La garanzia di luminosità, efficienza e durata delle sorgenti a LED è la potenza adeguata, che può essere fornita da dispositivi elettronici speciali – driver per LED. Convertono la tensione CA nella rete da 220 V alla tensione CC del valore specificato. L’analisi dei principali tipi e caratteristiche dei dispositivi aiuterà a capire quale funzione svolgono i convertitori e cosa cercare quando li scelgono.
Assegnazione di driver LED per LED
La principale funzione del driver per i LED è quella di fornire corrente stabilizzata che passa attraverso il dispositivo LED. Il valore della corrente che fluisce attraverso il cristallo semiconduttore deve corrispondere ai parametri del passaporto del LED. Ciò garantirà la stabilità del bagliore del cristallo e contribuirà ad evitare il suo degrado prematuro. Inoltre, per una data corrente, la caduta di tensione corrisponderà al valore richiesto per la giunzione p – n. È possibile trovare la tensione di alimentazione del LED corrispondente utilizzando la caratteristica corrente-tensione.
Durante l’illuminazione di locali residenziali e uffici con lampade a LED e apparecchi di illuminazione, vengono utilizzati driver alimentati dalla rete a 220 V CA. Nell’illuminazione automobilistica (fari, DRL, ecc.), I fari delle biciclette, le torce portatili utilizzano un alimentatore CC compreso tra 9 e 36 V. Alcuni LED a bassa potenza possono essere collegati senza un driver, ma è necessario aggiungere una resistenza alla rete a 220 volt.
La tensione del driver all’uscita è indicata nell’intervallo di due valori finali tra i quali è garantito il funzionamento stabile. Ci sono adattatori con un intervallo da 3 V a diverse decine. Per alimentare il circuito di 3 LED bianchi consecutivi, ognuno dei quali ha una potenza di 1 W, è necessario un driver con valori di uscita U – 9-12 V, I – 350 mA. La caduta di tensione per ciascun cristallo sarà di circa 3,3 V, e un totale di 9,9 V, che sarà inclusa nell’intervallo del guidatore.
Principali caratteristiche dei convertitori
Prima di acquistare un driver per LED, è necessario conoscere le principali caratteristiche dei dispositivi. Questi includono la tensione di uscita, la corrente nominale e la potenza. La tensione di uscita del convertitore dipende dall’entità della caduta di tensione attraverso la sorgente LED, nonché dal metodo di connessione e dal numero di LED nel circuito. La corrente dipende dalla potenza e dalla luminosità dei diodi emettitori. Il conducente deve fornire ai LED la corrente necessaria per supportare la luminosità richiesta.
Una delle caratteristiche importanti del driver è la potenza fornita dal dispositivo sotto forma di carico. La scelta della potenza del driver è influenzata dalla potenza di ciascun dispositivo LED, il numero totale e il colore dei LED. L’algoritmo di calcolo della potenza è che la potenza massima del dispositivo non deve essere inferiore al consumo di tutti i LED:
P = P (led) X n,
dove P (led) è la potenza di una singola sorgente LED, e n è il numero di LED.
Inoltre, deve essere soddisfatta una condizione obbligatoria, in base alla quale verrà fornita una riserva di carica compresa tra il 25 e il 30%. Pertanto, il valore della potenza massima non deve essere inferiore al valore (1,3 x P).
È inoltre necessario tenere conto delle caratteristiche cromatiche dei LED. Dopotutto, i cristalli semiconduttori di diverso colore hanno una diversa ampiezza della caduta di tensione quando passa una corrente della stessa potenza. Quindi la caduta di tensione del LED rosso a una corrente di 350 mA è 1,9-2,4 V, quindi il valore medio della sua potenza sarà 0,75 W. Nell’analogo del colore verde, la caduta di tensione è nell’intervallo da 3,3 a 3,9 V e alla stessa corrente la potenza sarà di 1,25 Watt. Ciò significa che è possibile collegare 16 LED rossi o 9 LED verdi al driver per LED 12V.
Buon consiglio! Quando si sceglie un driver per LED, gli esperti consigliano di non trascurare il valore massimo di potenza del dispositivo.
I driver per LED sono classificati per tipo di dispositivo in lineare e pulsato. La struttura e il tipico circuito di pilotaggio per LED di tipo lineare sono un generatore di corrente su un transistor a canale p. Tali dispositivi forniscono una stabilizzazione della corrente regolare sotto la condizione di tensione instabile sul canale di ingresso. Sono dispositivi semplici ed economici, tuttavia sono caratterizzati da bassa efficienza, emettono molto calore durante il funzionamento e non possono essere utilizzati come driver per LED ad alta potenza.
I dispositivi a impulsi creano una serie di impulsi ad alta frequenza nel canale di uscita. Il loro lavoro si basa sul principio PWM (modulazione dell’ampiezza dell’impulso), quando la corrente di uscita media è determinata dal fattore di riempimento, vale a dire rapporto tra la durata dell’impulso e il numero delle sue ripetizioni. La variazione della corrente di uscita media si verifica a causa del fatto che la frequenza degli impulsi rimane invariata e il ciclo di lavoro varia dal 10 all’80%.
A causa dell’elevata efficienza di conversione (fino al 95%) e della compattezza dei dispositivi, sono ampiamente utilizzati per progetti di LED portatili. Inoltre, l’efficacia dei dispositivi ha un effetto positivo sulla durata del funzionamento dei dispositivi di alimentazione autonomi. I convertitori a impulsi hanno dimensioni compatte e si distinguono per un’ampia gamma di tensioni di ingresso. Lo svantaggio di questi dispositivi è un alto livello di interferenza elettromagnetica.
Buon consiglio! Acquisire un driver LED dovrebbe essere nella fase di selezione delle sorgenti LED, avendo precedentemente determinato lo schema dei LED da 220 volt.
Prima di scegliere un driver per i LED, è necessario conoscere le condizioni del suo funzionamento e la posizione dei dispositivi LED. I driver a larghezza di impulso, basati su un chip, hanno dimensioni ridotte e sono alimentati da fonti a bassa tensione autonome. L’applicazione principale di questi dispositivi è il tuning dell’auto e le luci a LED. Tuttavia, a causa dell’uso di un circuito elettronico semplificato, la qualità di tali convertitori è leggermente inferiore.
I moderni driver LED sono compatibili con i dispositivi che controllano la luminosità dei dispositivi a semiconduttore. L’utilizzo di driver dimmerabili consente di controllare il livello di illuminazione delle stanze: ridurre l’intensità del bagliore durante il giorno, enfatizzare o nascondere alcuni elementi all’interno, circoscrivere lo spazio. Questo, a sua volta, rende possibile non solo utilizzare razionalmente l’elettricità, ma anche salvare la risorsa della sorgente luminosa a LED.
I driver dimmerabili sono di due tipi. Alcuni sono collegati tra l’alimentatore e le sorgenti LED. Tali dispositivi controllano l’energia fornita dalla fonte di alimentazione ai LED. Tali dispositivi sono basati sul controllo PWM, in cui l’energia viene fornita al carico sotto forma di impulsi. La durata degli impulsi determina la quantità di energia dal valore minimo a quello massimo. Driver di questo tipo vengono utilizzati principalmente per moduli LED con tensione fissa, come strisce LED, linee striscianti, ecc.
I trasduttori dimmerabili del secondo tipo controllano direttamente l’alimentazione. Il principio del loro lavoro consiste sia nella regolazione del PWM che nel controllo della corrente che scorre attraverso i LED. Driver dimmerabili di questo tipo vengono utilizzati per dispositivi LED con corrente stabilizzata. Vale la pena notare che quando si controllano i LED mediante il controllo PWM, si osservano effetti che influenzano negativamente la visione.
Confrontando questi due metodi di regolazione, vale la pena notare che quando si regola la quantità di corrente attraverso le sorgenti LED, non c’è solo un cambiamento nella luminosità del bagliore, ma anche un cambiamento nel colore del bagliore. Pertanto, i LED bianchi emettono luce giallastra a una corrente inferiore e con un aumento si illuminano di blu. Quando si controllano i LED mediante la regolazione PWM, si osservano effetti che influenzano negativamente la visione e un livello elevato di interferenze elettromagnetiche. A questo proposito, il controllo PWM è usato piuttosto raramente, a differenza del controllo corrente.
Molti produttori producono chip driver per LED che consentono di alimentare le fonti da sottotensione. Tutti i driver esistenti sono suddivisi in semplici realizzati sulla base di 1-3 transistor e più complessi con chip speciali con modulazione di larghezza di impulso.
ON Semiconductor offre un’ampia scelta di microcircuiti come base per i conducenti. Si distinguono per un costo accettabile, un’eccellente efficienza di conversione, efficienza e basso livello di impulsi elettromagnetici. Il produttore presenta il driver del tipo di impulso UC3845 con il valore della corrente di uscita fino a 1A. Su un tale chip, è possibile implementare un circuito driver per un LED da 10W.
I componenti elettronici HV9910 (Supertex) sono un popolare chip per i conducenti, grazie a una semplice risoluzione del circuito ea un prezzo basso. Ha un regolatore di tensione integrato e uscite per l’implementazione del controllo della luminosità, nonché un’uscita per la programmazione della frequenza di commutazione. Il valore corrente di uscita è fino a 0,01 A. Su questo chip, è possibile implementare un semplice driver per LED.
Basato sul chip UCC28810 (pr-in compagnia di Texas Instruments), è possibile creare un circuito driver per LED ad alta potenza. In questo schema, il driver LED può generare una tensione di uscita di 70-85 V per moduli LED costituiti da 28 sorgenti LED con una corrente di 3 A.
Buon consiglio! Se stai pensando di acquistare LED super luminosi da 10 W, per i loro design è possibile utilizzare un driver a impulsi sul chip UCC28810.
Clare propone la creazione di un semplice driver di tipo pulsato basato sul chip CPC 9909. Include un controller di convertitore alloggiato in un pacchetto compatto. A causa del regolatore di tensione integrato, il convertitore può essere alimentato da una tensione di 8-550 V. Il chip CPC 9909 consente al conducente di operare in un’ampia gamma di condizioni di temperatura da -50 a 80 ° С.
Il mercato offre una vasta gamma di driver per LED di diversi produttori. Molti di loro, specialmente quelli prodotti in Cina, hanno un prezzo basso. Tuttavia, l’acquisto di tali dispositivi non è sempre vantaggioso, poiché la maggior parte di essi non corrisponde alle caratteristiche dichiarate. Inoltre, tali conducenti non sono accompagnati da una garanzia e, in caso di difetto, non possono essere restituiti o sostituiti con quelli di qualità.
Quindi esiste la possibilità di acquisire un autista, il cui potere dichiarato è di 50 W. Tuttavia, in pratica, si scopre che questa caratteristica ha una natura non costante e questo potere è solo di breve durata. In realtà, tale dispositivo funzionerà come LED-driver 30W o un massimo di 40W. Potrebbe anche darsi che il riempimento manchi di alcuni componenti che sono responsabili del funzionamento stabile del driver. Inoltre, si possono utilizzare componenti di bassa qualità e bassa durata di servizio, che è essenzialmente un matrimonio.
Al momento dell’acquisto, è necessario prestare attenzione all’indicazione della marca del prodotto. Su un prodotto di qualità, sarà indicato un produttore che fornirà una garanzia e sarà pronto ad assumersi la responsabilità per i suoi prodotti. Va notato che la vita utile dei conducenti di produttori affermati sarà molto più lunga. Di seguito è riportato il tempo stimato del driver, in base al produttore:
- driver da produttori discutibili – non più di 20 mila ore;
- dispositivi di qualità media – circa 50 mila ore;
- Convertitore da un produttore affermato che utilizza componenti di qualità – oltre 70 mila ore.
Buon consiglio! Quale sarà la qualità del driver LED? Scegli tu. Tuttavia, va notato che è particolarmente importante acquistare un convertitore di marca se si tratta di utilizzarlo per proiettori a LED e apparecchi ad alta potenza.
Per determinare la tensione all’uscita del driver LED, è necessario calcolare il rapporto tra la potenza (W) e il valore corrente (A). Ad esempio, il driver ha le seguenti caratteristiche: potenza 3 W e corrente 0,3 A. Il rapporto stimato è 10 V. Quindi, questo sarà il valore massimo della tensione di uscita di questo convertitore.
