блок питания — это как раз то устройство, которое занимается
таким понижением. Понизить напряжение сети можно
разными способами. Самые распостраненные блоки питания —
трансформаторный и импульсный.
В
основе такого блока питания лежит большая, железная, гудящая
штуковина.:) Ну, нынешние трансформаторы гудят поменьше. Основное
достоинство — простота и относительная безопасность таких блоков. Они
содержат минимум деталей, но при этом обладают неплохими
характеристиками. Основной минус — КПД и габариты. Чем больше мощность
блока питания — тем он тяжелее. Часть энергии расходуется на «гудение»
и нагрев 🙂 Кроме того, в самом трансформаторе теряется часть энергии.
Другими словами — просто, надежно, но имеет большой вес и много
потребляет — КПД на уровне 50-70%. Имеет важный неотъемлемый плюс —
гальваническую развязку от сети. Это означает, что если произойдет
неисправность или вы случайно залезете рукой во вторичную цепь питания
— током вас не стукнет 🙂 Еще один несомненный плюс — блок
питания может быть включен в сеть без нагрузки — это ему не повредит.
Но давайте посмотрим, что будет, если перегрузить
такой блок питания. Имеется
: трансформаторный блок питания с выходным напряжением 12 вольт и
мощностью 10 ватт. Подключим к нему лампочку 12 вольт 5 ватт. Лампочка
будет светиться на все свои 5 ватт и потреблять тока 5 / 12 = 0,42 А . 
Подключим вторую лампочку последовательно к первой, вот так
:
Обе
лампочки будут светиться, но очень тускло. При последовательном
соединении ток в цепи останется тем же — 0,42 А, а вот напряжение
распределится между двумя лампочками, то есть каждая получит по 6
вольт. Понятно, что светиться они будут еле-еле. Да и потреблять при
этом будут каждая примерно по 2,5 Вт.
Теперь изменим условия — подключим лампочки параллельно :
В
итоге напряжение на каждой лампе будет одинаковое — 12 вольт, а вот
тока они возьмут каждая по 0,42 А. То есть ток в цепи возрастет в два
раза. Учитывая, что блок у нас мощностью 10 Вт — мало ему уже
не
покажется — при параллельном включении мощность нагрузки, то есть
лампочек, суммируется. Если мы еще и третью подключим — то блок питания
начнет дико греться и в конце концов сгорит, возможно, прихватив с
собой вашу квартиру. А все это потому, что он не умеет
ограничивать ток. Поэтому очень важно правильно рассчитать нагрузку на
блок питания. Конечно, блоки посложнее содержат защиту от перегрузки и
автоматически отключаются. Но рассчитывать на это не стоит — защита,
бывает, тоже не срабатывает.
Самый
простой и яркий представитель — китайский блок питания
для галогеновых ламп 12 В. Содержит
небольшое количество
деталей, легкий, маленький. Размеры 150 Вт блока — 100х50х50 мм, вес
грамм 100. Такой же трансформаторный блок питания весил бы килограмма
три, а то и больше. В блоке питания для галогенных ламп тоже есть
трансформатор, но он маленький, потому что работает на повышенной
частоте. Надо отметить, что КПД такого блока тоже не на
высоте —
порядка 70-80%, при этом он выдает приличные помехи в электрическую
сеть. Есть еще множество блоков, основанных на аналогичном принципе —
для ноутбуков, принтеров и т.п. Итак, основное достоинство — небольшие
габариты и малый вес. Гальваническая развязка также присутствует.
Недостаток — тот же, что и у его трансформаторного собрата. Может
сгореть от перегрузки 🙂 Так что если вы решили
сделать у
себя дома освещение на 12 В галогенных лампах — подсчитайте допустимую
нагрузку на каждый трансформатор.
Желательно создавать от 20 до 30%
запаса. То есть если у вас трансформатор на 150 Вт — лучше не вешайте
на него больше, чем 100 Вт нагрузки. И внимательно следите за
равшанами, если они делают у вас ремонт. Расчет мощности им доверять не
стоит. Также стоит отметить, что импульсные блоки не любят
включения без
нагрузки. Именно поэтому не рекомендуется оставлять зарядные
устройства
для сотовых в розетке по окончании зарядки. Впрочем, это все делают,
поэтому большинство нынешних импульсных блоков содержат защиту от
включения без нагрузки.
Эти два простых представителя
семейства блоков питания выполняют общую задачу — обеспечение нужного
уровня напряжения для питания устройств, которые к ним подключены. Как
уже было сказано выше — устройства сами решают — сколько тока им нужно.
В
общем случае драйвер — это источник тока для светодиодов.
Для него обычно не
бывает параметра «выходное напряжение». Только выходной ток и мощность.
Впрочем, вы уже знаете, как можно определить допустимое выходное
напряжение — делим мощность в ваттах на ток в амперах.
На практике это означает следующее. Допустим , параметры
драйвера
следующие : ток — 300 миллиампер, мощность — 3 ватта. Делим 3 на 0,3 —
получаем 10 вольт. Это максимальное выходное напряжение , которое может
обеспечить драйвер. Предположим, что у нас есть три светодиода, каждый
из них рассчитан на 300 мА, а напряжение на диоде при этом должно быть
около 3 вольт. Если мы подключим один диод к нашему драйверу, то
напряжение на его выходе будет 3 вольта, а ток 300 мА.
Подключим
второй диод последовательно (см. пример с
лампами выше) с
первым — на выходе будет 6 вольт 300 мА, подключим третий — 9 вольт 300
мА. Если же мы подключим светодиоды параллельно — то эти 300 мА
распределятся между ними примерно поровну, то есть примерно по 100 мА.
Если мы подключим к драйверу
на 300 мА трехваттные светодиоды с рабочим током 700 мА — они будут
получать только 300 мА.
Надеюсь,
принцип понятен. Исправный
драйвер ни при каких условиях не выдаст больше тока, чем он рассчитан —
как бы вы не подключали диоды. Надо отметить, что есть
драйвера,
которые рассчитаны на любое количество светодиодов, лишь бы их общая
мощность не превышала мощность драйвера, а есть те, которые рассчитаны
на определенное количество — 6 диодов, например. Некоторый разброс в
меньшую сторону они, впрочем, допускают — можно подключить
пять
диодов или даже четыре. КПД универсальных драйверов
хуже чем у их
собратьев, рассчитанных на фиксированное количество диодов в силу
некоторых особенностей работы импульсных схем. Также драйвера
с
фиксированным количеством диодов обычно содержат защиту от нештатных
ситуаций. Если драйвер рассчитан на 5 диодов, а вы подключили три —
вполне возможно , что защита сработает и диоды либо не включатся либо
будут мигать , сигнализируя об аварийном режиме. Надо отметить, что
большинство драйверов плохо переносят подключение к питающему
напряжению без нагрузки — этим они сильно отличаются от обычного
источника напряжения. Итак ,
разницу между блоком питания и драйвером мы определили. Теперь
рассмотрим основные типы драйверов для светодиодов, начиная с самых
простых.
Это простейший драйвер для светодиода.
Выглядит как бочонок с двумя выводами. Резистором можно ограничить ток
в
цепи, подобрав нужное сопротивление. Как это сделать —
подробно
описано в статье «Подключение
светодиодов в авто»
Недостаток
— низкий КПД, отсутствие гальванической развязки. Способов
надежно запитать светодиод от сети 220 В через резистор не существует,
хотя во многих бытовых выключателях подобная схема используется. Сходна
со схемой на резисторе. Недостатки те же. Возможно изготовить
конденсаторную схему достаточной надежности, но при этом стоимость и
сложность схемы сильно возрастут. Это
следующий представитель семейства простейших драйверов
для
светодиодов. Подробности — в вышеупомянутой статье о
светодиодах в
авто. Недостаток — низкий КПД, требуется первичный источник питания.
Преимущество — надежность, простота схемы.
Данный тип драйверов получил изрядную популярность благодаря
простоте схемы, дешевизне комплектующих и небольших габаритах.
Преимущество
— универсальность, доступность. Недостаток — требует квалификации и
осторожности при сборке. Отсутствует гальваническая развязка с сетью
220 В. Высокие импульсные помехи в сеть. Низкий коэффициент мощности. В
эту категорию входят драйверы, рассчитанные на подключение к
первичному источнику напряжения — блоку питания или
аккумулятору.
Например, это драйверы для светодиодных фонарей или ламп,
предназначенных для замены галогенных 12 В. Преимущество — небольшие
габариты и вес, высокий КПД, надежность, безопасность при эксплуатации.
Недостаток — требуется первичный источник напряжения.
Полностью
готовы к использованию и содержат все необходимые элементы для питания
светодиодов. Преимущество — высокий КПД, надежность, наличие
гальванической развязки, безопасность при эксплуатации. Недостаток —
высокая стоимость, труднодоступны для приобретения. Могут быть как в
корпусе, так и без корпуса. Последние обычно применяют в составе ламп
или других источников света. Большинство
людей, планирующих использовать светодиоды,
совершают типичную ошибку.
Сначала приобретаются сами СИД, затем под них
подбирается драйвер.
Ошибкой это можно считать потому, что в настоящее
время
мест, где можно приобрести в достаточном ассортименте
драйвера,
не так уж и много. В итоге, имея на руках вожделенные светодиоды, вы
ломаете голову — как подобрать драйвер из имеющегося в наличии.
Вот купили вы 10 светодиодов — а драйвера только на 9 есть. И
приходится ломать голову — как быть с этим лишним светодиодом. Может
быть, проще было сразу на 9 рассчитывать. Поэтому выбор драйвера должен
происходить одновременно с выбором светодиодов. Далее, нужно
учитывать особенности светодиодов, а именно падение напряжения на них.
К примеру, красный 1 Вт светодиод имеет рабочий ток 300 мА и падение
напряжения 1,8-2 В. Потребляемая им мощность составит 0,3 х 2 = 0,6 Вт
. А вот синий или белый светодиод имеет при таком же токе падение
напряжения 3-3,4 В, то есть мощность 1 Вт. Стало быть,
драйвер с
током 300 мА и мощностью 10 Вт «потянет» 10 белых или 15 красных
светодиодов. Разница существенная. Типовая схема
подключения 1 Вт светодиодов к драйверу с выходным током 300
мА
выглядит так :
У стандартных 1 Вт светодиодов минусовой вывод больше плюсового по
размеру, поэтому его легко отличить.
Как
же быть, если доступны только драйвера с током 700 мА ? Тогда придется
использовать четное количество светодиодов, включая
их по два
параллельно.
Хочу
заметить, что многие ошибочно предполагают, что рабочий ток 1 Вт
светодиодов — 350 мА. Это не так, 350 мА — это МАКСИМАЛЬНЫЙ рабочий
ток. Это означает, что при продолжительной работе необходимо
использовать источник питания с током
300-330 мА.
Это же верно и для
параллельного включения — ток на один светодиод не должен
превышать указанной цифры 300-330 мА. Вовсе не значит, что работа на
повышенном токе вызовет отказ светодиода. Но при недостаточном
теплоотводе каждый лишний миллиампер способен сократить срок
службы.
К тому же чем выше ток — тем ниже КПД светодиода, а
значит, сильнее его нагрев.
Если речь пойдет о подключении
светодиодной ленты или модулей, рассчитанных на 12 или 24 вольта, нужно
принимать во внимание, что предлагаемые для них источники питания
ограничивают напряжение, а не ток, то есть не являются драйверами в
принятой терминологии. Это означает, во первых, что нужно внимательно
следить за мощностью нагрузки, подключаемой к определенному блоку
питания. Во-вторых, если блок недостаточно стабилен, скачок выходного
напряжения может погубить вашу ленту. Слегка облегчает жизнь
то,
что в лентах и модулях (кластерах) установлены резисторы,
позводяющие ограничить ток до определенной степени. Надо сказать,
светодиодная лента потребляет относительно большой ток. Например, лента
smd 5050 , количество светодиодов в которой составляет 60 штук на метр,
потребляет около 1,2 А на метр. То есть для запитки 5 метров
понадобится блок питания с током не менее 7-8 ампер. При этом 6 ампер
потребит сама лента, а один-два ампера нужно оставить про запас, чтобы
не перегружить блок. А 8 ампер — это почти 100 ватт. Такие блоки
недешевы.
Драйверы более оптимальны для подключения ленты,
но найти такие специфические драйвера проблематично.
Подытоживая, можно сказать, что выбору драйвера для
светодиодов
нужно уделять не меньше, а то и больше внимания, чем светодиодам.
Небрежность при выборе чревата выходом из строя светодиодов, драйвера,
чрезмерным потреблением и другими прелестями 🙂
Юрий Рубан, ООО «Рубикон», 2010 г.
Блок питания или драйвер для светодиодных ламп?
На сегодняшний день в продаже существует множество всевозможных источников питания для светодиодных ламп. Из данной статьи вы узнаете, как правильно выбрать источник питания для ваших светодиодов.
Но для начала, давайте рассмотрим, что такое блок питания для светодиодов и чем он отличается от драйвера? Если говорить обобщенно – это источник питания в виде отдельного функционального блока для любых электрических устройств. Драйвер — тот же блок питания, который создает стабильное напряжение на выходе. А называется он драйвером из-за маркетинговых соображений лишь в целях предотвращения путаницы.
До того момента, как появились светодиодные лампы, источники тока не были слишком популярны. Но когда был создан очень яркий светодиод, то популярность источников питания резко возросла. А чтобы не запутаться в обозначениях их назвали драйверами.
- Теперь подытожим вышесказанное, чтобы в будущем не запутать самих себя: драйвер – это источник тока, блок питания – источник напряжения, а нагрузка – то, что мы подводим к драйверу или блоку питания.
- Блок питания
- Для полноценной работы всем электроприборам необходимо наличие источника напряжения, в качестве которого используются обычные, присутствующие в каждой квартире электрические розетки.
Все мы слышали такую связку слов как «220 Вольт». В ней нет ни единого слова о токе и это значит, что если электроприбор рассчитан для работы от сети 220В, то не имеет значения, сколько тока ему понадобится, главное чтобы было 220В.
Однако многие бытовые электроприборы, например телевизоры или компьютеры, требуют уменьшения напряжения из сети с 220 до 12 вольт. Именно в этих целях и используются блоки питания. Существует два наиболее популярных вида блоков – импульсный и трансформаторный.
О трансформаторном блоке питания
Главное преимущество блока питания такого типа – безопасность и простота использования. В них присутствует минимальный набор деталей, но при этом они обладают хорошими параметрами. Из недостатков – небольшой КПД (50-70%), большой вес и габаритные размеры (чем выше мощность – тем тяжелее блок питания).
И есть еще один недостаток – в случае перегрузки блок питания может загореться и вызвать пожар. Конечно же, схема блока питания для светодиодов предусматривает наличие специальной защиты на случай перегрузки, но бывают случаи, когда защита не всегда срабатывает.
Поэтому не стоит на нее всецело полагаться.
Об импульсном блоке питания
Наиболее простой и известный представитель – китайский блок питания, предназначенный для 12-вольтовых галогенных ламп. В нем присутствует немного деталей, он легкий по весу, обладает небольшими габаритами, а КПД находится на уровне 70-80%. Главный недостаток такой же, как и у трансформаторного блока – риск возгорания от перегрузки.
Это два основных типа блоков и резюмируя все вышесказанное можно отметить, что подключение блока питания светодиодов выполняет определенную задачу, а именно обеспечивает необходимое напряжение для их питания.
О драйверах
Драйвер является источником тока для светодиодных ламп. У него нет такого параметра как «выходное напряжение», лишь мощность и выходной ток.
В действительности это значит, что при любых условиях, как бы не осуществлялось подключение светодиодов, драйвер не выдаст тока больше, чем расчетное значение. Важно подметить, что есть такие виды драйверов, которые рассчитываются для любого количества светодиодных элементов, главное чтобы их суммарная мощность была меньше, чем мощность самого драйвера.
А еще есть такие драйверы, предназначенные лишь для конкретного количества светодиодов – шести штук, например. Конечно же, можно подключить и меньшее количество – четыре или пять. КПД таких драйверов выше, чем у драйверов универсального типа из-за специфики работы импульсной схемы.
- Вот мы и поняли разницу между драйверами и блоками питания. Теперь вкратце рассмотрим, какие бывают основные виды драйверов для светодиодов:
- · Резистор
- · Конденсаторная схема
- · Микросхема LM317
- · Драйвер на микросхеме типа HV9910
- · Драйвер с низковольтным входом
- · Сетевой драйвер
- Об использовании драйверов в реальной жизни
Многие люди, которые собираются устанавливать светодиодные элементы, совершают одну и ту же ошибку – сначала покупают СИД и только потом подбирают драйвер для них. Это считается ошибкой лишь по той причине, что не так то и просто найти большой ассортимент драйверов. В итоге у вас на руках будут купленные светодиоды, но нет нужного драйвера для их подключения.
Поэтому лучше всего выбирать светодиоды одновременно с драйверами. Да и вообще, подборке драйвера для светодиодных элементов нужно уделять даже большее значение, чем самим светодиодам, ведь халатное отношение к их выбору может обернуться поломкой светодиодов, драйвера и перерасходом электроэнергии.
Сегодня светодиоды уже настолько вошли в нашу жизнь, что некоторые предметы мы без них себе не представляем.
Маленькие яркие фонарики, гирлянды, украшающие городские улицы, яркие светодиодные модули, создающие разноцветные фантастические узоры на вывесках.
В наружной рекламе без светодиодов уже не обойтись – без них вечерняя жизнь города потеряла бы много красок. А как эффектно выглядит светодиодная подсветка витрин с помощью ленты – в такой магазин сразу тянет зайти.
Светодиодные устройства с успехом применяют не только рекламные фирмы, используя светодиодные линейки и модули. Ленты со светодиодами часто приобретают обычные покупатели.
Эти полоски шириной меньше сантиметра чрезвычайно удобны в использовании, а свет дают яркий и ровный. Продается светодиодная лента в рулонах, при покупке отрезается по особым меткам нужного размера.
Внизу предусмотрено клейкое основание, что позволяет прикреплять изделие к любой поверхности. Яркость ленты зависит от количества светодиодов на метр.
Потребитель уже разобрался, что к чему, и всё больше заменяет традиционные виды освещения светодиодным.
И цены на светодиодную подсветку в Украине вполне приемлемые – каждый может позволить себе купить такие лампочки, прожекторы или несколько метров ленты со светодиодами.
Причем подобрать ее можно любого цвета – теплого, холодного, белого, желтого, красного и других. Также существуют RGB ленты, в которых цветом можно управлять с помощью контроллера. Их часто используют в елочных гирляндах.
Так как отрезать от рулона светодиодную ленту можно любой длины, их стали часто использовать для внутренней отделки квартир.
Ведь монтаж подсветки интерьера из светодиодов не только красив, но и весьма экономичен. Называются такие ленты гибкими, и не зря – по любой замысловатой траектории проложить светящуюся ленту не составит труда.
За счет того, что она сразу приклеивается, куда надо, монтаж займет считанные минуты.
Стоит заметить, что светодиодная led подсветка потолка может служить не только для декоративных целей, но и полностью заменить освещение, например, в спальне. Приклеив ленту к потолку, надо ее подключить. Напряжение, необходимое для питания – 12 вольт.
Затем умножаем число метров ленты на заявленную производителем мощность (указывается на метр ленты), прибавляем запас двадцать процентов и получаем необходимую мощность источника питания. Если у нас RGB лента, надо добавить еще от трех до пяти ватт для питания контроллера.
Зная мощность и напряжение, приобретаем блок питания для подсветки.
Источник питания к ленте припаиваем, обычно минус и плюс промаркированы. Если маркировки нет, прозвоните блок питания. Не имея прибора, подключайте плюс к проводу с надписью – это обычно срабатывает. Если ошибетесь – не беда – ленте ничего не будет.
Для подключения контроллера его минус подсоедините к минусу блока питания, а контакты R (красный), G (зеленый) и B (синий), обозначенные такого же цвета проводами, подключите к одноименным на ленте. Плюс ленты соедините с плюсом источника питания.
В данной статье мы осветим проблему выбора подходящей вам светодиодной ленты из большого количества предложений на рынке. Опишем, как сделать светодиодную подсветку, которая прослужит вам долго.
В последнее время появилось много фирм, предлагающих купить у них оборудование на светодиодах. Многие из них заказывают его в Китае, где налажено производство очень дешевых и некачественных светодиодных лент.
Между тем, на срок службы и яркость изделий очень сильно влияют компоненты светодиодных модулей. Расскажем немного о них.
Основой светодиода является кристалл. Создание кристалла — сложный технологический процесс, требующий специальных знаний и обширного опыта.
В настоящее время в развитии технологий, позволяющих улучшить светодиод, участвуют лишь несколько фирм. Другие организации производят дешевые светодиоды, не отличающиеся высоким качеством, а, соответственно, и долгим сроком службы.
Минусом любого светодиода является падение с течением времени излучаемого им светового потока.
Другой частью светодиода является корпус кристалла. Кристалл во время работы излучает тепло и сильно нагревается. Чем лучше корпус отводит тепло, тем дольше срок службы светодиодного модуля. Огромное значение также имеет качественное изготовление контактных соединений.
Люминофор служит для придания излучаемому свету необходимой яркости и цвета. В зависимости от качественных характеристик люминофора свечение может иметь различные оттенки (от желтоватого до голубоватого). Важным показателем светодиодных лент является однородность свечения.
При изготовлении ленты все светодиодыдля подсветки интерьера должны быть откалиброваны, в том числе по цвету излучения.
Производители дешевой продукции обычно не утруждают себя такой процедурой, в результате чего появляются ленты из светодиодов, излучающих свечение различных оттенков.
Кристалл светит в одном направлении. Чтобы распределить излучаемый свет так как надо, применяется специальная оптика. От качества линз зависит качество свечения светодиода.
Нечистоплотные производители экономят на используемых материалах. Иногда они применяют более дешевые комплектующие, не предназначенные для целей освещения.
В результате этого, изделие практически сразу после покупки приходит в негодность.
Таким образом, качественная светодиодная лента, которая прослужит вам долго, должна стоить дорого. Дешевая лента при ее незначительном использовании также может сохранять работоспособность в течение долгого времени, а может сломаться почти сразу.
Определить качественная ли перед вами светодиодная лента, в том числе светодиодная линейка в подсветке интерьера, помогут следующие советы:
1. Понаблюдайте за включенными светодиодами. Если они излучают свет разных оттенков и яркости, то лента некачественная.
2. Если нет возможности подключить ленту, просто внимательно осмотрите ее. Все светодиоды и места пайки должны быть однородными, без повреждений.
3. Покупайте товар только в организациях с многолетним опытом торговли светодиодной продукцией.
0?DoScroll(-1, ''):DoScroll(1, ''); return false;>
0?DoScroll(-1, ''):DoScroll(1, ''); return false;>