Самодельный блок питания для светодиодной ленты. Переделка своими руками из старых БП

Содержание

Зачем нужны драйверы для светодиодов и что это такое

Ответ на вопрос, что такое драйвер для светодиода, довольно прост. Это устройство, стабилизирующее напряжение и придающее ему те характеристики, которые нужны для работы LED-элементов. Чтобы было понятнее, проведем аналогию с пускорегулирующим устройством люминесцентной лампы, которая также не может работать без дополнительного оборудования. Разница лишь в том, что драйвер имеет компактный размер и умещается в корпусе светового прибора. По сути его можно назвать стабилизирующим пусковым устройством или преобразователем частоты.

Даже внутри светодиодной лампочки есть миниатюрный преобразователь малой мощностиДаже внутри светодиодной лампочки есть миниатюрный преобразователь малой мощности

Простой драйвер для мощного светодиода

Как правильно подобрать драйвер для светодиодовДля стабилизатора-драйвера нам понадобиться:Как правильно подобрать драйвер для светодиодовКак правильно подобрать драйвер для светодиодов

Достоинства LM317

  • Диапазон стабилизации напряжения от 1,7 (включая напряжение светодиода – 3 В) до 37 В. Отличная характеристика, для автомобилистов: яркость не будет плавать на любых оборотах;
  • Выходной ток до 1,5 можно подключать несколько мощных светодиодов;Стабилизатор имеет встроенную систему защиты от перегрева и короткого замыкания.
  • Минусовое питание светодиода в схеме включения берется от источника питания, поэтому при креплении к корпусу автомобиля уменьшается количество монтажных проводов, а корпус может играет роль большого теплоотвода для светодиода.

Схема драйвера для мощного светодиода

Как правильно подобрать драйвер для светодиодов

Если мощность вашего светодиода превышает 1 Вт, то микросхему необходимо установить на радиатор. Вообще LM317 рассчитана на ток до 1,5.Питать нашу схему можно напряжение от 3 до 37 вольт. Согласитесь, солидный диапазон питания получается. Но чем больше напряжение, тем больше греется микросхема, учтите это.

Как правильно подобрать драйвер для светодиодовКак правильно подобрать драйвер для светодиодовКак правильно подобрать драйвер для светодиодовКак правильно подобрать драйвер для светодиодов

На али экспресс можно купить готовый стабилизатор, с переменным резистором под любой ток – LM317 линейный регулятор.

Как работают стабилизирующие устройства для светодиодов

Принцип работы преобразователя для светодиодных ламп и лент состоит в поддержании заданной величины тока независимо от выходного напряжения. В этом и заключается разница между блоком питания и драйвером для светодиодов.

Простейшая схема драйвера для светодиодной лампы

Простейшая схема драйвера для светодиодной лампы

Если посмотреть на представленную выше схему то мы увидим, что ток, благодаря резистору R1, стабилизируется, а конденсатор C1 задает необходимую частоту. Далее в работу включается диодный мост, в результате чего на светодиоды поступает стабилизированный ток.

Внешние блоки питания, не входящие в комплект поставки

На рынке встречаются светодиодные светильники, имеющие низкое напряжение питания (обычно 12 или 24 В). Они предназначены для питания от источника со стабилизированным выходным напряжением или от электронного трансформатора. Нередко БП в комплект поставки таких светильников не входит, что позволяет сэкономить средства, установив один БП на несколько светильников.  Если светильник допускает питание как от переменного, так и от постоянного тока, то лучше использовать постоянный ток, т.е. устанавливать БП, а не электронный трансформатор.

Выбирая внешний БП, следует иметь в виду, что максимальный КПД достигается в том случае, если нагрузка равна приблизительно 80% от номинального значения. Соответственно, умножив мощность подключенных к БП светильников на коэффициент 1,25, мы получим оптимальное значение номинальной мощности БП. Иногда мощность БП выбирают «на вырост» с учетом, что к нему позже дополнительно подключат светильники. Тогда суммарная мощность светильников «первой очереди» подключения должна быть в 1,2 раза больше минимальной мощности нагрузки БП, иначе будет срабатывать защита от холостого хода.

Применение внешнего блока питания, не входящего в комплект поставки, дает возможность повысить надежность системы, так как в светильники встроены только драйверы. Электронные компоненты в них работают при низких напряжениях, так что их качество не так критично. А модель БП пользователь выбирает самостоятельно, исходя из своих потребностей, и может запросить на него всю необходимую информацию у поставщика.

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

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.

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

Вопрос о том отличаются ли между собой led-driver для светодиодной лампы и ленты, волнует всех тех, кто своими руками желает сделать подсветку из расходных материалов. Ответить на него можно лишь, предварительно разобравшись, что собой представляет лэд-полоска, из каких элементов она состоит и как все это работает.

Обычная лед-лента – это набор светодиодов, соединенных между собой в один или несколько рядов по электросхеме и закрепленные на специальной эластичной подложке. В свою очередь внутри они разбиты на группы по 3 или 6 кристаллов. Все они соединены через токоограничитель-резистор по последовательной цепочке. При этом группы между собой имеют параллельное подключение.

Светодиодные ленты

Рабочее напряжение для лед-полосок имеет значение в 12 или 24 вольта. При этом вся лента разделена на секции. В каждой из них есть свой резистор – для ограничения и стабилизации тока. Таким образом, в задачу блока питания входит преобразование выходного напряжения строго до 12 или 24 вольт – ни больше и не меньше. Именно в этом и состоит отличие от обычного led-driver, который может быть рассчитан на любое другое рабочее напряжение (как правило, это диапазон, например, от 8 до 13 вольт). При этом драйвер лед-ленты совсем не следит за параметрами выходящего тока – это задача резисторов в каждой группе светодиодов.

Драйвер для светодиодных АГ — DRIVE2

Заказал в Китае светодиодные ангельские глазки.ru.aliexpress.com/item/Fr…1107942&shopNumber=31809036 smd 3020 диодов (хотя пишут, что 3528; а может быть я неправильно измерил), Номинальный ток 20 мА.Подключены они в 12 цепочек по 3 диода. Токоограничительный резистор — 130 Ом.Так как китайцам я не доверяю, то решил пересчитать сам.Открываем калькулятор на cxem.net и получаем.

Как правильно подобрать драйвер для светодиодов

Расчет на 12 В.

Как правильно подобрать драйвер для светодиодов

Расчет на 14 В.

Так вот, почему мрут диоды в китайских поделках — они просто рассчитаны на 12 вольт, и не учитывают работу генератора в автомобиле.

Решил сделать финт ушами, и запитать ангельские глазки от драйвера на PT4115, ограничив максимальный ток на 200 мА. В таком случае, токозадающий резистор будет 0,5 Ом.

На таком токе 36 диодов это очень ярко, и ночью спасибо никто не скажет, поэтому решил сделать 2 режима: ДХО и габарит (и я знаю, что для ДХО АГ не годятся. Для ДХО у меня другие диодные лампы, а АГ просто как декоративный элемент)

Повторил схему из этой записи: www.drive2.ru/b/938270/Схема — Вариант схемы «ДХО/габарит» с регулировкой яркости «габарита»

В качестве мосфета выпаял первый попавшийся smd из старой материнки, стабилитрон поставил на 5,1 В. В остальном, схема идентична.

Собрал на макетной плате, а драйвер готовый в нее просто впаял.Драйвер на PT4115 брал тут: ru.aliexpress.com/item/3W…MW-Dimmer/1892133171.html

Подстроечником выставил минимальный ток. Получилось примерно 30 мА на все 36 диодов.

Хорошего питания и долгой жизни вашим светодиодам =)

Как правильно подобрать драйвер для светодиодовКак правильно подобрать драйвер для светодиодов

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

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.

Полезный совет! Какого качества будет светодиодный драйвер – выбирать вам. Однако следует заметить, что особенно важно приобретать фирменный преобразователь, если речь идет о применении его для прожекторов из светодиодов и мощных светильников.

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

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

Область применения светодиодных светильников ASD

Как правильно подобрать драйвер для светодиодов

ASD светодиодные лампы достаточно универсальны и многофункциональны, за счет чего могут использоваться для решения разных задач:

Освещение потолка. Декоративная подсветка и полноценное верхнее освещение.

Подсветка комнаты. Спальни, гостиные, прихожие, другие помещения

Важно лишь правильно рассчитать необходимое количество, мощность и расположение.

Кухня. Подсветка потолков, отдельных элементов, рабочих поверхностей и мебели.

Промышленное освещение

Предприятия, автостоянки, торговые и общественные объекты.

Заключение

Светодиодные лампы быстро заняли свою нишу в сфере организации освещения любого типа.

Несмотря на то что компания ASD производит качественную и разнообразную продукцию светодиодного освещения, у компании есть основные конкуренты, которые также имеют свои преимущества, например такие как CREE или Ecola.

Многообразие конструкций, характеристик, форм и размеров позволяет добиться любого результата, подобрать оптимальный уровень освещенности и подчеркнуть особенности оформления помещения.

Виды драйверов по типу устройства

Различают два типа драйверов для светодиодов:

  • Линейные. Типовая линейная схема драйвера светодиодной лампы основана на транзисторе с P-каналом. Такое устройство лучше использовать, если входное напряжение неустойчивое. Оно обеспечивает более плавную стабилизацию тока, надежно в эксплуатации и имеет доступную цену. Несмотря на такие не преимущества данный драйвер не получил широкого применения. Он отличается низкой эффективностью, в процессе работы выделяет много тепла и его невозможно использовать для подключения мощных светодиодных ламп.
Линейная схема и некоторые преобразователя на ее основеЛинейная схема и некоторые преобразователя на ее основе

  • Импульсные. Принцип действия основан на широтно-импульсной модуляции. КПД преобразования тока таких устройств достигает 95%. Они имеют небольшой размер, выделяют мало тепла , защищают светодиоды от негативного воздействия внешних факторов. Их использование положительно сказывается на продолжительности функционирования LED-освещения.
Импульсный корпусный преобразователь для использования вне помещенийИмпульсный корпусный преобразователь для использования вне помещений

Важно! Импульсные драйверы имеют достаточно высокий уровень электромагнитных помех. В теории люди использующие кардиостимуляторы могут ощущать дискомфорт от нахождения в помещении, освещённом такими приборами. Однако, как показала практика, чтобы на кардиостимулятор повлияло магнитное поле драйвера необходимо нахождение человека на расстоянии менее метра от высокого мощного LED-прожектора.

Китайские драйверы

Востребованность драйверов для светодиодов способствует их массовому производству в Китае. Эти устройства представляют собой импульсные источники тока, обычно на 350-700 мА, часто не имеющие корпуса.

Китайский светодиодный драйвер

Китайский драйвер для светодиода 3w

Основные их достоинства – низкая цена и наличие гальванической развязки. Недостатки следующие:

  • низкая надежность из-за использования дешевых схемных решений;
  • отсутствие защиты от перегрева и колебаний в сети;
  • высокий уровень радиопомех;
  • высокий уровень пульсаций на выходе;
  • недолговечность.

Led драйвер своими руками

Простейший драйвер своими руками можно изготовить за 30 минут, даже если вы не знаете основы электроники. В качестве источника напряжения можно использовать блок питания от бытовой электроники с напряжением от 12В до 37В. Особенно подходит блок питания от ноутбука, у которого 18 – 19В и мощность от 50W до 90W.

Потребуется минимум деталей, все они изображены на картинке. Радиатор для охлаждения мощного светодиода можно позаимствовать из компьютера. Наверняка где-нибудь дома в кладовке у вас пылятся старые запчасти от системного блока. Лучше всего подойдёт от процессора.

Ччто бы узнать номинал требуемого сопротивления, используйте калькулятор расчёта стабилизатора тока для LM317.

Прежде чем делать led driver 50W своими руками, стоит немного поискать, например есть в каждой диодной лампе. Если у вас есть неисправная лампочка, у которой неисправность в диодах, то можно использовать driver из неё.

Список использованной литературы

  • Лейтес Л. В. «Электромагнитные расчеты трансформаторов и реакторов» 1981
  • Кислицын А.Л. «Трансформаторы» 2001
  • Родштейн Л.П. «Электрические аппараты» 1989
  • Тихомиров П.М. «Расчет трансформаторов» 1976

Линейный светодиодный драйвер своими руками.

Эта часть статьи посвящена радиолюбителям.

Оригинальный линейный источник тока на компараторе.

Это весьма интересная схема. В качестве ключевого элемента выступает униполярный (полевой) транзистор. Степенью его открытия управляет микросхема – квадрантный компаратор напряжения. Возможно, эта схема покажется сложной, но тем не менее ее можно смело отнести к линейным источникам тока, так как управление током осуществляется через соединение «исток-сток». Степень открытия зависит от приложенного к затвору напряжения. Регулировка достигается за счет связи одного из входов компаратора и напряжения со стока. VD1 выполняет функцию защиты.

Основные причины поломок светодиодных ламп

В рассматриваемой схеме применены простейшие электронные компоненты, которые редко выходят из строя. По статистике чаще всего повреждается электролитический сглаживающий конденсатор. Проблемы возникают, если «экономно» применяют детали без запаса по номиналу напряжения.

Также встречается недостаточно качественные паяные соединения. Они разрушаются после нескольких циклов включения/выключения в результате температурного расширения/уменьшения. Ремонт светодиодных светильников может понадобится чаще, если они установлены в помещении с повышенной влажностью. В лампах этого типа нет контактных групп, которые повреждаются при образовании пленки из окислов. Поэтому здесь тоже причиной поломки будет бракованная пайка.

Иногда плохо организован отвод тепла. В таких условиях светодиоды не способны выполнять свои функции длительное время. Недопустимо, если вместо металлического радиатора установлена пластиковая подделка. Такие изделия имеет смысл ремонтировать только с полной заменой негодных частей конструкции. При некомпетентной сборке «экономят» термопасту или не используют ее вовсе. В этом случае даже качественный алюминиевый радиатор не выполнит свои функции с максимальной эффективностью.

Что влияет на срок службы преобразователей

Причинами выхода из строя преобразователя становятся:

  1. Резкие скачки напряжения в сети.
  2. Повышенная влажность, если устройство не соответствует по степени защиты.
  3. Перепады температур.
  4. Недостаточная вентиляция.
  5. Повышенная запыленность.
  6. Неправильный расчет мощности потребителей.

Вот что происходит при перегреве устройства стабилизации токаВот что происходит при перегреве устройства стабилизации тока

Любую из этих причин можно предупредить или исправить. Это означает, что в силах домашнего мастера продлить срок службы стабилизирующего устройства.

Изготовление драйвера для светодиодов своими руками

Внимание! Проверяя модифицированное устройство необходимо быть крайне внимательным, можно получить удар током в 450 В

Более подробно о том, как сделать драйвер для светодиодной лампы на 220 В по схеме своими руками можно узнать на видео:

Вопросы надежности

В электронной аппаратуре обычно соединения между элементами отказывают чаще, чем сами элементы. Повысить надежность цепочки последовательно соединенных светодиодов до уровня, близкого к надежности единичного светодиода, можно, если всех их выполнить в едином кристалле. Именно так рассуждали в компании Seoul Semiconductor, выпустившей еще в 2006 году светодиод Arciche. Его можно было подключать к осветительной сети переменного тока даже без выпрямительного «мостика», достаточно последовательно включенного токоограничительного резистора. Это достигалось благодаря наличию на кристалле двух групп светодиодов, светившихся для положительной и отрицательной полуволн питающего напряжения соответственно. Позже для повышения энергоэффективности оставили только одну цепочку и подключение выпрямительного моста к светодиоду стало обязательным. Светодиоды, питающиеся от напряжения осветительной сети без драйвера, Seoul Semiconductor производит и поныне, но уже под названием Acrich MJT.

Наиболее широкое применение светодиоды Acrich MJT нашли при создании светодиодных ламп с цоколем GU10, а также маломощных ламп с цоколем Е14 для декоративной подсветки. Выпускаются на основе Acrich MJT и миниатюрные даунлайты, устанавливаемые на стеллажи в магазинах для подсветки товара. Поскольку покупатели и сотрудники рассматривают товар на полках эпизодически, такие светильники, при наличии общего освещения с низким уровнем пульсаций, не нарушают действующих норм. На основе Arcich MJT выпускаются и светильники для промышленных холодильников. Почти полное отсутствие дополнительной электроники и межсоединений между светодиодами в последовательной цепочке позволяют светильнику выдерживать очень низкие температуры. При этом сотрудники внутри морозильной камеры работают также эпизодически.

Как правильно подобрать драйвер для светодиодов

В модулях для уличного освещения Acrich2.5 применена дополнительная защита от бросков напряжения

Бездрайверные светильники чувствительны к броскам напряжения в сети. Если для кратковременных бросков напряжения порядка нескольких киловольт (например, связанных с молнией) можно установить защиту, то при небольшом, но длительном по времени превышении питающего напряжения светодиоды перегреваются. Проблема решается за счет внесения дополнительных запасов при проектировании светильника, а также применения специальных защитных устройств. Также настоятельно рекомендуется не разрывать выключателем «ноль» питания и обязательно заземлять металлический корпус светильника.

Где можно купить драйвер для светодиодов и какова цена вопроса

Приобрести преобразователь для светодиодов можно в специализированных магазинах для радиолюбителей, в магазинах или в интернете. Последний вариант сейчас наиболее популярен, поскольку в интернет-магазинах цены, как правило, ниже, а ассортимент товаров больше.

Как видим, по приведенным в таблице ценам, заниматься самостоятельно созданием ЛЕД-драйвера для светодиодных светильников может либо «отъявленный» радиолюбитель, либо тот, кто предпочитает делать все своими руками. Кстати, вещи, созданные своими руками, приносят больше удовольствия, чем те, что были приобретены в магазине. А вообще это дело вкуса, времени, желания и финансов.

Несколько слов в завершение

Вот мы и разобрались, что такое драйвер для светодиода, где он применяется, как работает и даже как можно его сделать своими руками. Хочется надеяться, что информация, которую вы сегодня узнали после прочтения нашей статьи, дала вам новые знания, была интересной и самое главное полезной. Если у вас возникли вопросы или вы можете предложить что-то свое, то обязательно напишите нам, и мы разберемся вместе и ответим на ваши вопросы.

ОЦЕНИТЕ ЭТУ СТАТЬЮ

1 балл2 балла loading.gif Загрузка…

custom_photo.jpg

Экономьте время: отборные статьи каждую неделю по почте

Время-токовые характеристики защитных автоматов

Современные защитные автоматы обеспечивают размыкание цепи при наступлении хотя бы одного из двух событий — длительного превышения потребляемого тока I над номинальным значением Iн и коротком замыкании. В первом случае происходит инерционный процесс размыкания биметаллических контактов при нагреве. Размыкание происходит при действии тока 1,13 Iн более 1 часа или тока 1,45 Iн менее одного часа. Во втором случае мгновенно срабатывает электромагнит, размыкающий контакты. График зависимости времени срабатывания tc от соотношения I/Iнназывается время-токовой характеристикой.

Как правильно подобрать драйвер для светодиодов

Стандартные время-токовые характеристики защитных автоматов

Существующие время-токовые характеристики делятся на три основных группы: В, С и D. Классификация осуществляется по относительному значению тока Iкз, при котором происходит мгновенное срабатывание электромагнитного размыкания, то есть когда автомат обнаруживает короткое замыкание. Для группы В значение Iкз составляет от 3 до 5 Iн, для С — от 5 до 10 Iни для D — от 10 до 20 Iн. Нижняя граница соответствует времени срабатывания 0,1 с, верхняя — 0,01 с. Применительно к системам освещения используются защитные автоматы с характеристиками В и С, устройства с характеристикой D применяются для защиты мощных электродвигателей, а также на вводе у крупных потребителей электроэнергии.

При проектировании электроустановок обязательным условием является надежная защита от короткого замыкания на концах проводов. Чем меньше сечение проводов, тем больше их сопротивление и, соответственно, меньше отношение Iкз / Iн. В то же время, чем меньше сечение проводов, тем они дешевле. Вот почему при проектировании систем освещения на традиционных источниках раньше, по умолчанию, всегда использовали автоматы с характеристикой В.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...
Электрик в Дом