Доработка драйвера светодиодной лампы: Страница не найдена – СамЭлектрик.ру

      Комментариев к записи Доработка драйвера светодиодной лампы: Страница не найдена – СамЭлектрик.ру нет

Содержание

Конструкция и доработка нескольких типов светодиодных ламп

В мои руки попало несколько вышедших из строя, уже широко распространённых светодиодных ламп на напряжение 230 В, в изобилии предлагаемых в наших магазинах. Захотелось выяснить причину их быстрого выхода из строя и внутреннее устройство. Все лампы проработали не более одного года, хотя на упаковках утверждается, что их время непрерывной работы 30000 ч, получается 1250 суток, что составляет более трёх лет. И ведь наверняка сгоревшие лампы не эксплуатировались круглые сутки.

Итак, берём первую лампу под товарным знаком iEK. Кроме товарного знака, на корпусе указаны данные и параметры лампы LED-A60, 230 В, 50/60 Гц, 11 Вт, 4000 К. Как известно, большинство сетевых светодиодных ламп имеют примерно одинаковую конструкцию. К несущему корпусу, в котором расположены драйвер и светодиоды, крепится матовая колба светорассеивателя и металлический резьбовой цоколь лампы. Пробуем сначала снять колбу. Для этого я изготовил тонкий узкий нож из обломка полотна от ножовки по металлу, сделав тонкое остриё на наждачном станке. Осторожно вставляем нож между колбой и корпусом, сначала на небольшую глубину, и проходим по ругу. Далее всё повторяем на большей глубине. При этом можно пробовать покачивать колбу лампы, и когда колба будет покачиваться, отделяем её. Оказалось, что колба крепилась с помощью белого силиконового герметика. При этом следует отметить, что у некоторых ламп колба отделялась сравнительнолегко, а у некоторых — трудно. У одной лампы в герметике осталась часть нижнего пояска колбы. Но главное — соблюдать осторожность, тогда всё должно получиться.

На алюминиевой печатной плате, служащей ещё и теплоотводом, припаяны 12 светодиодов поверхностного монтажа белого свечения типоразмера 3528. Один из светодиодов был с чёрной точкой, как оказалось — сгоревший. Алюминиевая подложка плотно вставлена в корпус, оказавшийся внутри также алюминиевым, поверх покрытым пластиком. Корпус тоже должен выполнять функцию теплоотвода, но площадь соприкосновения тонкой алюминиевой платы корпусом невелика, атеп-лопроводящая паста отсутствует. Плата со светодиодами подпаяна к драйверу двумя проводами. Внешний вид разобранной лампы изображён на рис. 1. Удалив герметик, поддевают ножом и извлекают плату со светодиодами, но вынуть её из корпуса не дают провода, соединяющие драйвер с цоколем лампы. Поддев ножом, извлекают центральный контакт цоколя и разгибают идущий к нему провод. Места кернения резьбовой части цоколя к корпусу высверливаем сверлом диаметром 1,5 мм. Сняв цоколь, можно достать плату драйвера. На ней оказался разрушен оксидный конденсатор с обозначением на плате Е2. Часть элементов на плате для поверхностного монтажа установлена со стороны печатных проводников, а на противоположной стороне установлены дроссель, два оксидных конденсатора и микросхема. Схема драйвера с обозначениями элементов, как на плате, показана на рис. 2. Резистор, условно обозначенный как R1, находится не на плате, а соединяет центральный контакт цоколя лампы с ней. Схема драйвера построена на микросхеме OCP8191 в корпусе ТО-92. Микросхема представляет собой неизолированный квазирезонансный понижающий преобразователь для питания светодиодов со стабилизацией тока. В её состав входят MOSFET транзистор с максимальным напряжением сток-исток 550 В и узел управления. В микросхеме есть различные виды защиты: от перегрева, от короткого замыкания в нагрузке, от превышения максимального тока. Ток через светодиоды задают резисторами RS1 и RS2.

Рис. 1. Внешний вид разобранной лампы

 

Рис. 2. Схема драйвера

 

После замены конденсатора Е2 на исправный ёмкостью 2,2 мкФ на напряжение 400 В и замыкании контактов сгоревшего светодиода лампа заработала. Был замерен ток через светодиоды, он оказался равен 120 мА, что мне кажется несколько завышенным. Ёмкость конденсатора С3 и индуктивность дросселя были замерены на плате. Применённые светодиоды начинают слабо светить при напряжении 7 В, а при напряжении 8 В и токе 2 мА светят уже ярко. Судя по этому, в одном корпусе расположены два или три последовательно включённых кристалла. Тип светодиодов остался неизвестен.

Следующей «подопытной» стала лампа под торговой маркой General. На ней нанесены следующие обозначения: GLDEN-WA60; 11 Bт; 2700 K, 198-264 B; 50/60 Гц; 73 мА. Матовый светорассеиватель снимают, как и у предыдущей лампы. После этого увидим алюминиевую плату с расположенными на ней семью SMD-светодиодами типоразмера 3528. В отличие от предыдущей лампы, плата припаяна к драйверу и закреплена двумя винтами (рис. 3). Сняв её, увидим, что она была закреплена с помощью винтов на алюминиевом штампованном диске, плотно вставленном в корпус лампы (рис. 4). Заметно, что лампа сделана более качественно, и отвод тепла от светодиодов должен быть лучше.

Рис. 3. Лампа под торговой маркой General

 

Рис. 4. Диск лампы

 

Далее аналогично снимаем цоколь. А вот диск приходится потихоньку выбивать со стороны цоколя, просунув тонкий металлический стержень и уперев его ближе к краю, в ребро диска. Иначе диск будет выгибаться. Только после этого вынимаем плату драйвера. Он построен на аналогичной микросхеме BP9916C в корпусе SOP-8 и представляет собой также неизолированный понижающий преобразователь, позволяющий поддерживать постоянным ток через светодиоды. Схема отличается от предыдущей незначительно, в основном номиналами элементов и их обозначениями на плате, и ещё тем, что после резистора R1, параллельно диодному мосту, установлен керамический конденсатор ёмкостью 0,1 мкФ на напряжение 400 В. Поэтому приводить схему не имеет смысла. Микросхема установлена со стороны печатных проводников. Замкнув контакты неисправного светодиода, удалось восстановить работоспособность лампы. При сопротивлении регулировочных резисторов RS1 и RS2, равных 5,6 и 3,9 Ом, ток через светодиоды равен 130 мА.

Потом была вскрыта светодиодная лампа с товарным знаком ASD и с обозначениями на корпусе: LED-A60, 11 Вт, 220 В, 4000 К, 990 лм. Разборка лампы такая же, как и в предыдущих случаях. Вид лампы без матового светорассеивателя показан на рис. 5. На алюминиевой плате, которая просто вставлена в корпус, установлены 18 SMD-светодиодов типоразмера 3528. Площадь теплового контакта с корпусом, как и в первой лампе, очень мала. Плата со светодиодами припаяна непосредственно к плате драйвера. Эти светодиоды, как и в предыдущих лампах, начинают светить при напряжении 7 В, а при 8 В светятся достаточно ярко при токе 2 мА. Следовательно, их параметры должны быть схожими. Драйвер этой лампы построен на микросхеме BP9918C в миниатюрном корпусе для поверхностного монтажа SOT23-3. Эта микросхема аналогична микросхемам в предыдущих лампах и обладает схожими параметрами. Схема драйвера отличается отсутствием резистора R1, вместо которого на плате сделан тонкий змеевидный печатный проводник, а также номиналами некоторых элементов и обозначениями на плате. При сопротивлении резисторов RS1 и RS2, равных соответственно 13 и 10 Ом, ток через светодиоды — 55 мА, что примерно вдвое меньше, чем у предыдущих ламп.

Рис. 5. Вид лампы без матового светорассеивателя

 

Исходя из всего изложенного, напрашивается вывод, что причиной быстрого выхода из строя этих ламп является завышенный ток светодиодов и недостаточное их охлаждение и, следовательно, перегрев.

Было решено восстановить эти лампы, при этом постараться продлить срок их службы. Для начала были уменьшены токи светодиодов. В первой лампе — путём замены резисторов RS1 и RS2 (4,7 и 3,9 Ом) на два резистора сопротивлением по 10 Ом каждый. Ток через светодиоды со 120 мА уменьшился до 50 мА. Во второй лампе резистор сопротивлением 3,9 Ом был заменён резистором сопротивлением 10 Ом. Ток через светодиоды уменьшился с 130 до 85 мА. В третьей лампе взамен резистора сопротивлением 13 Ом установлен резистор сопротивлением 30 Ом. Ток через светодиоды при этом уменьшился с 50 до 40 мА. Светоотдача при этом упала незначительно, хотя всё по местам может расставить только дальнейшая опытная эксплуатация.

Кроме того, у первой и третьей ламп под светодиодами, на свободной стороне платы, были подложены толстые металлические шайбы, улучшающие тепловой контакт с корпусом. Везде была нанесена теплопроводная паста КПТ-8. Металлические цоколи ламп были приклеены к корпусу эпоксидным клеем, нанесённым в места высверленных отверстий. В корпусе, рядом с цоколем лампы, были просверлены вентиляционные отверстия, улучшающие охлаждение. Правда, при этом применять лампы во влажных помещениях будет нельзя. Если лампы планируется применять в закрытых светильниках, светорассеивающие колбы можно не устанавливать, соблюдая осторожность при установке самих ламп. В противном случае колбы приклеивают белым силиконовым герметиком, как было до этого. Посмотрим, как эти доработки повлияют на долговечность ламп.

И в заключение рассмотрим совершенно другую светодиодную лампу, ещё не бывшую в эксплуатации. Это лампа торговой марки ASD, предназначенная для подключения к переменно-му или постоянному напряжению 12 В. На корпус нанесены следующие обозначения: LED-JC, 5 ВТ, AC/DC, 12 В, цоколь G4, 3000 К. Эта небольшая лампа разбирается несложно. Снимают прозрачный пластиковый колпак, закрывающий светодиоды. Он крепится к корпусу на защёлках, которые очень хрупкие. Поэтому отгибать надо не сами защёлки, а часть корпуса колпака, к которому эти защёлки прикреплены. Для этого в корпусе колпака сделаны прорези, сразу не бросающиеся в глаза, но позволяющие поддеть отвёрткой и раздвинуть защёлки. Сняв колпачок, видно, что светодиоды и другие элементы установлены на гибкой печатной плате, которая с внутренней стороны покрыта слоем липкой ленты, поэтому просто снимают её.

Далее вынимают гибкую плату и отпаивают провода, соединяющие её с цоколем. После этого можно подробно рассмотреть конструкцию лампы. Её внешний вид показан на рис. 6. Материал её корпуса похож на керамику, видимо, чтобы не оплавился при нагреве светодиодов и, возможно, хоть как-то отводил тепло от них. Материал — довольно хрупкий, легко скалывается.

Рис. 6. Конструкция лампы

 

Схема драйвера этой лампы представлена на рис. 7. Он собран на микросхеме U1 в корпусе SOP 8. К сожалению, однозначно идентифицировать микросхему не удалось. На разных лампах неизменной была надпись на корпусе 1086. Светодиоды в лампе типоразмера 3528, с номинальным напряжением 3,4 В. Все остальные элементы — для поверхностного монтажа. При подключении к источнику напряжением 12 В выяснилось, что лампа потребляет ток 280 мА. При увеличении напряжения до 14 В ток через лампу возрос до 290 мА, а при снижении напряжения питания до 10,2 В он уменьшился до 270 мА.

Рис. 7. Схема драйвера

 

При питании лампы номинальным напряжением 12 В уже после семи минут работы, при касании корпуса или светодиодов пальцем, трудно удержать его на них — обжигает. Причина — в слишком плотном расположении светодиодов и в небольшом корпусе. Ручаться после этого в продолжительной работе этой лампы я бы не стал, если только не переделать лампу, снабдив светодиоды и драйвер дополнительными теплоотводами.

Автор:  П. Юдин, г. Уфа

Почему горят светодиодные лампы и что с этим делать.: 0jihad0 — LiveJournal

Когда сгорела очередная косорылая поделка, я  обнаружил, что до окончания гарантии остался один месяц, при том что длительность жизни ламп около трёх месяцев. Ещё не хватало снова тратить деньги на это говно, надо что-то придумать, решил я, и эта мысль подвигла меня провести данное исследование.

Сперва нужно провести замеры и локализовать причину.



В разрыв светодиодов подключён мультиметр в режиме измерения тока (Rизм = 1Ом), параллельно ему включен осциллограф.
Ток около 140ма. Пусковых токов нет. Номинальный ток полуваттных светодиодов 150ма, вроде никакого криминала  нет. Но только если не смотреть осциллограммы. Стрелочный прибор показывает 148ма, разница уже говорит о наличии значительной переменной составляющей.

Частота пульсаций около 25кгц, их размах около 100мв. Значит ток колеблется в пределах 100-200ма. Светодиоды допускают импульсы тока значительно превышающие номинальный, чем и пользуются при динамической индикации, но при наличии постоянной составляющей это явно не лучший режим. В добавок видны высокочастотные выбросы размахом около 1 В, то есть кратковременные пульсации могут составлять многие сотни миллиампер.
Переменная составляющая

Вместе с постоянной составляющей

Так жить однозначно нельзя, потому лампу пришлось модернизировать

После чего пульсации стали выглядеть так

Есть основания полагать, что лампа проживёт чуть дольше. Конденсатор установлен 25 сентября, но одна лампа уже проработала пару меяцев  и уже давно пережила расцвет сил. Вторая только после замены. Интересно что из этого выйдет.

Апдейт: это ничего не дало.

Далее нужно снизить ток через светодиоды и посмотреть что будет.

Вот стабилизатор из этих ламп

Стабилизатор выполнен на CL1501, китайской копии чего-то там, в стандартном включении.
Оригинального справочного листка не обнаружилось, зато полно аналогов.

Как видно, шунтирование электролита плёночным конденсатором не предусмотрено, а китайцы чтут даташит и скурпулёзно исполняют (правда только в вопросах экономии). Не уверен что там стоит хотя бы низкоимпедансный. В его 150 градусности тоже приходится сомневаться.

Принцип работы довольно прост. Он такой же как в старых ключевых стабилизаторах.

Напряжение на токоизмерительном сопротивлении подключённом ко входу cs сравнивается с образцовым источником 400мв.
Когда нарастающее(вследствие нарастания тока через дросель)  импульсное напряжение на сопротивлении достигает этой величины, выходной транзистор отключается и ток дросселя начинает спадать до нуля. Потом опять открывается и цикл повторяется.
 Пиковый ток рассчитыется по формуле: Iпик=400/Rизм

Ток через светодиод: Iсв=Iпик/2

Что практически и наблюдалось на осциллограммах, только конденсатор человеческий надо ставить.

При использовании драйверов с другими светодиодами, нужно учитывать, что они работают только при определённом напряжении на нагрузке. Например, тот что у меня входит в режим стабилизации при напряжении на выходе более 20В. видимо это связано с частотными свойствами драйвера, т.е. ограничением на минимальное время включения, хотя я ещё не разбирался.

Снижение рабочего тока светодиодной лампы

Как известно из практики , у светодиодов световой поток нелинейно зависит от тока. При близких к максимальным режимах снижение яркости не будет пропорционально снижению мощности, чем я и собираюсь воспользоваться.

Измерительное сопротивление в драйвере равно 1.32 ома и состоит из двух 3,3 и 2,2. Расчётный ток 151ма, как и получилось при замере.

Нужно извлечь резистор 3.3. При 2.2 расчётный ток составляет 91ма.

Как было рассмотрено здесь http://0jihad0.livejournal.com/4227.html
провожу замер и расчёт светового потока оригинальной лампы в условных единицах, получилось 0,616
для доработанной лампы 0,46, Значит световой поток упал на 25%, при том что ток и мощность снижена на 40%. На глаз снижение яркости не сильное, сойдёт.

Теперь о превышении режимов не может быть и речи, если светодиоды всё равно сгорят, значит дело в их качестве.

Апдейт: снижение тока значительно увеличивает срок службы, но гораздо сильнее он зависит от качества светодиодов.

выбор, схемы, ремонт и доработка

Светодиодные лампы вытесняют другие источники света. Возможности светодиодов (LED — Light-Emitting Diode, светоизлучающий диод), которые обещают свойства полупроводниковых материалов, предсказанные физиками, еще не исчерпаны. Инженерам удается получать образцы все более лучшего качества и доводить их до массового потребителя.

Лампы из Китая

Китай — основной поставщик светодиодных ламп на российский рынок. К плюсам можно отнести их дешевизну. К минусам — ненадежность. Не всегда китайцы, готовы даром отдавать товары высшего качества. Политика Китая заключается в том, чтобы продать недорогой товар и утешить покупателя: сломается, купите еще, оно ведь недорого.

Перед выбором светодиодной лампы для дома обращайте внимание на производителя, все же лучше отдавать предпочтение известным брендам, например Gauss, Philips.

Китайскую светодиодную лампу следует выбирать, конечно же, не по упаковке. Начать лучше всего с изделий средней цены. Самые дешевые заведомо имеют очень скромное качество. Но среди ламп средних по цене могут попасться настоящие находки. Это особенность китайского рынка и производства.

В Китае действует великое множество предприятий, постоянно конкурирующих между собой. Это раз. Полупроводниковая промышленность все еще развивается, и на рынок ведущие поставщики поставляют экспериментальные партии приборов, которые, естественно, продаются дешевле опробованных и устоявшихся. Это два. Поэтому покупка хорошей китайской лампочки представляет, своего рода, лотерею для покупателя.

Перед покупкой, обратите внимание на признаки некачественной продукции:

  • мерцания, видимые на камеру телефона, это говорит о некачественном драйвере;
  • качество системы охлаждения, радиатор должен быть выполнен не просто из пластика, а хотя бы из качественных композитных материалов, лучше из металла (алюминий – идеальный вариант).

Если заказываете с Алиэкспресс, то попросите продавца снять видео. Если увидите на видео подобные дефекты, то не покупайте или будьте готовы к недолгому сроку службы. Хорошая лампа имеет массивный радиатор с ребрами, загорается быстро, но плавно, и светит без мерцания, не меняя яркости.

Схема китайской LED лампы

Светодиод малой и средней мощности работает на постоянном токе порядка 10-30 мА при напряжении около 2.5-3 В. Поэтому в качественных лампах на 220 В светодиоды соединяют последовательными группами по несколько штук и питают от импульсного преобразователя напряжения с ШИМ-регулированием.

Преобразователь изготавливают в виде специализированной микросхемы, называемой драйвером. (Собственно говоря, это не что иное, как стабилизатор тока, только не линейный, а импульсный.) Драйверы обеспечивают оптимальный режим питания светодиодов, такой, что светодиод и служит долго и горит ярко. Но это сделано только в европейских и американских лампах, по большей части, массовому российскому потребителю недоступных, а если и доступных, то слишком дорогих.

Схема китайской светодиодной лампы типа Кукуруза на светодиодах SMD 5730

Китайские производители часто собирают светодиодные лампы по упрощенной схеме. Делается это так. Все светодиоды соединяются последовательно и подключаются к выпрямительному мостику с фильтром из одного электролитического конденсатора. Поскольку получившаяся цепь, как правило, работает при меньшем напряжении, чем 220 В, то остаток напряжения гасится при помощи дополнительного неполярного конденсатора, обычно пленочного, на входе мостика. Здесь используется тот факт, что сопротивление конденсатора имеет реактивный характер, и тепло на нем почти не выделяется.

Описанная схема довольно несовершенна. Во-первых, при колебаниях сетевого напряжения будет сильно меняться яркость лампы, а во-вторых, при повышенном напряжении срок службы будет существенно сокращаться. При пониженном напряжении яркость неприемлемо уменьшится. В работе будут наблюдаться утомляющие мерцания, из-за того, что фильтрующий конденсатор после мостика имеет недостаточную емкость. (Конденсатор нужной емкости просто не влезет в цоколь китайской светодиодной лампы.)

Доработка и ремонт китайских LED ламп

Доработка умельцами обычно состоит в увеличении емкости балластного конденсатора, для увеличения тока, проходящего через светодиоды. Это помогает, но никак грамотным решением не является, потому что первый же хороший скачок напряжения выведет из строя один из светодиодов, отчего погаснет целая последовательная группа.

Иногда пытаются использовать стабилитроны, но примитивный стабилизатор параллельного типа для такой нагрузки неэффективен.

В видео ролике описывается еще один вид доработки: увеличение емкости фильтрующего конденсатора в китайской светодиодной лампе типа кукуруза, что предпринимается для снижения уровня мерцаний.

В ролике ничего не сказано о необходимости соблюдать полярность при подключении фильтрующего конденсатора. При ее несоблюдении конденсатор очень эффектно лопнет и задымит.

Что делать если лампочка вышла из строя? Ремонт китайской светодиодной лампы состоит из следующей последовательности действий.

  1. Аккуратно вскрывают ее цоколь, в котором содержится питающая цепь лампы.
  2. Определяют сгоревший светодиод, проверяя каждый из них от источника постоянного напряжения 3-5 В через сопротивление 500-820 Ом. Нужно учесть, что при несоблюдении полярности светодиод не загорится, поэтому сначала нужно приноровиться, меняя щупы пробника.
  3. Находят неисправный светодиод — тот, который не загорается, — и замыкают его перемычкой или перепаивают (соблюдая полярность!) из другой неисправной китайской лампочки.

Китайские светодиодные лампы для автомобилей

В автомобилях светодиодные лампы используют в габаритах, противотуманных фарах, ходовых огнях, а также для ближнего и дальнего света. Габаритные огни со светодиодами — хорошие источники света, экономичные и яркие, как раз для вечерних и ночных стоянок на обочинах дорог. Для фар выпускают лампочки с цоколем h5, в которых используют мощные светодиоды со средним потребляемым током до 3 А (это ток питания драйверов). Для подсветки элементов салона или номера используют не лампы, а светодиоды.

Задняя часть имеет солидного размера охлаждающий радиатор, и иногда даже вентилятор для усиления обдува. Светодиодные лампы для фар экономичны, но имеют худшие оптические характеристики, чем галогеновые. Это объясняется тем, что в ней используют три светодиода и источник не является точечным, как в случае галогеновых. Повышенное рассеяние светодиодных фар происходит по законам геометрической оптики и не зависит от каких-либо «козней» производителей или работников СТО на техосмотре.

Итоги

Подводя итоги, можно сказать, что есть смысл покупать качественные китайские светодиодные лампы. Избегая изделия плохого качества, Вам не понадобятся знания о доработке и ремонте. Помните, покупая, необходимо убедиться, что лампы не мерцают, радиатор выполнен из качественных материалов. Несколько непрезентабельный внешний вид лампочек не должен смущать — в Китае ручное производство.

Драйвер и импульсный блок питания. Отличия, принцип работы. Что лучше выбрать?

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.

Трансформаторный блок

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
  • относительная надежность

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.

Импульсные блоки питания

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
  • сложная конструкция
  • 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.

Недостатки драйверов

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.

Лампочка, гори! | Публикации | Элек.ру

На этот раз Алексей Филиппов (г. Львов) и Александр Ярошенко (SamElectric.ru) популярно расскажут про устройство и электрические схемы современных светодиодных ламп, а также про 4 простых способа их доработки. Идеи доработки LED-ламп, изложенные в статье, пригодятся заядлым самодельщикам.

Современная конструкция ламп получилась в результате эволюции проб и ошибок конструкторов. В итоге лампочку  удалось сделать максимально доступной и эффективной.

Немного «лампочной» теории

Чаще всего встречается неизолированный драйвер, его схему делают на импульсном понижающем преобразователе. Применение такого драйвера в светодиодной лампочке имеет ряд преимуществ по сравнению с другими схемами:

  • Хорошая стабильность выходного тока в широком диапазоне питающего напряжения, полное отсутствие пульсаций по сравнению со схемой на конденсаторном балласте.
  • Более высокий КПД по сравнению с изолированным и с линейным драйвером. Выходное напряжение такого драйвера гораздо выше, чем у изолированных драйверов. Для получения заданной мощности применяются светодиоды с несколькими кристаллами в одном корпусе, что позволяет поднять напряжение и снизить ток в цепи, КПД повышается за счет снижения потерь в цепи питания.
  • Меньшие размеры и стоимость по сравнению с изолированным драйвером, так как дроссель получается меньше, чем трансформатор для такой же мощности. Из-за особенности схемы, дросселю не нужно переваривать всю мощность в отличие от трансформатора в изолированном драйвере, меньше нужно материала для его изготовления. Будьте осторожны при работе с такими драйверами, чтобы не получить удар током!

Разбираем светодиодную лампочку

Корпус ламп делают из композитного материала, который служит теплоотводом для светодиодов. Разбираются лампочки разных производителей довольно просто. Рассеиватель держится по периметру на защелках и силиконе. Поддеваем ножом и подрезаем герметик по кругу, колпак снимается с некоторым усилием. Плата с диодами может быть запрессована или прикручена винтами, контакты могут быть припаяны или съемными.

Сравнение внешнего вида драйверов светодиодных ламп

После снятия платы со светодиодами не нужно сразу пытаться извлечь драйвер, это не получится. Будут мешать провода, идущие от цоколя лампы.

Необходимо поддеть и вытащить центральный контакт цоколя лампы, так один вывод освободится, а второй можно отпаять или отрезать от самой платы, а потом при сборке его придется удлинить.

Драйвер внутри светодиодной лампы

Что чаще всего ломается?

Разработчики ламп заложили определенные характеристики в конструкцию лампы, а именно ток через светодиоды, который обусловлен несколькими требованиями, такими как температурный режим, яркость и мощность потребления, срок службы лампочки и соотношение цены и всех этих характеристик.

Выход из строя лампочки в большинстве случаев происходит из-за обрыва в цепи светодиодов.

Теорию мирового заговора производителей, по которой производители заинтересованы делать ненадежные вещи, мы рассматривать не будем, мое мнение, что это — миф. Все диктует маркетинг и потребители, а производители делают то, что у них заказывают, то, что хорошо продается, значит, всегда ищут середину между надежностью и ценой. В наших реалиях обычно более дешевые товары выигрывают по продажам, в итоге имеем то, что имеем.

При эксплуатации, после включения лампочки, происходит нагрев кристаллов светодиодов и термическое расширение. Токопроводящие выводы от кристаллов делают в виде тонких нитей из золота, так как золото очень пластичный металл и хорошо переносит деформации не разрушаясь. Коэффициент расширения у кристаллов и остальных материалов конструкции светодиода не одинаков, со временем от включений и выключений лампочки термическая деформация разрушает вывод кристалла светодиода или место его крепления, цепь разрывается, и лампа выходит из строя.

К слову, для меньшего воздействия температуры на линейные размеры, хорошее решение — делать светодиоды с несколькими более мелкими кристаллами, чем с одним большим такой же общей площади. Заодно это позволяет поднять напряжение питания светодиода при последовательном включении кристаллов внутри одного корпуса светодиода.

Доработка лампы для увеличения срока службы

Первая доработка заключается в снижении тока через светодиоды, что позволяет значительно продлить срок службы лампы, яркость свечения при этом неизбежно снижается. Снижением тока достигается дополнительное повышение КПД светодиода, что, в свою очередь, еще больше снижает температуру кристаллов. Такой доработкой убиваем двух зайцев.

Для наглядности КПД светодиода и потерь в виде тепла, дан график зависимости тока через светодиод и яркости свечения, где показана нелинейная зависимость.

Обычно это легко сделать без схем и даташитов на микросхему драйвера. Нужно найти на плате резистор или пару резисторов, включенную в параллель с сопротивлением в несколько Ом, — это датчик тока, который нас интересует. Такой резистор — датчик тока, есть абсолютно во всех схемах драйверов, как в импульсных, так и в линейных, и везде сопротивление датчика единицы Ом.

Первая переделка схемы драйвера LED-лампыЛампа, со вскрытой колбой

Стандартный резистор нужно заменить на резистор большего сопротивления или отпаять один из двух резисторов. Ток через светодиоды снижается пропорционально увеличению сопротивления резистора датчика тока.

Даже незначительное снижение тока через светодиоды и мощности лампы существенно продлевает срок ее службы.

Более дорогие лампы отличаются большим количеством светодиодов на меньшем токе и заниженной мощностью, чем у более дешевых ламп, светоотдача люмен/вт у них больше, а режим светодиодов более щадящий. Я обычно занижаю мощность на 20–30%, но делаю это на новой лампе, пока золотые проводники еще крепкие, а светодиоды «свежие».

Доработка схемы. Показан резистор обратной связиДоработка светодиодной лампы для плавного включения яркости

Плавное увеличение яркости при включении

Вторая доработка позволяет включать лампу плавно, например, для применения в спальне. Для этого нужно включить позистор (терморезистор с положительной температурной зависимостью, или термистор PTC) параллельно всем или большей части светодиодов.

Работает схема просто: пока позистор холодный, его сопротивление минимально, и ток течет через часть светодиодов и позистор и постепенно разогревает его. По мере прогрева сопротивление плавно нарастает и плавно включает в цепь остальные светодиоды — яркость плавно нарастает.

Позистор нужен с холодным сопротивлением 330–470 Ом, его маркировка wmz11a. Такие есть в продаже или их можно добыть из энергосберегающей лампы мощностью 32 Вт.

Я так доработал 3 лампы в люстре на потолке мощностью 7 Вт (а было 9 Вт изначально, мощность занижена для долговечности) и одну лампочку 3 Вт в бра. Плавное включение до 100% происходит примерно за 30 сек.

Ночник с пониженной яркостью на светодиодной лампочке 

Третья доработка заключается в том, чтобы сделать дополнительную функцию — ночник. У меня такая лампа установлена в темном коридоре, и это удобно, ночью света достаточно, чтобы пройти. Получается, что в «выключенном» состоянии лампочка слабо горит, а при подаче питания светит с обычной яркостью. Тут нужно доработать драйвер, убрать резистор, который есть на плате драйвера, он нужен в схеме для разрядки выходного фильтрующего конденсатора, и допаять резистор 150 кОм мощностью 1 Вт параллельно выводам микросхемы.

Еще нужно установить в выключатель резистор 68 кОм мощностью 1 Вт параллельно контактам выключателя. Важно! Теперь патрон лампочки всегда будет находиться под напряжением!

Работает схема так: образуется делитель напряжения, один из резисторов делителя в выключателе, а второй в лампе. Питание приходит на лампу с меньшим напряжением благодаря делителю. Для запуска драйвера напряжения недостаточно, ток идет по цепи через резисторы делителя и светодиоды, лампа светится с малой яркостью, которая будет зависеть от сопротивления резисторов.

Схема доработки светодиодной лампочки для работы в режиме ночника

В некоторых драйверах (не во всех, стоит попробовать в начале без подстроечника) придется поставить подстроечный резистор 100 кОм параллельно керамическому конденсатору фильтра питания микросхемы (вход 4 VCC), чтобы настроить напряжение питания и избежать эффекта мига-ния лампы в режиме ночника, когда микросхема драйвера пытается стартовать.

Подстроечным резистором нужно добиться, чтобы микросхема не стартовала в режиме ночника, а в штатном режиме работала как положено. Мощность потребления ночника с приведенными номиналами резисторов 0,42 Вт.

Схема светодиодной лампы с датчиком освещенности

Четвертая доработка тоже расширяет функционал светодиодной лампы. Получился светильник с использованием драйвера от лампочки и функцией полноценного сумеречного датчика. Понадобилось кроме драйвера дополнительно всего две детали!

Схема сумеречного датчика (фотореле) получается энергоэффективной, компактной и дешевой. Потребление в режиме ожидания 0.06 Вт. Гениально по простоте, эффективности и функционалу. Фоторезистор, обозначенный на схеме LDR, применен GL5537, также подходит GL5539, подстроечный резистор любой подходящий, со-противлением 68–100 кОм.

Схема работает так: фоторезистор включен в схему драйвера параллельно питанию микросхемы, при увеличении освещенности его сопротивление уменьшается и шунтирует питание микросхемы драйвера, позволяя выключать свет или включать светильник по мере наступления темноты и снижения освещенности. Ток, который потребляет микросхема, всего 1 мА, это позволяет обойтись без усилителей сигнала. Сопротивления фоторезистора и его мощности рассеивания вполне достаточно для стабильной работы схемы.

Схема светодиодной лампочки с встроенным датчиком освещенности

При подаче питания на микросхему начинает протекать ток через датчик тока, возникает падение напряжения на датчике тока, возникает положительная обратная связь и обеспечивается гистерезис, повышая стабильность работы. Фильтрующий конденсатор микросхемы драйвера обеспечивает защиту от внешних помех и нежелательных срабатываний при быстрой смене освещенности, например, от движущихся теней.

Настройка работы сводится к установке движка подстроечного резистора для желаемой чувствительности срабатывания. Таким способом легко дорабатываются неизолированные драйвера разных производителей на микросхемах с одинаковыми схемами подключения. Была проверена работа схемы на драйверах BP2831, BP2832, BP2833, sic9553, BP9833D, BP2836 и еще с одной микросхемой с неопознанной маркировкой. Аналогичная микросхема CL1501.

Было доработано таким сумеречным датчиком 2 светильника: один теперь работает на входе в подъезд дома, его мощность 8 Вт, а второй светильник изготовлен с нуля, корпус из банки от косметического крема, его мощность сделал 5 Вт, а светодиод использовал 10 Вт (китайских 10 Вт). Светильник установлен и работает на лестничной клетке. Важно фоторезистор спрятать от света самого светильника.

Самодельный светильник с датчиком освещенности на фоторезисторе

Зимой, когда темнеет рано, очень часто приходится вначале пройти по темноте и включить свет, а с автоматическим датчиком освещенности намного удобнее.

Если появились вопросы — заходите на блог samelectric.ru или в группу vk.com/samelectric, поможем!

Источник: Алексей Филиппов и Александр Ярошенко, автор блога SamElectric.ru

Ремонтируем светодиодную лампу самостоятельно

Предыстория

Несколько лет назад были приобретены 4 светодиодные лампочки модели GL5.5-E27 изготовленные под брендом Estares. Две из них неплохо эксплуатировались в прихожей, где освещение горит по нескольку часов в день с периодическими переключениями, одна в ванной комнате и еще 1 в туалете, где режим эксплуатации отличается более частыми коммутациями, чем продолжительностью работы.

Но, невзирая на отличие в условиях эксплуатации, по истечении трех лет, все лампочки практически одновременно стали мигать через несколько минут после включения.

Причина этого явления известна — светодиоды постепенно выходят из строя из-за повышенного тока, протекающего через них. Производитель, чтобы лампа светила ярче использует драйвер с максимально допустимым для данного типа светодиодов выходным током. Как следствие светодиоды при работе нагреваются выше допустимой для данного типа светодиодов температуры, и соответственно быстрее деградируют. При этом яркость свечения лампы со временем начинает уменьшаться, это видно не вооруженным глазом. Сопротивление светодиодов также снижается и достигает того предела, при котором начинает срабатывать защита драйвера от перегрузки и короткого замыкания, это и вызывает мигание лампочки.

Ради интереса и экономии ради было принято решение попытаться осуществить ремонт этих светодиодных ламп, а именно заменить деградировавшие светодиоды на новые и посмотреть, что из этого получится.

Разборка светодиодной лампы

Обычным канцелярским ножом с узким лезвием очень аккуратно подрезаем клей, крепящий стеклянный плафон лампы к пластиковому корпусу. Плафон не придавливаем, он очень хрупкий и легко ломается. После подрезания клея плафон легко снимается.

Весь клей, а его там не мало, с обеих частей разобранной светодиодной лампы лучше удалить. Он нам не понадобится.

Что мы видим. На тонкой плате установлено шесть светодиодов, хотя возможна установка еще трех. Очевидно, что мы имеем дело с уже классическим подключением светодиодов к драйверу, такое же применяется в светодиодных лентах, по три последовательных светодиода. То есть, в данную лампу возможно установить всего 9 светодиодов, три группы по три светодиода в каждой. Это снизит нагрузку на светодиоды и продлит срок службы светодиодной лампы.

Плата прижата саморезами к пластиковому корпусу, в котором имеются вентиляционные отверстия, через алюминиевый радиатор.

Отпаиваем провода от платы и разбираем этот слоеный пирог. Термопаста между платой и радиатором отсутствует. Вопрос нужна ли она там риторический.

Под радиатором обнаруживаем плату драйвера. Обратите внимание на обесцвечивание красного плюсового провода. Это явно вызвано повышенной температурой.

В принципе дальше разбирать светодиодную лампу смысла нет, можно просто проверить работоспособность драйвера. При подаче на вход драйвера напряжения 220 В переменного тока, на выходе должно быть около 9 В постоянного.

Соблюдайте правила электробезопасности!

Лирически-теоретическое отступление

Но если есть большое желание посмотреть, а что там и как, то аккуратно поддеваем отверткой цоколь лампы по периметру и скручиваем цоколь по резьбе. Поддеваем торцовый контакт и вытаскиваем его. После этого плата драйвера свободно извлекается.

На фото провод идущий к торцовому контакту отсутствует.

Как видим, производитель не был оригинален и использовал типовой драйвер светодиодной лампы на микросхеме BP3122. .

Типовая схема применения BP3122 следующая:

Данная микросхема была специально разработана для применения в драйверах светодиодных ламп и представляет собой микросхему управления импульсным источником питания. Ее применение позволяет значительно сократить размер драйвера, а как следствие и его стоимость, за счет сокращения применяемых дополнительных компонентов.

Рекомендуемая производителем микросхемы выходная мощность не более 6 Вт при входном напряжении 230 В ±15% и 5 Вт в диапазоне входных напряжений переменного тока от 85 до 265 В. В микросхеме реализована защита от перегрузки и короткого замыкания, защита от перегрева, а также защита от перенапряжений. С механизмом самовозврата при устранении неисправности.

Уровень стабилизированного выходного тока определяется типом применяемого трансформатора, а именно соотношением витков первичной Np и вторичной Ns обмоток, и пиковым током в MOSFET, который в свою очередь, зависит от сопротивления задающего резистора, подключенного к входу CS микросхемы.

Стабилизация тока, на выходе исследованного драйвера, осуществляется на уровне 350 мА.

Ремонт светодиодной лампы

Для замены деградировавших, на AliExpress были заказаны новые светодиоды у этого продавца.

Отпаять старые светодиоды с платы проще всего посредством фена паяльной станции (температура около 300 °С). Можно и паяльником, но придется повозиться, изготовив специальную «вилочку для пайки светодиодов». Плата весьма теплоемкая и отбирает часть тепла на себя, поэтому паяльник менее 100 Вт можно даже не рассматривать.

Убрав старые светодиоды, не прекращая подогрева снизу платы, наносим на места пайки флюс, при необходимости припой, и размещаем новые светодиоды, соблюдая полярность.

Предварительно, выводы новых светодиодов также не помешает залудить. А для удобства их последующего позиционирования на плате, отметить, например анод, маркером.

Номинальные данные приобретенных светодиодов: ток 150 мА, напряжение 3,0 – 3,2 В, теплого, белого свечения 2800 – 3500 К.

Сборка осуществляется в обратном порядке. При наличии термопасты наносим ее на обратную сторону платы.

После этого работоспособность светодиодной лампы можно проверить, включив ее на несколько часов.

Не смотрите на горящие светодиоды не защищенным глазом, это опасно для зрения. Накройте их листом бумаги!

Если все нормально, все группы светодиодов светятся равномерно и не мигают, можно приклеить на место стеклянный плафон. Лучше использовать для этого клей типа «Момент». Термоклей не годится, при нагреве лампы во время работы, он может расплавиться и плафон отклеиться и упадет.

После высыхания клея светодиодная лампа снова будет служить вам верой и правдой. Ну а если вдруг, что, вы уже знаете, как ее починить.

Список файлов

BP3122-EN-DS-Rev-1-1.pdf

Описание микросхемы BP3122

  • Загрузок: 2515
  • Размер: 427 Kb

Как отремонтировать светодиодные лампы: 7 шагов

Набравшие большую популярность осветительные led приборы не всегда вырабатывают даже заявленный ресурс, а стоят они не дешево. Однако деньги на приобретение новых светильников можно значительно сэкономить.

Я подробно объясняю, как отремонтировать светодиодные лампы своими руками в домашних условиях простым инструментом, который имеется в наличии у каждого мастера.

Читайте подробную инструкцию с картинками и схемами из 7 практических шагов.

Содержание статьи

С самого начала предупреждаю, что рассматриваемый мной материал не относится к технологии, по которой выпускается LED лампа Filament.

На момент написания статьи я их ремонтом не занимался.

Шаг 1. Разбираемся: почему перегорает светодиодная лампа у нас в квартире и принимаем меры

Производители заверяют, что их устройства способны светить до 50 тысяч часов (в нормальных условиях эксплуатации) или более. Они указывают эти цифры на упаковочной коробке.

Дают гарантию на длительный срок.

На деле же Led светильники нас разочаровывают: не вырабатывают свой ресурс. Вот и надо разобраться: почему перегорает светодиодная лампа раньше заявленного срока, чтобы меньше заниматься ее ремонтом.

А причины могут быть разными. Они зависят от условий эксплуатации или конструкции светильника. В любом случае делайте для себя выводы и принимайте меры. Я свел все сведения в таблицу.

Причины поврежденияЧто происходитРекомендуемые меры
Плохое электроснабжение с перепадами напряжения.Повышенное напряжение выводит из строя электронные компоненты блоков питания и драйверы, выжигает светодиоды.
  1. Для защиты от импульсов перенапряжения устанавливайте во вводной щит УЗИП.
  2. От критических перепадов напряжения и обрыва нуля спасает реле контроля напряжения.
  3. Промышленный стабилизатор напряжения обеспечивает качественное поддержание уровня амплитуды при плохом входном уровне.
Нарушение теплоотвода.Перегрев электронных компонентов и их выгорание.
  1. Размещая светильники в верхней (наиболее нагретой) части потолка обеспечивайте им обдув или хотя бы естественную вентиляцию.
  2. Исключите маленькие закрытые пространства внутри подвесных и натяжных потолков для работающих лед диодов.
Монтаж осветительной цепи тонкими проводами, плохие контактные соединения.Нагревающаяся проводка передает свое тепло электронике.
  1. Используйте медные провода сечением 1,5 мм кв.
  2. Периодически выполняйте внутренний осмотр схемы, прожимайте контакты.
Воздействия внешней среды и атмосферные явления.
  1. Повышенная влажность разлагает металлические части.
  2. Вибрации и удары повреждают конструкцию.
  3. Пыль ухудшает теплообмен, снижает изоляцию.
Некачественная продукцияПреждевременная поломкаПриобретайте LED светильники у надежных поставщиков.

Призываю вас сделать правильный вывод: проще один раз обеспечить нормальные условия для работы светодиодов и приобрести нормальную продукцию, а не заведомый брак, чем постоянно заниматься ремонтом.

Шаг 2. Кратко знакомимся: светодиодные лампы — как устроены и из чего состоят

Источником света выступает светодиод.

Из них собирают последовательные цепочки и на каждую схему подают постоянное напряжение от блока питания или специального драйвера.

Все детали размещают внутри корпуса, а переменное напряжение 220 подводится через контакты на цоколе.

Шаг 3. Изучаем, как разобрать светодиодную лампочку простыми инструментами

Корпус лед лампы может быть собран одним из следующих способов:

  1. на резьбе;
  2. защелками;
  3. клеем.

Осматриваем корпус и оцениваем возможность его разборки. Вначале пробуем осторожно покрутить его руками в разные стороны, постепенно увеличивая усилия крутящего момента.

Сильно сжимать пластиковые детали не рекомендую: их можно элементарно раздавить.

В первом случае резьбового соединения детали корпуса отделятся относительно просто.

Если же этого не произошло, то потребуется определить местоположение защелок. Поможет тонкое острое лезвие, которое надо всунуть в щель крепления и осторожно направлять по периметру.

Приклеенный колпачок снять сложнее: надо капнуть из шприца или тонкой трубочки растворитель для красок на шов склейки, выждать время для размягчения клея и еще раз поработать тонким лезвием.

Не пользуйтесь ацетоном! Он может разъесть пластиковые детали так, что они придут в нерабочее состояние.

Снятый колпачок откладываем в сторону и рассматриваем крепление платы со светодиодами: ее надо снять. Она может быть:

  1. просто вставлена;
  2. зажата винтами;
  3. или приклеена.

Когда винтовое крепление отсутствует, а плата не достается, то это означает, что она приклеена. Опять потребуется прорезать тонким ножом щель по периметру корпуса.

Дальнейшая разборка может потребовать приложения усилий для снятия защитного чехла со стороны цоколя.

Вполне возможно, что придется отпаивать провода с платы.

В итоге у вас должно получиться снять плату со светодиодами и получить доступ к драйверу питания. Именно здесь чаще всего возникают неисправности. Рассказываю о них подробнее.

Шаг 4. Замена светодиодов в лампе: на что обращать внимание

Светодиодную плату надо внимательно осмотреть и пометить Led диоды с отклонениями цвета корпуса и повреждениями. Они явно сгоревшие.

Как проверить светодиод

Но этого обычно не достаточно. Нам важно оценить каждый светодиод под напряжением электрическими замерами. Для этого достаточно взять цифровой мультиметр или старенький тестер и вызвонить в режиме прозвонки все полупроводниковые переходы.

Если его нет под рукой, то допустимо использовать пальчиковую батарейку на 12 вольт или меньше.

На ее полюса припаивают два проводка и прикладывают их к контактным площадкам диодов. При прямой полярности напряжения последние начнут светиться, а при обратной останутся закрытыми.

Работать батарейкой надо быстро: через светодиод создается неконтролируемый ток повышенной величины. Он опасен для полупроводникового перехода.

Таким способом проверяем каждый элемент. Неисправные переходы сразу помечаем фломастером. Их придется заменить — выпаять и установить новые модули.

Особенности пайки светодиодов

Технология пайки транзисторов и диодов более утонченная, чем для соединения обыкновенных проводов. Полупроводниковые переходы можно легко пережечь повышенной температурой.

Нагревать дорожки и светодиоды необходимо до температуры не более +100 градусов, которой вполне достаточно для расплавления обычного припоя.

Работайте кратковременно: как только припой расплавился, сразу прекращайте нагрев и принимайте меры к быстрому охлаждению полупроводника. Его можно приложить к алюминиевому радиатору или обдуть воздухом.

Лучше всего работать специально приспособленной паяльной станцией. В ее комплект входит пинцет паяльник, обладающий возможностью одновременного расплава припоя с двух противоположных сторон Led диода тонкими наконечниками.

Но не у всех нас имеется такое оборудование. Для нескольких разовых работ вполне можно обойтись доработкой обыкновенного паяльника с элементами резистивного нагрева.

На его наконечник просто плотно наматывают и обжимают толстый медный провод, а его концы затачивают и залуживают обычным способом. Металлы должны плотно соприкасаться. Их необходимо хорошо очистить от окислов для обеспечения хорошей теплопередачи.

Я же привык пользоваться самодельным паяльником Момент. У него очень легко менять наконечники, выгибая их из медной проволоки 2,5 кв мм под различные задачи.

Сверху на фотографии показал форму наконечника для работы со светодиодами, посередине — универсальный (на все случаи ремонта), а снизу — для одновременного прогрева всех ножек микросхемы с одной ее стороны.

Кстати, не рекомендую покупать трансформаторные паяльники в Китае. Я подробно описал их недостатки в четырех статьях. Жду ваших возражений по этому поводу.

Работа самодельными конструкциями требует навыков и быстроты. Иначе легко прожечь диоды или повредить дорожки.

Где брать исправные светодиоды

Ремонтный комплект можно заказать в Китае на AliExpress или другом интернет магазине. Так поступают мастера, постоянно занимающиеся профессиональным ремонтом.

Обычный же человек для единичного ремонта может выпаять исправный диод с платы неисправного светильника. Поэтому покупают светодиодные лампы одного типа с небольшим запасом. Когда он израсходуется, то одну из поврежденных пускают на запчасти.

Важные моменты ремонта

Все контактные площадки для пайки надо готовить заранее: очистить отверстия для ножек, удалить излишние капли припоя, обработать флюсом.

Исправный светодиод необходимо подбирать той же марки, что стоят на всей плате. Иначе он создаст на свою цепочку нерасчетную нагрузку и довольно скоро произойдет очередная поломка.

Перед пайкой обязательно определяйте полярность светодиода и правильно вставляйте его в гнезда. Проще один раз перепроверить, чем искать причину неправильного ремонта, а затем переделывать всю работу.

Для конструкций светодиодных ламп, использующих качественный драйвер со стабилизацией тока, допустимо поврежденный Led диод не менять, а шунтировать его выводы для восстановления целостности цепочки.

Изменившиеся у нее электрические характеристики такой драйвер сможет компенсировать.

Шаг 5. Ремонт драйверов светодиодных светильников: 2 вида принципов работы

Задача любого драйвера — пропустить через полупроводниковый переход ток, который вызовет его свечение. Ее решают 2 типа конструкций модулей:

  1. Простые или дешевые.
  2. Дорогие и сложные.

В каждую лед лампу встроен один из них. Поэтому рассказываю об обеих схемах поочередно: при ремонте можете встретить любую.

Простые блоки питания: что плохо

Одна из распространенных схем выглядит следующим образом.

Сразу бросается в глаза, что входное напряжение 220 распределяется на два последовательно включенных потребителя:

  1. Резистивно-емкостной делитель, состоящий из сопротивления на 470 кОм и конденсатор 0,2 микрофарады.
  2. Диодный мост.

Первый потребитель рассчитан так, что забирает на себя более 200 вольт, а остаток приходится на мост. Пульсирующее напряжение с его выхода сглаживается поляризованным электрическим конденсатором и через токоограничивающий резистор подается на цепочку подключенных светодиодов.

Никаких дополнительных деталей нет, полный минимализм.

При ремонте надо проверить:

  • исправность диодного моста;
  • целостность электролита:
  • состояние светодиодов;
  • характеристики резистивно-емкостного делителя
  • токопроводящие дорожки и провода.

Самое плохое в этой схеме то, что внутри нее отсутствует гальваническая развязка с бытовой проводкой. Повреждение делителя напряжения сразу подает 220 вольт на всю электронику. Пробой платы и подача фазы на корпус светильника гарантированы.

Эту важную особенность следует учитывать при ремонте, особенно при проведении электрических проверок модуля со снятым защитным корпусом: можно попасть под напряжение.

Даже применение простейшего трансформатора повышает безопасность пользования подобным блоком питания.

Однако простые блоки очень чувствительны к перепадам напряжения в первичной сети. Они подают на диодную лед цепочку нестабилизированное питание, которое:

  1. создает неравномерное освещение;
  2. значительно сокращает рабочий ресурс светодиодов: быстро теряется их яркость и продолжительность жизни.

Поэтому любой блок питания со стабилизацией напряжения более предпочтителен. Одна из схем, например на базе DA1 типа L7812 показана ниже.

Здесь уже работают два электролитических конденсатора:

  1. первый выравнивает напряжение после диодного моста;
  2. второй — за схемой стабилизации.

Такая сборка уже лучше защищает полупроводниковые переходы, создает им приемлемые условия работы. Но они еще очень далеки от совершенства.

Вопрос упирается в то, что даже незначительное колебание прямого падения напряжения на каждом светодиоде вызывает большое изменение силы тока через него.

А это очень сильно сказывается на ресурсе. Никакой блок питания со стабилизацией напряжения не справляется с этой задачей. Она возложена на принципиально другие устройства.

Драйверы со стабилизацией тока: преимущества и недостатки

В качестве примера приведу самую простенькую схему на основе DA1 типа SM2082D.

Ее включение обеспечивает протекание стабилизированного тока по всем светодиодам своей цепочки, не сильно зависящее от колебаний уровня внешнего напряжения.

Это уже намного лучше для полупроводниковых лед переходов, но не избавляет от ряда мелких неприятностей. Поэтому схема драйвера для светодиодов постоянно совершенствуется.

Один из ее вариантов на CPC9909 показан ниже.

Здесь на входе используется регулируемое сопротивление Rthm. Оно встроено для обеспечения возможности управления световым потоком – диммированием его величины.

Принцип работы диммера здесь объяснять не стану. Это довольно большая тема для другой статьи. Скоро ее опубликую.

Думаю, что пришла пора показать, как выглядит современный светодиодный источник питания, сколько на нем размещено различных электронных деталей.

Такие модули надежно работают по принципу импульсного преобразования электрической энергии. Их ремонт сложный, но вполне осуществим своими руками.

Я его расписал отдельной статьей с ориентацией на новичков. Рекомендую ознакомиться. Очень надеюсь, что изложенная там информация и разработанный алгоритм последовательных действий пригодится при ремонте драйвера любой светодиодной лампы.

Шаг 6. Включаем и проверяем: почему начала моргать светодиодная лампа и какие меры необходимо принять

Если после ремонта мы получили стабильный свет, то все нормально. Иногда же возможно мерцание даже у нового светильника.

Понятно, что происходит это из-за того, что на полупроводниковый переход поступают непредвиденные импульсы токов. Причины их появления могут быть скрыты внутри лампы или поступать снаружи.

Электролитический конденсатор драйвера питания, сглаживающий пульсации напряжения может усохнуть и потерять свою емкость. Это будет одна из причин мерцания освещения. Его необходимо заменить, желательно с большим номиналом емкости.

Вторая причина характерна для дешевых лед светильников с самыми простыми блоками питания, которые даже не обеспечивают нормальной стабилизации напряжения. (Смотрим на схему простого драйвера для светодиодов на 220 В).

Представим картину: такая лампочка включена через выключатель с подсветкой — обыкновенным светодиодом с токоограничивающим резистором.

Выключателем формально разорван потенциал фазы 220, но ее импульсы одной из полугармоник синусоиды постоянно поступают сквозь светодиод подсветки на драйвер. Они проникают через диодный мост на электролитический конденсатор, подзаряжают его емкость.

Тот накапливает небольшой заряд и разряжается через подключенную к нему цепочку светодиодов. Вот они и подмаргивают в этот момент.

Возникла ситуация: исправный светильник и выключатель создали неправильный режим работы полупроводниковых переходов. Простой выход — удалить светодиод подсветки, разорвать его цепочку.

Однако это не совсем правильно. Настоящий мастер должен оставить подсветку в работе и одновременно устранить мерцание. Хотите узнать, как это можно просто сделать своими руками? Читайте специальную статью на моем сайте.

А мне хочется напомнить вам о тех опасностях ремонта, которые обычно скрыты, но могут повредить здоровье или причинить другие неприятности. Их необходимо постоянно держать в голове.

Шаг 7. Заостряем внимание на технике безопасности

Проверки электрических параметров Led светильников относятся к работам под напряжением. Они связаны с повышенными рисками и требуют владения уверенными навыками электрика, хорошего знания правил.

Применительно к нашему случаю остановлюсь только на четырех важных моментах:

  1. Любые работы с паяльником необходимо выполнять только на обесточенном оборудовании.
  2. Электролитические конденсаторы длительно хранят запасенный заряд даже после снятия напряжения со схемы. До начала ремонта его необходимо разрядить через килоомное сопротивление. Иначе в самый неожиданный момент от них последует удар током.
  3. После завершения ремонта до подачи напряжения обязательно проверять отсутствие короткого замыкания в первичной цепи и принимать защитные меры от случайного взрыва электронных компонентов. Используйте предохранительный чехол, отворачивайте лицо, берегите глаза.
  4. Не забывайте, что нагретый работающий паяльник способен скатиться со случайной подставки и натворить много неприятностей. Его положение необходимо четко фиксировать.

Закрепить в памяти мою информацию по теме как отремонтировать светодиодные лампы своими руками поможет видеоролик владельца Rafo electronics.

Некоторые вопросы он излагает на свой лад. Вы можете высказать по ним свое мнение в комментариях, и мы совместно их обсудим.

Полезные товары Полезные сервисы и программы

Что это и как работает?

Разработка и внедрение технологии светоизлучающих диодов (LED) во всем диапазоне осветительных приложений были захватывающими в последние несколько лет. Несмотря на присущую светодиодам высокую эффективность электрооптического преобразования, светодиодный светильник настолько хорош, насколько хорош его драйвер. Потенциал этой революционной технологии освещения может быть раскрыт только тогда, когда показатели производительности светодиодных драйверов будут последовательно согласованы с электрическими характеристиками светодиодного источника света.Светодиодная система освещения представляет собой синергетическое сочетание источника света, драйверов светодиодов, систем управления температурой и оптики. Поскольку драйверы являются единственным компонентом, который существенно влияет на фотометрические характеристики и качество света светодиодов в системе освещения, они играют решающую роль в более обширных и интенсивных применениях светодиодной технологии.

Что такое светодиодный драйвер?

Драйвер светодиодов — это электронное устройство, регулирующее мощность светодиода или цепочки (или цепочек) светодиодов.Светодиоды представляют собой твердотельные полупроводниковые устройства, пропитанные или легированные слоями для создания p-n-перехода. Когда ток протекает через легированные слои, дырки из p-области и электроны из n-области инжектируются в p-n-переход. Они рекомбинируют, чтобы генерировать фотоны, которые мы воспринимаем как видимый свет. Преобразование тока в световой поток почти линейное, увеличение входного тока позволяет большему количеству электронов и дырок рекомбинировать в p-n-переходе, и, таким образом, генерируется больше фотонов.

В отличие от обычных источников света, которые работают напрямую от источника переменного тока (AC), светодиоды работают от входа постоянного или модулированного прямоугольного сигнала, потому что диоды имеют полярность. При вводе сигнала переменного тока светодиод будет гореть только примерно половину времени, когда сигнал переменного тока имеет правильную полярность, и сразу же погаснет при отрицательном смещении. Следовательно, постоянная подача постоянного электрического тока на фиксированный выход или переменный выход в допустимом диапазоне должна применяться к светодиодной матрице для стабильного, немигающего освещения.

Драйверы светодиодов

обеспечивают интерфейс между источником питания (линией) и светодиодом (нагрузкой), преобразуя входящую мощность сети переменного тока 50 Гц или 60 Гц при таких напряжениях, как 120 В, 220 В, 240 В, 277 В или 480 В, в регулируемый выходной постоянный ток. Существуют драйверы, предназначенные также для приема других типов источников питания, например, питания постоянного тока от микросетей постоянного тока или питания через Ethernet (PoE). Схема драйвера светодиода должна иметь невосприимчивость к скачкам напряжения и другим помехам в линии переменного тока в пределах заданного расчетного диапазона, а также отфильтровывать гармоники в выходном токе, чтобы они не влияли на качество вывода светодиодного источника света.Драйвер — это не просто преобразователь мощности. Некоторые типы светодиодных драйверов имеют дополнительную электронику для точного управления светоотдачей или для поддержки интеллектуального освещения.

Постоянный ток или постоянное напряжение?

Электрическая цепь, которая регулирует входящую мощность для обеспечения выхода постоянного напряжения, обычно называется источником питания, тогда как драйвер светодиода в строгом смысле слова относится к электрической цепи, которая обеспечивает выход постоянного тока. Сегодня «драйвер светодиода» и «источник питания светодиода» — очень неоднозначные термины, которые используются как синонимы.Несмотря на терминологическую двусмысленность, мы не можем позволить себе игнорировать существенные различия между схемами постоянного тока (CC) и постоянного напряжения (CV) для регулирования нагрузки светодиодов.

Драйверы светодиодов постоянного тока обеспечивают постоянный ток (например, 50 мА, 100 мА, 175 мА, 350 мА, 525 мА, 700 мА или 1 А) независимо от нагрузки по напряжению для модуля светодиодов в определенном диапазоне напряжений. Драйвер может питать один модуль со светодиодами, подключенными последовательно, или несколько светодиодных модулей, подключенных параллельно.Последовательное соединение является предпочтительным в архитектурах цепей CC, поскольку оно гарантирует, что все светодиоды имеют одинаковый ток, протекающий через их полупроводниковые переходы, а световой поток равномерен через светодиоды. Для параллельного подключения нескольких светодиодных модулей требуется резистор в каждом светодиодном модуле, что приводит к снижению эффективности и плохому согласованию тока. Большинство драйверов CC можно запрограммировать для работы в диапазоне выходного тока для точного сопряжения между драйвером и конкретным светодиодным модулем. Драйверы светодиодов постоянного тока используются, когда световой поток не должен зависеть от колебаний входного напряжения.Они используются во многих типах осветительных приборов общего назначения, таких как потолочные светильники, троферы, настольные / торшеры, уличные фонари и верхние фонари, для которых приоритетными являются высокое качество тока и точное управление мощностью. Драйверы CC поддерживают регулировку яркости как с широтно-импульсной модуляцией (PWM), так и с уменьшением постоянного тока (CCR). Работа источника питания в режиме CC обычно требует защиты от перенапряжения на случай чрезмерного сопротивления нагрузки или при отключении нагрузки.

Драйверы светодиодов постоянного напряжения предназначены для работы светодиодных модулей при фиксированном напряжении, обычно 12 В или 24 В.Каждый светодиодный модуль имеет собственный линейный или импульсный регулятор тока для ограничения тока с целью поддержания постоянного выходного сигнала. Обычно предпочтительно подавать постоянное напряжение на несколько светодиодных модулей или светильников, соединенных параллельно. Максимальное количество светодиодов или светодиодных модулей и прямое напряжение на них не должно превышать мощность источника питания постоянного тока. Цепь CV должна допускать рассеивание мощности при коротком замыкании нагрузки. Ограничители тока обычно имеют тепловое отключение для защиты цепи, когда на ограничитель тока подается напряжение, превышающее максимально допустимое.Драйверы CV часто используются в низковольтных светодиодных осветительных приборах, которые требуют простоты группового подключения при параллельном управлении, например, для управления светодиодными лентами, светодиодными модулями для световых коробов. Драйверы постоянного напряжения могут быть затемнены только при ШИМ.

Импульсный источник питания (SMPS)

Поскольку светодиоды очень чувствительны к колебаниям тока и напряжения, одна из наиболее важных функций драйвера светодиода заключается в уменьшении колебаний прямого напряжения на полупроводниковом переходе светодиодов.Импульсные источники питания работают путем модуляции электрического сигнала с использованием одного или нескольких переключающих элементов, таких как силовые полевые МОП-транзисторы, на высокой частоте, тем самым генерируя заданную величину мощности постоянного тока при изменении напряжения питания или нагрузки. Импульсные преобразователи, используемые в драйверах светодиодов, требуют, чтобы энергия сохранялась в виде тока с использованием катушек индуктивности и / или в виде напряжения с использованием конденсаторов, чтобы поддерживать выходной ток или напряжение на нагрузке во время цикла включения / выключения. Драйвер светодиодов AC-DC SMPS преобразует мощность переменного тока в мощность постоянного тока, которая затем преобразуется в мощность постоянного тока, способную правильно управлять светодиодами.

Для импульсного преобразования мощности в драйверах светодиодов доступны различные топологии схем для поддержки требований к нагрузке на светодиоды. Среди всех топологий SMPS наиболее часто используются повышающие, повышающие, понижающие и обратные типы.

Также известная как понижающий преобразователь, понижающая схема регулирует входное постоянное напряжение до желаемого постоянного напряжения с помощью ряда методов управления током, включая синхронное переключение, гистерезисное управление, управление пиковым током и управление средним током.Понижающая топология предназначена для драйверов светодиодов с питанием от сети, которые необходимы для управления длинной цепочкой светодиодов, при этом напряжение нагрузки поддерживается ниже напряжения питания. Понижающие цепи также часто встречаются в приложениях с низким напряжением, где входное напряжение питания относительно низкое (например, 12 В постоянного тока для автомобильного освещения) и работает только один светодиод. Понижающая топология позволяет создавать схемы с меньшим количеством компонентов при сохранении высокого КПД (90–95%). Однако напряжение нагрузки понижающей цепи должно быть менее 85% от напряжения питания.Более того, понижающие драйверы светодиодов не обеспечивают изоляцию между входными и выходными цепями.

Повышающий преобразователь предназначен для повышения входного напряжения до более высокого выходного напряжения примерно на 20% или более. Цепи повышения обычно требуют одного индуктора и работают либо в режиме непрерывной проводимости (CCM), либо в режиме прерывистой проводимости (DCM), в зависимости от формы волны тока индуктора. В повышающих преобразователях малой мощности может использоваться накачка заряда, а не катушка индуктивности, в которой используются конденсаторы и переключатели для повышения выходного напряжения выше напряжения питания.Преобразователи на основе индуктивности обладают преимуществом в виде небольшого количества компонентов и высокой эксплуатационной эффективности (более 90%). Недостатком этой топологии является отсутствие изоляции между входными и выходными цепями. Повышающий преобразователь выдает импульсную форму волны, поэтому для уменьшения пульсаций тока требуется большой выходной конденсатор. ШИМ-регулирование яркости является сложной задачей из-за большого выходного конденсатора, а также управления с обратной связью, которое требует большой полосы пропускания для стабилизации преобразователя.

Пониженно-повышающие преобразователи

могут обеспечивать выходное напряжение выше или ниже входного, что делает их идеальными для приложений, в которых входное напряжение растет и падает с большими колебаниями (не более 20%).Колебания входного напряжения такого типа обычно возникают в осветительных устройствах с питанием от аккумуляторных батарей, например, в автомобильном освещении для строительной и сельскохозяйственной техники (вилочные погрузчики, тракторы, комбайны, экскаваторы, снегоочистители и т. Д.), А также в грузовых автомобилях и автобусах. Два типа преобразователей, которые часто используются в повышающих понижающих преобразователях, известны как SEPIC (несимметричный преобразователь индуктивности первичной обмотки) и Cuk. Преобразователь SEPIC отличается использованием двух индукторов, предпочтительно двухобмоточного индуктора, который имеет небольшую площадь основания, низкую индуктивность рассеяния и способность увеличивать соединение обмоток для повышения эффективности схемы.В архитектуре SEPIC повышающая секция обеспечивает коррекцию коэффициента мощности (PFC), а понижающая секция выдает напряжение, равное, меньшее или большее, чем входное напряжение, в то время как выходная полярность обеих секций остается одинаковой. Топология Cuk сочетает в себе непрерывный выходной ток понижающего преобразователя и непрерывный входной ток повышающего напряжения, что дает Cuk наилучшие характеристики EMI и позволяет при необходимости уменьшать емкость. Понижающий-повышающий преобразователь представляет собой неизолированную схему драйвера.Как и повышающие преобразователи, повышающие / понижающие преобразователи требуют защиты от перенапряжения для предотвращения повреждений из-за чрезмерно высокого напряжения в случае разомкнутой нагрузки.

Схема обратного переключения — это преобразователь с прерывистой проводимостью, который обеспечивает изоляцию сети переменного тока, накопление энергии и масштабирование напряжения. Он очень похож на повышающий преобразователь, но с разделением индуктивности, образующим трансформатор. Обратный трансформатор с как минимум двумя обмотками не только обеспечивает полную изоляцию между его входной и выходной цепями, но также допускает более одного выходного напряжения с разной полярностью.Первичная обмотка подключена к входному источнику питания, вторичная обмотка подключена к нагрузке. Магнитная энергия сохраняется в трансформаторе, когда переключатель включен, и в то же время диод имеет обратное смещение (т. Е. Блокируется). Когда переключатель выключен, диод смещен в прямом направлении, и магнитная энергия выделяется током, текущим из вторичной обмотки. В некоторых схемах обратного хода используется третья обмотка, называемая бутстрапом или вспомогательной обмоткой, для питания управляющей ИС. Более точный контроль среднего напряжения на конденсаторе, который используется для поддержания тока в нагрузке светодиода, когда преобразователь находится на первой ступени, требует изолированной обратной связи, обычно через оптрон.Цепи обратного переключения могут быть разработаны для очень широкого диапазона питающих и выходных напряжений с изоляцией от опасно высоких напряжений. Однако эти схемы менее эффективны (75 — 85%, более высокий КПД возможен за счет использования дорогих деталей).

Линейный источник питания

Линейный источник питания использует элемент управления (например, резистивную нагрузку), который работает в своей линейной области для регулирования выхода. В схемах управления светодиодами этого типа напряжение, протекающее через резистор, чувствительный к току, сравнивается с опорным напряжением в контуре обратной связи для создания управляющего сигнала.Контроллер, который работает в линейной области системы обратной связи с обратной связью, регулирует выходное напряжение до тех пор, пока ток, протекающий через чувствительный резистор, не будет соответствовать напряжению обратной связи. Таким образом, ток, подаваемый на цепочку светодиодов, поддерживается до тех пор, пока прямое напряжение не превышает выходное напряжение с ограничением по падению. Линейные драйверы обеспечивают только понижающее преобразование, что означает, что напряжение нагрузки должно поддерживаться ниже, чем напряжение питания. Если напряжение нагрузки выше напряжения питания или напряжение питания сильно колеблется, необходим импульсный стабилизатор.

В приложениях

с питанием от сети переменного тока, которые предъявляют высокие требования к регулированию напряжения, обычно используются переключаемые линейные регуляторы для управления светодиодными лампами с длинной цепочкой светодиодов, соединенных последовательно. Переключаемые линейные регуляторы представляют собой комбинации нескольких линейных регуляторов, которые либо интегрированы, либо каскадированы в модульной форме. Эти линейные регуляторы, обычно разработанные в корпусах для поверхностного монтажа, используются для интеллектуальной регулировки количества подключенных к нагрузке светодиодов в цепочке во время цикла линии питания, чтобы напряжение нагрузки соответствовало мгновенному напряжению сети переменного тока.

Линейные драйверы светодиодов

представляют собой чрезвычайно упрощенное решение, которое устраняет необходимость в громоздких и дорогостоящих катушках, конденсаторах и реактивных (например, индуктивных и / или емкостных) входных фильтрующих элементах EMI / EMC. Значительно небольшое количество деталей и использование твердотельных компонентов позволяет уменьшить размеры переключаемого линейного регулятора до компактной ИС-микросхемы. Это делает линейные драйверы конкурентоспособным кандидатом для светодиодных ламп, стоимость и физический размер которых являются важными факторами при проектировании.Благодаря способности генерировать резистивную нагрузку диммера, аналогичную лампе накаливания, линейные драйверы светодиодов имеют общую совместимость с существующими диммерами с фазовой отсечкой (TRIAC), которые были разработаны для диммирования резистивных нагрузок.

Отличающаяся ценовой конкурентоспособностью, невосприимчивостью к электромагнитным помехам / электромагнитной совместимости, малой занимаемой площадью и простотой конструкции, топология линейного управления вызывает все больший интерес в отрасли. Однако линейные драйверы борются с присущими им недостатками, которые не позволяют им войти в массовые приложения во многих категориях продуктов.

1. Линейный драйвер светодиода может иметь низкую эффективность, когда напряжение питания значительно превышает напряжение нагрузки.

2. Избыточная мощность выделяется в виде тепловой энергии, что приводит к увеличению термической нагрузки на схему драйвера и, скорее всего, на светодиоды, если тепло не рассеивается эффективно.

3. Ограничение необходимости поддерживать напряжение нагрузки ниже, чем напряжение питания в определенном диапазоне, приводит к дополнительному недостатку, заключающемуся в разрешении только ограниченного диапазона напряжения питания.

4. Линейные драйверы, доступные на рынке, представляют собой преимущественно недорогие схемы, которые не уделяют особого внимания устранению мерцания.

5. Неизолированная топология не обеспечивает гальванической развязки от сети переменного тока.

Switched Vs. Линейный

Конструкция драйвера светодиода предполагает множество компромиссов. При выборе между SMPS и линейными драйверами необходимо учитывать стоимость, эффективность, управляемость, срок службы, диммирование, размер, коэффициент мощности, мерцание, вход / выход, изоляцию от сети переменного тока и различные другие факторы.

Импульсные источники питания очевидно более эффективны, чем линейные, из-за их модуляции «0/1» (переключение ВКЛ / ВЫКЛ). Они могут быть разработаны для обеспечения высокой энергоэффективности, а также освещения без мерцания при сохранении высокого коэффициента мощности и низкого общего гармонического искажения (THD). Хотя линейные драйверы светодиодов задумывались как перспективное решение для управления светодиодами, в обозримом будущем SMPS по-прежнему будет предпочтительным решением для управления светодиодами для приложений, где первостепенное значение имеют эффективность, управление освещением, качество света и электрическая безопасность.В частности, цифровая управляемость драйверов SMPS, оснащенных технологией интеллектуальных датчиков и возможностью беспроводного подключения, обещает сделать возможным множество приложений Интернета вещей (IoT). Цифровая модуляция позволяет кодировать данные в двоичном формате для высокоскоростной оптической беспроводной связи (LiFi), что значительно расширяет прикладной потенциал драйверов SMPS.

Тем не менее, привлекательные особенности драйверов SMPS достигаются за счет их зависимости от громоздких, дорогих и ненадежных реактивных компонентов, таких как трансформаторы, катушки индуктивности и конденсаторы.Высокоскоростное переключение вызывает много шума, что приводит к относительно высокому уровню электромагнитных помех, которые необходимо фильтровать и экранировать с помощью дополнительных цепей. Эти дополнительные схемы могут значительно увеличить физические размеры и удвоить общую стоимость драйвера светодиода.

Самым большим недостатком драйверов SMPS, который также является наиболее привлекательной особенностью линейных драйверов, является их надежность. Схема управления SMPS использует большое количество компонентов, включая фильтры, выпрямители, схемы корректора коэффициента мощности (PFC) и т. Д.Сложная конструкция может снизить надежность схемы. Широкое использование алюминиевых электролитических конденсаторов в PFC в качестве компонента накопления энергии вызывает наибольшую озабоченность по поводу надежности драйвера SMPS. Электролитические конденсаторы известны своей высокой емкостью и высоким номинальным напряжением. Тем не менее, электролит в конденсаторе со временем испарится. Скорость испарения линейно зависит от температуры. Высокая температура ускоряет испарение электролита, что вызывает уменьшение емкости и увеличение ESR (эквивалентное последовательное сопротивление).Повышенное ESR приводит к высоким колебаниям выходного напряжения и шуму. А конденсатор в итоге выходит из строя, когда высыхает электролит, что приводит к преждевременному выходу из строя всей системы освещения. Высокоскоростное переключение может вызвать электромагнитные помехи (EMI), которые отрицательно сказываются на окружающих элементах схемы. Это создает дополнительную проблему проектирования, которую необходимо преодолеть. Использование шумового фильтра приводит к увеличению объема и веса, а также стоимости производства.

С другой стороны, линейные драйверы обладают большим потенциалом благодаря ранее упомянутым преимуществам.Как правило, они живут дольше, чем драйверы SMPS, упрощают конструкцию лампы, снижают стоимость и значительно сокращают спецификации. Однако сложно разработать линейный драйвер с эффективностью преобразования и подавлением мерцания, сопоставимой со схемами SMPS. Эта технология в настоящее время используется неправомерно. Большинство производителей освещения воспринимают это только как дешевое решение для вождения. Хотя допустимо использовать линейные драйверы в светодиодных светильниках для приложений, где высококачественный свет и изоляция от сети переменного тока не являются главным приоритетом (например,грамм. наружное освещение), некоторые производители пытаются включить это недорогое решение для управления светодиодами в требующие визуального восприятия и чувствительные к безопасности приложения внутреннего освещения без улучшения качества выходного сигнала драйвера (контроль мерцания) и повышения электробезопасности и рассеивания тепла в системе освещения.

Бортовой водитель (DOB)

DOB — это типичная реализация топологии линейного вождения. Светодиодный модуль DOB, также называемый светодиодным двигателем переменного тока, вмещает светодиоды и всю электронику драйвера на печатной плате с металлическим сердечником (MCPCB).Технология DOB использует возможность монтажа MCPCB микросхем драйвера высокого напряжения (переключаемых линейных регуляторов). В отличие от схемы драйвера SMPS, которая должна быть установлена ​​на маршрутизируемой печатной плате FR4, эти микросхемы драйвера для поверхностного монтажа могут быть припаяны к монтируемой на светодиоды плате MCPCB без разводки схемы. Это полностью устраняет необходимость в специальной сборке драйверов и, таким образом, обеспечивает компактный форм-фактор. Еще одно преимущество конструкции DOB заключается в том, что отличная теплопроводность MCPCB может способствовать быстрому рассеиванию тепла, выделяемого из-за неэффективного преобразования линейного драйвера.

Использование энергии

Обработка мощности, которая происходит внутри SMPS, обычно приводит к неравномерному потреблению мощности из-за токовой импульсной модуляции. Способ, которым импульсные регуляторы потребляют импульсы тока из энергосистемы общего пользования, может вызывать изгибы и искажения формы волны тока в линии электропередачи, а также срабатывание предохранителей и автоматических выключателей при уровнях мощности ниже, чем допустимая мощность линии. Наличие этих гармонических искажений и нелинейных нагрузок может привести к различным проблемам, таким как перегрев нейтральных проводов и распределительных трансформаторов, отказ или неисправность оборудования для производства и распределения электроэнергии, а также помехи в цепях связи и т. Д.С точки зрения энергопотребления, эти вредные помехи от нисходящего электрического оборудования должны быть запрещены. Поэтому коммунальные предприятия предъявляют нормативные требования к коэффициенту мощности (PF) и общему коэффициенту гармонических искажений (THD) электрического оборудования, включая светодиодные светильники с питанием от сети.

Коэффициент мощности — это отношение потребляемой мощности к поставляемой мощности и выражается числом от 0 до 1. У чисто резистивных нагрузок коэффициент мощности равен 1, потому что ток потребляется точно по фазе с линейным напряжением.Тем не менее, реактивные элементы, такие как конденсаторы и катушки индуктивности драйвера светодиода, потребляют дополнительный реактивный ток, который трудно измерить и, следовательно, невозможно для коммунальных предприятий получить прибыль. Что наиболее важно, эта реактивная мощность приведет к тому, что передаваемая мощность (полная мощность) будет больше, чем мощность, фактически требуемая светодиодным светильником. Это может привести к тому, что инфраструктура коммунального предприятия будет работать с превышением мощности и может привести к потенциальному ущербу, если не будут приняты меры для защиты инфраструктуры от перегрузки из-за дополнительной реактивной мощности.Чем ближе коэффициент мощности к 1, тем точнее совпадают формы сигналов тока и напряжения. По мере уменьшения коэффициента мощности теряется больше мощности в виде реактивной мощности. В коммерческом и промышленном секторах коммунальные предприятия часто взимают дополнительную плату с конечных пользователей, которые работают с электрооборудованием с низким коэффициентом мощности, чтобы компенсировать возросшие затраты на генерацию и передачу.

Коэффициент мощности светодиодной лампы или светильника стал требованием спецификаций на многих рынках. Директива ЕС требует, чтобы светодиодный продукт с потребляемой мощностью более 25 Вт имел коэффициент мощности выше 0.9. В США и Design Light Consortium (DLC), и Energy Star имеют правила PF, аналогичные европейским. Штат Калифорния имеет четкие правила для значения коэффициента мощности, которое должно быть больше 0,9 для всех уровней мощности светодиодного освещения жилых и коммерческих помещений. Чтобы соответствовать нормативным значениям коэффициента мощности, драйверы светодиодов с питанием от сети, разработанные для сетей переменного тока, должны использовать некоторую форму коррекции коэффициента мощности для поддержания высокого коэффициента мощности в широком диапазоне входных напряжений. Схема коррекции коэффициента мощности (PFC) обычно используется для минимизации реактивной мощности и максимизации доступной мощности от источника и распределительных кабелей.Цепи PFC, которые включают в себя активные и пассивные PFC, формируют и синхронизируют по времени входной ток в синусоидальную форму волны, которая находится в фазе с линейным напряжением.

Общие гармонические искажения (THD) часто возникают одновременно с проблемой низкого коэффициента мощности. THD — это измерение искажения формы волны тока, вызванного нелинейными электрическими нагрузками, такими как нагрузки выпрямителя. Искаженные формы волны тока могут снизить коэффициент мощности и также создать гармонические искажения. Гармонические искажения также возникают, когда нагрузка потребляет ток, не похожий на истинную синусоиду.THD представлен в процентах. Чем ниже значение, тем лучше. Высокий коэффициент нелинейных искажений может вызвать проблемы в оборудовании распределения питания. Поэтому важно, чтобы драйверы светодиодов соответствовали нормативным значениям THD (обычно менее 20%) во всем диапазоне входного напряжения. THD подавляется схемой коррекции коэффициента мощности, которая должна эффективно формировать входной ток, чтобы генерировать минимальную энергию на более высоких частотах.

Регулировка яркости может влиять как на коэффициент мощности, так и на коэффициент нелинейных искажений. Следовательно, необходимо измерять коэффициенты мощности и нелинейные искажения на выходах с полной и низкой яркостью.

Регулировка яркости

Переход от традиционной технологии освещения к твердотельному освещению вызван необходимостью повышения эффективности, контроля и взаимодействия. В основе управления освещением лежит технология затемнения, которая является неотъемлемой функцией систем управления освещением. Одним из преимуществ светодиодов является способность мгновенно реагировать на изменения потребляемой мощности, которые регулируются драйвером светодиода. Эффективность регулирования яркости светодиодного драйвера становится все более важной, поскольку освещение становится более связным и адаптируемым к потребностям и предпочтениям пользователя.Наиболее часто используемые элементы управления диммером-драйвером включают симистор (триод для переменного тока), 0-10 В и DALI (интерфейс цифрового адресного освещения). Широтно-импульсная модуляция (PWM) и уменьшение постоянного тока (CCR) являются наиболее распространенными методами, используемыми для уменьшения яркости светодиодных нагрузок от драйвера.

Диммеры

с фазовым регулированием работают путем отключения частей цикла переменного напряжения для управления светоотдачей. Цепи управления фазой включают в себя 2-проводное управление прямой фазой (передний фронт), 2-проводное управление обратной фазой (задний фронт) и 3-проводное управление прямой фазой (передний фронт).Регулировка яркости с управлением фазой часто используется в модернизируемых приложениях, где протягивание новой или дополнительной проводки ответвленной цепи или внутренней проводки управления может быть сложным и дорогостоящим. Однако драйвер светодиода должен быть спроектирован так, чтобы распознавать сигналы напряжения от схемы регулирования яркости и реагировать на них. Неспособность интерпретировать выходной сигнал переменного фазового угла при регулировке яркости может вызвать мерцание и уменьшить диапазон затемнения.

0-10 В — это 4-проводной (горячий и нейтральный, плюс 2 низковольтных управляющих провода) метод диммирования, который иногда называют диммированием 1-10 В, поскольку наиболее типичные диммируемые драйверы 0-10 В могут диммироваться только со 100% ( 10 В) до 10% (1 В), а 0 В выключает лампу.В этом методе драйвер является источником тока для сигнала постоянного тока и, следовательно, надежен при диммировании, происходящем в драйвере. Схема управления отправляет управляющие сигналы низкого напряжения для настройки входа на драйвер, изменяя напряжение от 1 В до 10 В постоянного тока. Поскольку управляющий сигнал представляет собой небольшое аналоговое напряжение, длинные участки проводов могут вызвать падение напряжения и вызвать падение уровня сигнала. 0-10V — это универсальный протокол управления в осветительной отрасли, который широко используется в коммерческих осветительных приборах.Однако стандарты затемнения 0–10 В для архитектурных приложений в США не определяют значение минимальной светоотдачи и не учитывают форму кривой затемнения. Это может вызвать несовместимость элементов управления и устройств от разных производителей.

DALI, способный обеспечивать адресацию отдельных устройств и обратную связь по состоянию от нагрузок, обеспечивает большую гибкость в управлении освещением через 4-проводную систему (горячий и нейтральный плюс 2 низковольтных канала передачи данных без топологии).DALI обычно используется там, где стратегия управления требует, чтобы осветительный прибор реагировал более чем на один контроллер (например, переключатель ручного управления и датчик присутствия). DALI — это двунаправленный протокол, и система освещения DALI может управлять до 64 контрольными точками (драйверы, диммеры, реле) без использования центрального блока управления. Протокол DALI использует логарифмическое регулирование яркости, которое обеспечивает 256 ступеней яркости со стандартизированной кривой затемнения в диапазоне от 0,1% до 100%.

PWM управляет яркостью светодиода, изменяя рабочий цикл постоянного тока с частотой импульсов, достаточно высокой, чтобы быть незаметным для человеческого глаза.Отношение времени включения к времени выключения определяет воспринимаемую интенсивность света. Широтно-импульсная модуляция поддерживает постоянный прямой ток, что устраняет проблему смещения цвета и, таким образом, является преимуществом для приложений, требующих постоянного CCT в широком диапазоне диммирования. ШИМ-регулировка яркости обычно используется как для статической, так и для динамической регулировки интенсивности с источниками белого света, а также светодиодами RGB. В приложениях для смешивания цветов RGB, затемнение с ШИМ позволяет точно отрегулировать яркость отдельных источников для получения желаемого цвета.Однако переключение на высокой скорости может создавать электромагнитные помехи. Драйверы PWM не могут быть установлены удаленно от источника света, потому что увеличенное расстояние передачи от драйвера к источнику света может мешать высокочастотным, чувствительным ко времени рабочим циклам.

CCR или аналоговое регулирование яркости регулирует интенсивность света путем изменения тока привода постоянного тока, протекающего через светодиод. Поскольку ток изменяется линейно, CCR практически не мерцает. Диммирование с постоянным током также может работать в более широком диапазоне светового потока, чем обычное диммирование с отсечкой фазы.К недостаткам CCR относятся низкая производительность при низких токах (ниже 10%), изменение цвета светодиодов при уменьшении яркости светодиодов до 20% от номинальной мощности и асинхронный отклик при более высоких токах из-за эффекта спада. Схемой регулирования яркости CCR можно управлять с помощью различных протоколов, таких как 0–10 В, DALI и ZigBee. CCR и PWM можно комбинировать для обеспечения гибридного затемнения, так что можно использовать преимущества обоих методов.

Подавление мерцания

Мерцание — это амплитудная модуляция светового потока, которая может быть вызвана колебаниями напряжения в сети переменного тока, остаточной пульсацией выходного тока, подаваемого на нагрузку светодиода, или несовместимым взаимодействием между схемами диммирования и источниками питания светодиодов.Мерцание может вызывать другие временные световые артефакты (TLA), в том числе стробоскопический эффект (неправильное восприятие движения) и фантомный массив (узор появляется при движении глаз). TLA бывают как видимыми, так и невидимыми. Мерцание, возникающее на частотах 80 Гц и ниже, непосредственно видно глазу, а невидимое мерцание — это временные изменения, возникающие на частотах 100 Гц и выше. Стробоскопический эффект и фантомная матрица обычно возникают в диапазоне частот от 80 Гц до 2 кГц, их видимость варьируется в зависимости от населения.Хотя невидимые TLA не воспринимаются человеческим глазом, они все же могут иметь ряд негативных последствий.

Мерцание и другие TLA — это нежелательные временные паттерны светового потока, которые могут вызывать напряжение глаз, нечеткое зрение, зрительный дискомфорт, снижение зрительной способности и, в некоторых случаях, даже мигрень и светочувствительные эпилептические припадки. Поэтому они являются одними из ключевых факторов при оценке качества света. Целевое использование искусственного освещения играет роль. Различные сценарии освещения могут допускать разный уровень временных световых артефактов.TLA могут быть менее важны для проезжей части, парковки и наружного архитектурного освещения или других приложений, где продолжительность воздействия искусственного света ограничена. Искусственный свет с высоким процентом мерцания не следует использовать как для внешнего, так и для рабочего освещения в домах, офисах, классных комнатах, гостиницах, лабораториях и промышленных помещениях. Освещение без мерцания имеет решающее значение не только для визуальных задач, требующих точного позиционирования глаз и условий, в которых уязвимые группы населения проводят много времени, но и для телевещания HDTV, цифровой фотографии и замедленной записи в студиях, стадионах и спортзалах.Видеокамеры могут улавливать TLA так же, как человеческий глаз улавливает эти эффекты.

Ключ к уменьшению мерцания заключается в драйвере светодиода, который предназначен для преобразования коммерческой мощности переменного тока в мощность постоянного тока и фильтрации любых нежелательных пульсаций тока. Достаточно большие пульсации, которые обычно возникают при частоте, в два раза превышающей напряжение сети переменного тока, в постоянном токе, подаваемом на светодиодную нагрузку, приводят к мерцанию и другим визуальным аномалиям с частотой 100/120 Гц. Таким образом, допустимый уровень пульсаций тока в светодиодах, например пульсация ± 15% (всего 30%), должен быть определен в драйверах светодиодов для различных приложений, где мерцание имеет значение.Пульсации можно сгладить, используя конденсатор фильтра. Одной из основных проблем при разработке драйверов является фильтрация пульсаций и гармоник без использования громоздких короткоживущих высоковольтных электролитических конденсаторов на первичной стороне. Светодиодные двигатели переменного тока по своей природе восприимчивы к явлению мерцания, потому что светодиоды фактически работают от того, что по сути является промежуточным напряжением постоянного тока, которое было бы в системе светодиодного освещения на основе SMPS. Быстрое изменение полярности вызывает мерцание интенсивности на частоте, вдвое превышающей синусоидальную частоту переменного тока.Несмотря на простоту конструкции схемы, требуются дополнительные схемы, чтобы эффективно уменьшить временные колебания источника питания.

Стандарты ограничения мерцания для различных приложений еще не установлены. IES установила две метрики для количественной оценки мерцания. Процент мерцания измеряет относительное изменение модуляции света (глубину модуляции). Индекс мерцания — это показатель, который характеризует изменение интенсивности по всей периодической форме волны (или скважности для прямоугольных сигналов).Процент мерцания лучше известен обычным потребителям. В целом, 10-процентное мерцание или менее при 120 Гц или 8-процентное мерцание или менее при 100 Гц приемлемо для большинства людей, за исключением групп риска, 4-процентное мерцание или менее при 120 Гц или 3-процентное мерцание или менее при 100 Гц считается безопасным для всех слоев населения и очень востребованным в приложениях с интенсивным зрением. К сожалению, большое количество светодиодных ламп и светильников, представленных в настоящее время на рынке, имеют высокий процент мерцания. В частности, светодиодные фонари переменного тока имеют мерцание, обычно превышающее 30 процентов при 120 Гц.

Защита цепи

В зависимости от топологии драйвера, конструкции схемы и условий применения драйверы светодиодов могут работать в условиях аномалий нагрузки и ненормальных условий эксплуатации, таких как перегрузка по току, перенапряжение, пониженное напряжение, короткое замыкание, обрыв цепи, неправильная полярность, потеря нейтрали, перегрев и т. Д. Следовательно, драйверы светодиодов должны включать механизмы защиты для решения этих проблем.

Выходное напряжение некоторых драйверов постоянного тока, особенно импульсных повышающих преобразователей, может слишком сильно превышать номинальное напряжение привода из-за отключения нагрузки или чрезмерного сопротивления нагрузки.Защита от разомкнутой цепи или защита от перенапряжения на выходе (OOVP) обеспечивает механизм отключения, который использует стабилитрон для обеспечения обратной связи и проведения выходного тока на землю, когда выходное напряжение превышает определенный предел. Более предпочтительным методом защиты от обрыва цепи является использование схемы активной обратной связи по напряжению для отключения источника питания при достижении точки срабатывания по перенапряжению.

Защита от перенапряжения на входе (IOVP) предназначена для снятия напряжения цепи управления от перенапряжения в результате операций переключения / изменения нагрузки в электросети, ударов молнии поблизости, ударов молнии непосредственно в систему освещения или электростатического разряда.В линиях переменного тока небольшое, но продолжительное перенапряжение может вызвать высокие токи (импульсы энергии) в драйвере светодиодов и светодиодах, что может привести к выходу из строя драйвера светодиода и интерфейсов управления, а также к преждевременному старению светодиодов. Металлооксидный варистор (MOV) или ограничитель переходного напряжения (TVS) может быть помещен напротив входа для поглощения энергии путем ограничения напряжения. Конденсатор с пластиковой пленкой, который обычно подключается к линии переменного тока, чтобы уменьшить эмиссию электромагнитных помех, также помогает поглощать часть энергии в импульсных импульсах.

Драйверы светодиодов

обычно имеют ограниченный уровень защиты от перенапряжения за счет встроенных схем защиты от перенапряжения. В некоторых приложениях, таких как уличное освещение, к драйверу должны быть добавлены дополнительные устройства защиты от перенапряжения, способные выдерживать многократные скачки или удары, чтобы защитить компоненты, расположенные ниже по потоку, от сильных скачков напряжения. УЗИП должен быть рассчитан на снижение или разрядку высокой энергии импульса минимум 10 кВ и 10 кА в соответствии с ANSI C136.2.

Короткое замыкание на нагрузке линейного источника питания может привести к перегреву, но не влияет на ток, подаваемый на каждый светодиод, поскольку цепи ограничения тока обеспечивают автоматическую защиту от короткого замыкания.Однако в импульсном понижающем стабилизаторе короткое замыкание приведет к выходу из строя светодиода или всего модуля в зависимости от конструкции схемы. Выход из строя одного светодиода обычно минимально влияет на общую светоотдачу. Изменение напряжения можно уравновесить с помощью саморегулирующейся схемы распределения тока, которая по-прежнему распределяет ток равномерно. С другой стороны, короткое замыкание на нагрузке светодиодной цепочки может существенно повлиять на общий световой поток. Механизм обнаружения отказов защиты от короткого замыкания может быть реализован путем контроля рабочего цикла.Короткое замыкание обычно приводит к очень короткому рабочему циклу.

Защита от перегрева для светодиодных систем включает температурную защиту модуля (MTP) и ограничение температуры драйвера (DTL). DTC использует резистор с отрицательным температурным коэффициентом (NTC) для уменьшения выходного тока, когда максимальная температура в точке корпуса драйвера в приложении превышает заранее установленный предел. MTC контролирует температуру светодиодного модуля и взаимодействует с драйвером, который автоматически снижает ток, подаваемый на светодиоды, когда MTC определяет пороговую температуру.DTL также может использоваться в качестве альтернативы MTP, если точка TC драйвера и температура светодиодного модуля могут быть коррелированы.

EMI и EMC

Электромагнитные помехи (EMI), также называемые радиочастотными помехами (RFI), влияют на другие электрические цепи в результате либо электромагнитной проводимости, либо электромагнитного излучения, испускаемого электроникой, такой как драйверы светодиодов, радиоприемники CB и сотовые телефоны. Любой драйвер светодиодов, подключенный к сети переменного тока, должен соответствовать стандартам излучения, таким как определено в IEC 61000-6-3.В схеме управления светодиодами переключение MOSFET обычно является основным источником электромагнитных помех. Компоновка печатной платы с короткими и компактными путями для коммутирующих токов также важна для ограничения электромагнитных помех. В некоторых приложениях требуется входной фильтр для уменьшения высокочастотных гармоник, и конструкция этой схемы имеет решающее значение для поддержания низкого уровня электромагнитных помех. Заземляющий слой на печатной плате должен оставаться непрерывным, чтобы избежать создания токовой петли, вызывающей излучение высоких уровней электромагнитных помех. Металлический экран может быть установлен над зоной переключения, чтобы обеспечить защиту от электромагнитного излучения.

Электромагнитная совместимость (ЭМС) — это способность устройства или системы работать в своей электромагнитной среде, не создавая электромагнитных помех, мешающих соседнему оборудованию, или не подвергаясь влиянию электромагнитных помех, излучаемых соседним оборудованием. Эффективность ЭМС драйвера светодиода часто автоматически обеспечивается хорошей схемой защиты от электромагнитных помех. Однако электростатический разряд (ESD) и устойчивость к скачкам напряжения, которые не учитываются в практике EMI, также влияют на характеристики EMC.

Соображения безопасности

Безопасность всегда должна оставаться приоритетом номер один при оценке водителя и системы освещения, с которой он работает.Очень желателен светодиодный драйвер с питанием от сети с диэлектрической изоляцией, например, 1500 В RMS (50 или 60 Гц) от входа до выхода. Изоляцию входной / выходной цепи можно выполнить только с помощью трансформатора с первичной и вторичной обмотками с хорошей гальванической развязкой. Выходное напряжение должно быть ниже предела безопасного сверхнизкого напряжения (БСНН) 60 В постоянного тока согласно IEC 61140. Однако растет число светодиодных осветительных приборов, которые реализуют неизолированную топологию с целью сокращения затрат.Риск поражения электрическим током является серьезной проблемой для светодиодной продукции, управляемой недорогими линейными регуляторами. Эти цепи не обеспечивают развязку между входными и выходными цепями, а электрическая изоляция систем освещения может быть недостаточно проверена.

Для продуктов с питанием от переменного тока необходимо учитывать вопросы длины пути утечки и зазоров. Длина пути утечки между первичной и вторичной цепями должна соответствовать требованиям к расстоянию, в противном случае возможно поражение электрическим током или возгорание.Необходимо учитывать зазор, который определяется как кратчайшее расстояние между двумя проводящими частями, чтобы предотвратить искрение между электродами, вызванное ионизацией воздуха. Поскольку размеры электронных схем продолжают уменьшаться, хорошая конструкция печатной платы имеет важное значение для схемы драйвера, чтобы не только уменьшить эмиссию электромагнитных помех, но также уменьшить проблемы утечки и зазоров.

Все электропроводящие и прикосновенные части драйвера светодиода класса защиты I с питанием от сети должны быть заземлены.Драйверы светодиодов, предназначенные для работы с системами светодиодного освещения для жилых и коммерческих помещений, обычно относятся к классу II. Для драйверов светодиодов класса II нет заземления корпуса, но все проводники внутри драйверов класса II должны быть двойными или усиленно изолированными, чтобы обеспечить хорошую изоляцию между цепью питания от сети и выходной стороной или металлическим корпусом драйвера.

Температурные характеристики

Драйвер светодиода сконфигурирован для преобразования сетевого напряжения переменного тока в выходное напряжение постоянного тока с максимальной эффективностью, и любая энергия, потерянная в процессе преобразования, будет преобразована в тепло.Это означает, что драйвер светодиода с КПД 90% требует входной мощности 100 Вт / 0,9 = 111 Вт для управления нагрузкой 100 Вт. Среди входной мощности 11 Вт — потери мощности, которые уходят в виде тепла. Это создает высокую тепловую нагрузку на схему драйвера светодиода. Когда драйвер размещен в корпусе светильника, тепловая нагрузка от светодиодов приведет к дополнительному увеличению температуры драйвера. Помимо использования компонентов, рассчитанных на высокие температуры, драйвер должен быть спроектирован так, чтобы отводить тепло от термочувствительных компонентов.Избыточное тепловыделение вызовет проблемы с надежностью компонентов, включая электролитические конденсаторы, которые высыхают под воздействием тепла. Поэтому температура, при которой работает светодиодный драйвер, принципиально важна для определения срока его службы. Для облегчения отвода тепла в драйверах светодиодных светильников высокой мощности используются алюминиевые корпуса, которые могут поставляться с ребрами высокой плотности и теплопроводящей заливкой.

Защита от проникновения

Драйверы светодиодов

для освещения проезжей части, улицы, наружного и ландшафтного освещения должны быть герметизированы для защиты от попадания пыли, влаги, воды и других предметов, которые могут проникнуть внутрь продукции.Высокая степень защиты от проникновения (IP) для светодиодных драйверов критически важна для использования в помещениях, таких как автомойки, чистые помещения, разливочные и консервные заводы, предприятия пищевой промышленности, фармацевтические предприятия или любое промышленное применение, требующее ежедневной мойки под высоким давлением. Автономные драйверы светодиодов для влажных помещений обычно залиты силиконом, чтобы улучшить целостность корпуса, а также облегчить электрическую изоляцию и управление температурой. Эти драйверы обычно имеют степень защиты IP65, IP66 или IP67.

Местоположение Воздействие

Драйверы светодиодов

могут быть установлены удаленно или совместно с корпусами ламп или светильников. В совместно размещенных системах без DOB драйвер должен быть термически изолирован от светодиодов, которые выделяют огромное количество тепла. При проектировании корпуса светильника необходимо учитывать техническое обслуживание драйвера. В удаленных системах драйверы ШИМ могут терять производительность на большом расстоянии. Таким образом, CCR является предпочтительным методом диммирования для удаленных систем.

Как остановить мигание светодиодных индикаторов

Наиболее частой причиной мерцания светодиодных индикаторов является плохо согласованный источник питания светодиодов, также известный как драйвер светодиодов.

Для светодиодных ламп

требуется либо драйвер светодиодов постоянного тока, либо драйвер светодиодов постоянного напряжения. Не существует жесткого правила относительно того, какой тип входа требуется для определенных типов светодиодных фонарей. Это определяется исключительно конструкцией самого светодиодного светильника.

Как правило, в светодиодных даунлайтах чаще всего используются драйверы постоянного тока и светодиодные ленты постоянного напряжения.Но вам нужно будет проверить данные производителя, чтобы убедиться, что вы используете правильный.

Так в чем разница между двумя разными типами светодиодных драйверов?

Драйвер постоянного тока для светодиодов

Светодиодный драйвер постоянного тока

Выходной сигнал будет выражаться в амперах (A) или миллиамперах (мА). Например, на драйвере светодиода вы увидите что-то напечатанное как ‘Output: 350mA’.

Мощность, подаваемая в розетку, время от времени колеблется.Светодиодный драйвер постоянного тока гарантирует, что ток, подаваемый на светодиодную осветительную арматуру, останется постоянным, независимо от любых колебаний в точке питания. Это достигается соответствующей регулировкой выходного напряжения.

В техническом описании драйвера светодиода будет показан диапазон напряжения, в котором может подаваться постоянный ток.

Этот диапазон напряжения должен быть достаточно широким, чтобы включать минимальный и максимальный диапазон напряжения, необходимый для светодиодной осветительной арматуры.

Светодиодный драйвер постоянного напряжения

Светодиодный драйвер постоянного напряжения

Это будет иметь выходное напряжение (В).Например, на драйвере светодиода будет напечатано что-то вроде «Output: 12V».

Драйвер светодиода с постоянным напряжением гарантирует, что напряжение, подаваемое на светодиодный светильник, остается постоянным, независимо от любых колебаний в точке питания. Для этого он соответствующим образом регулирует выходной ток.

Вам нужно будет проверить, на какой мощности должно подаваться это напряжение. Это значение указывается либо в ваттах, либо в амперах.

Если вы используете светодиодный драйвер неправильного типа для вашей осветительной арматуры, светодиодный индикатор будет мигать при колебаниях входящей мощности переменного тока в настенной розетке, как это часто бывает.

Что делать, если ваши светодиодные фонари мерцают, когда вы их затемняете?

Есть одна или две возможные причины, по которым ваши светодиодные индикаторы мигают, когда вы их затемняете.

Во многих случаях вы не можете использовать стандартный настенный диммер для затемнения светодиодного освещения.

Стандартный настенный диммер, который вы видите в большинстве домов и офисов, является либо передним, либо задним.

Диммеры этого типа отключают входное напряжение 240 В переменного тока. Драйвер светодиода должен быть разработан специально для работы с диммерным переключателем этого типа.Для этого он должен иметь «затемнение с отсечкой фазы переменного тока».

Если ваш драйвер светодиода не диммируется, вам нужно будет заменить драйвер светодиода на тот, который имеет затемнение с отсечкой фазы переменного тока. Этот тип драйвера светодиода может также называться драйвером светодиода с регулируемой яркостью TRIAC.

Power Supplies Австралия предлагает две разные серии светодиодных драйверов с функцией диммирования с отсечкой фазы переменного тока.

Драйверы светодиодов с постоянным напряжением и отключением фазы переменного тока

Драйверы светодиодов с регулируемой яркостью и отсечкой фазы переменного тока серии Power Source PDV имеют выход типа ШИМ постоянного напряжения.Это означает, что они будут тускнеть равномерно независимо от фактической нагрузки на драйвер светодиода. Некоторые драйверы светодиодов постоянного напряжения требуют, чтобы вы имели «максимальную» нагрузку на них для равномерного затемнения.

Драйверы светодиодов серии PDV доступны в версиях 30 Вт, 75 Вт, 100 Вт, 150 Вт, 200 Вт, 300 Вт и 360 Вт. Блоки питания Австралия предлагает версии как на 12 В, так и на 24 В.

Модели на 30 и 75 Вт имеют степень защиты IP20 и предназначены только для использования внутри помещений.

Все модели с выходной мощностью 100 Вт или выше имеют степень защиты IP66, что означает, что их можно использовать на открытом воздухе.

Светодиодный драйвер с регулируемой яркостью и фазовым вырезом для использования внутри помещений Светодиодный драйвер с регулируемой яркостью и отключением фазы переменного тока для использования вне помещений

Если вы устанавливаете драйвер светодиода на открытом воздухе, не устанавливайте его под прямыми солнечными лучами. Это может привести к тому, что температура внутри драйвера светодиода превысит максимальную рабочую температуру. Это потенциально может вызвать сбой, на который не распространяется гарантия производителя.

Никогда не погружайте светодиодный драйвер в воду.

Драйверы постоянного тока для светодиодов с регулируемым током и фазой переменного тока

Power Supplies Australia также предлагает драйверы постоянного тока для светодиодов серии MEAN WELL PCD.Они доступны в моделях на 16 и 25 Вт.

Светодиодный драйвер с регулируемой яркостью и постоянным током с отсечкой фазы переменного тока

Другие причины мигания светодиодов

В некоторых частях Австралии в линии электропередачи вводятся пульсации напряжения или импульсы. Обычно это 750 Гц или 1050 Гц. Так обстоит дело с некоторыми частями Квинсленда, Нового Южного Уэльса и ACT.

Целью этой инъекции пульсаций напряжения является обеспечение сигнала, который может переключать оборудование, такое как водонагреватели, которые включаются, когда применяются непиковые значения мощности, а затем снова выключаются, чтобы избежать пиковых значений.

Пульсации напряжения, которые вводятся, могут вызвать проблемы с электронным оборудованием в доме, одним из примеров является светодиодное освещение.

Если ваши огни мерцают в течение одного и того же временного окна каждый день, то причиной может быть пульсация напряжения. Мерцание может быть очень слабым или довольно выраженным. Пульсация может присутствовать только в течение нескольких секунд или десятков минут.

Не все светодиодные фонари подвержены воздействию пульсаций напряжения, разные модели светодиодных чипов и драйверов светодиодов ведут себя по-разному при наличии пульсаций напряжения.

Одно из возможных решений для электрика — установить фильтр в систему. Этот продукт не продается компанией Power Supplies Australia, поэтому лучше оставить его на усмотрение электрика для покупки фильтра. Это связано с тем, что требуемый фильтр будет зависеть от частоты пульсаций напряжения, которые вводятся в линии электропередач.

Power Supplies Australia рекомендует, чтобы у вас был лицензированный электрик для проверки любой светодиодной осветительной установки, которая мигает.

Если вам нужна помощь в выборе подходящего драйвера светодиода, без колебаний обращайтесь в компанию Power Supplies Australia.Член или наша команда экспертов с радостью ответят на любые ваши вопросы.

NYLL — 18-дюймовая / 18-дюймовая светодиодная трубка Plug & Play — дневного света (6000K) Светодиодная лампа T8 непосредственно заменяет и заменяет люминесцентные лампы мощностью 15 Вт F15T12, F15T8, FO13 / 865 (без перенастройки или модификации) — требуется балласт! —

Я должен был сделать это раньше.

Чертежный свет принадлежал моему деду, моему отцу, а теперь и мне, так что в том, чтобы держать этот чертежный светильник в рабочем состоянии, есть немалая сентиментальная ценность.Поскольку время не лишено компонента иронии, работа из дома потребовала, чтобы я использовал свою рабочую комнату в качестве офиса, что привело к неожиданному отказу двух люминесцентных ламп в моем осветительном приборе. Не желая пытаться найти замену на месте, особенно при нынешнем статусе COVID, я поискал в Интернете. Я думал о том, чтобы заказать несколько недорогих люминесцентных ламп через Amazon, но идея о том, чтобы отправить пару тонких стеклянных трубок по почте, натолкнула на мысль открыть коробку с острым как бритва конфетти.

К счастью, я наткнулся на этот листинг, в котором рекламировалось, что это «безмодовые» светильники, и что они являются полноценными дроп-инами, я решил их заказать. Хотя доставка сюда заняла свое время, я страдал от верхнего освещения и надеялся, что принял правильное решение. Сегодня загорелся свет, и хотя я изначально был обеспокоен двумя неплотно упакованными в коробку лампочками, я напомнил себе, что они светодиодные и совсем не хрупкие, как стеклянные предшественники. Я установил их в свой черновой свет, и комната мгновенно осветилась.

Я очень впечатлен этими фарами! Только немного сложнее установить, чем обычные лампы (убедитесь, что темная сторона направлена ​​на отражатель), но как только они вставлены, они уже внутри. Они отбрасывают безумное количество света, и я очень впечатлен! Список правильный, никаких модификаций для моего старинного светильника Dazor не требуется, кнопки на приспособлении работают должным образом (за исключением того, что вам не нужно удерживать красную кнопку, чтобы включить лампы. Мгновенное включение, яркость и ровный свет поперек всю трубку.Если я столкнусь с другими подобными приборами или мне понадобится заменить люминесцентные лампы в будущем, я обязательно буду искать их снова.

Почему драйвер светодиода не работает? Есть десять причин — драйвер светодиодов

широко используется во многих отраслях промышленности, включая светотехнику, и вы должны расстраиваться из-за того, что многие драйверы светодиодов выходят из строя

В основном, основная функция драйвера светодиода заключается в преобразовании входного источника переменного напряжения в источник тока, выходное напряжение которого может изменяться в зависимости от прямого падения напряжения светодиода.

Являясь ключевым компонентом светодиодного освещения, качество светодиодного драйвера напрямую влияет на надежность и стабильность всей системы. В этой статье, основанной на драйвере светодиодов и других связанных технологиях, а также на опыте клиентов, анализируются недостатки конструкции и применения лампы:

1. Диапазон изменения борта светодиодной лампы не учитывается, что приводит к низкой эффективности лампы и даже к нестабильной работе.

Конец нагрузки светодиодной лампы обычно состоит из нескольких цепочек светодиодов, соединенных параллельно, а рабочее напряжение равно Vo = Vf * Ns, где представляет количество светодиодов, соединенных последовательно.Индикатор светодиода колеблется в зависимости от температуры. Обычно при постоянном токе становится низким при высоких температурах и становится низким при низких температурах. Следовательно, рабочее напряжение светодиодной лампы при высокой температуре соответствует, а напряжение нагрузки светодиодной лампы при низкой температуре соответствует VoH. При выборе драйвера светодиода учитывайте, что диапазон выходного напряжения драйвера больше, чем VoL ~ VoH.

Если максимальное выходное напряжение выбранного драйвера светодиода ниже, чем VoH, максимальная мощность может не достичь фактической мощности, необходимой при низкой температуре.Если минимальное напряжение выбранного драйвера светодиода выше, чем выходное напряжение драйвера может выйти за пределы рабочего диапазона при высокой температуре. Нестабильно, лампа будет мигать и так далее.

Как показано на рисунке 1, красная кривая показывает кривую снижения мощности нагрузки драйвера светодиода в зависимости от температуры окружающей среды при входном напряжении 120 В переменного тока. Когда температура окружающей среды ниже 50 ° C, привод допускает 100% полную нагрузку. При температуре окружающей среды до 70 ° C привод может загружаться только до 60%.Когда температура окружающей среды изменяется в пределах 50-70 ° C, нагрузка привода будет следовать. Температура повышается и понижается линейно.

Синяя кривая показывает кривую снижения мощности нагрузки драйвера светодиода в зависимости от температуры окружающей среды при входном напряжении 230 В переменного тока или 277 В переменного тока. Принцип похожий.

Как показано на рисунке 2, синяя кривая показывает кривую выходной мощности драйвера светодиода как функцию входного напряжения при температуре окружающей среды 55 ° C. Когда входное напряжение составляет 140 В переменного тока, нагрузка драйвера допускает 100% полную нагрузку, а входное напряжение понижается.Если выходная мощность постоянна, входной ток будет расти, что приведет к увеличению потерь на входе, снижению эффективности и повышению температуры устройства. Отдельные точки температуры могут быть выше стандарта и даже могут вызвать сбой устройства.

Следовательно, как показано на рисунке 2, когда входное напряжение меньше 140 В переменного тока, выходная нагрузка драйвера должна линейно уменьшаться по мере уменьшения входного напряжения. После понимания приведенной выше кривой и соответствующих требований при выборе драйвера светодиода его следует учитывать и выбирать в соответствии с фактической температурой окружающей среды и входным напряжением, а также следует соответствующим образом установить запас.светодиодами, избегайте введения некоторых индикаторов, которые не соответствуют принципу рабочих характеристик, и избегайте индикаторов, намного превышающих фактический спрос, а также избегайте чрезмерного качества и непроизводительных затрат.

3, не понимаю рабочие характеристики светодиода

Некоторые заказчики просили, чтобы входная мощность лампы была фиксированным значением с погрешностью 5%, а выходной ток можно было отрегулировать только до указанной мощности для каждой лампы. Из-за разной температуры рабочей среды и времени освещения мощность каждой лампы сильно различается.

Клиенты делают такие запросы, несмотря на их маркетинговые и бизнес-факторы. Однако вольт-амперные характеристики светодиода определяют, что драйвер светодиода является источником постоянного тока, и его выходное напряжение изменяется в зависимости от последовательного напряжения Vo нагрузки светодиода. Входная мощность изменяется в зависимости от Vo, когда общая эффективность драйвера практически постоянна.

В то же время общая эффективность драйвера светодиода увеличится после теплового баланса. При той же выходной мощности входная мощность будет уменьшаться по сравнению со временем запуска.

Следовательно, когда приложение драйвера светодиода должно сформулировать требования, оно должно сначала понять рабочие характеристики светодиода, избегать введения некоторых индикаторов, которые не соответствуют принципу рабочих характеристик, и избегать того, чтобы индикаторы намного превышали фактический спрос, и избегать чрезмерного качества и непроизводительных затрат.

4, сбой в тесте

Были клиенты, которые купили драйверы светодиодов многих марок, но все образцы не прошли испытания.Позже, после анализа на месте, заказчик использовал внутренний стабилизатор напряжения для непосредственного тестирования источника питания драйвера светодиода. После включения регулятор постепенно настраивался от 0 В переменного тока до номинального рабочего напряжения драйвера светодиода.

Такая тестовая операция упрощает запуск и загрузку драйвера светодиода при небольшом входном напряжении, что приводит к тому, что входной ток намного превышает номинальное значение, и внутренние устройства, связанные с входом, такие как предохранители, выпрямительные мосты, термистор и т.п. выходит из строя из-за чрезмерного тока или перегрева, что приводит к отказу привода.

Следовательно, правильный метод тестирования — настроить регулятор напряжения на номинальный диапазон рабочего напряжения драйвера светодиода, а затем подключить драйвер к тесту при включении.

Конечно, техническое усовершенствование конструкции может также избежать отказа, вызванного такой ошибкой при тестировании: установка цепи ограничения пускового напряжения и входной цепи защиты от пониженного напряжения на входе драйвера. Когда на входе не достигается пусковое напряжение, установленное драйвером, драйвер не работает; когда входное напряжение падает до точки защиты от пониженного напряжения на входе, драйвер переходит в состояние защиты.

Следовательно, даже если в тесте заказчиком используется саморегулируемый регулятор, привод имеет функцию самозащиты и не будет недействительным. Однако перед тестированием заказчики должны внимательно понять, имеют ли приобретенные продукты с драйверами светодиодов эту функцию защиты (с учетом фактической среды применения драйвера светодиода, большинство драйверов светодиодов не имеют этой функции защиты).

5, разные нагрузки, разные результаты испытаний

При тестировании драйвера светодиода со светодиодной лампой результат нормальный.Когда тест проводится с электронной нагрузкой, результат может быть ненормальным. Обычно это явление имеет следующие причины:

(1) Выходное напряжение или мощность на выходе драйвера превышает рабочий диапазон электронного измерителя нагрузки. (особенно в режиме CV максимальная испытательная мощность не должна превышать 70% от максимальной мощности нагрузки, в противном случае нагрузка может быть защищена от перегрузки во время нагрузки, что приведет к тому, что привод не будет работать или загружаться.)

(2) Характеристики используемого электронного измерителя нагрузки не подходят для измерения источника постоянного тока.Происходит скачок положения напряжения нагрузки, в результате чего привод не работает или не загружается.

(3) Поскольку вход электронного измерителя нагрузки будет иметь большую внутреннюю емкость, испытание эквивалентно подключению большого конденсатора параллельно с выходом драйвера, что может вызвать нестабильную выборку тока драйвера.

Поскольку драйвер светодиодов разработан для соответствия рабочим характеристикам светодиодных светильников, наиболее близким тестом к реальным и реальным приложениям должно быть использование светодиодной бусины в качестве нагрузки, шнурка на амперметре и вольтметре для проверки.

6. Следующие условия, которые часто возникают, могут вызвать повреждение драйвера светодиода:

(1) Переменный ток подключен к выходу постоянного тока драйвера, что приводит к отказу привода;

(2) Переменный ток подключен ко входу или выходу драйвера постоянного / постоянного тока, что приводит к отказу привода;

(3) Выходная клемма постоянного тока соединена с модулирующим светом, что приводит к отказу драйвера;

(4) Фазовая линия соединена с линией заземления, в результате чего драйвер не выводит сигнал и не заряжается внешний кожух;

7, фазовая линия неправильная

Как правило, наружная инженерия представляет собой трехфазную четырехпроводную систему.Возьмем, к примеру, национальный стандарт. Номинальное рабочее напряжение между каждой фазовой линией и нейтралью составляет 220 В переменного тока, а напряжение между фазной линией и фазной линией составляет 380 В переменного тока. Если строитель подключает вход привода к двухфазным линиям, мощность, потребляемая драйвером светодиода, превышает стандартную, и изделие выходит из строя.

Как показано на рисунке выше, V1 представляет напряжение первой фазы, V2 представляет напряжение второй фазы, а R1 и R2 представляют драйверы светодиодов, обычно устанавливаемые в линию.Когда нейтральная линия (N) на линии отключена, драйверы R1 и R2 на двух ветвях последовательно подключаются к напряжению 380 В переменного тока. Из-за разницы во входном внутреннем сопротивлении, когда один из драйверов заряжается для запуска, внутреннее сопротивление становится небольшим, и напряжение может в основном подаваться на другой драйвер, вызывая его повреждение из-за перенапряжения.

Поэтому рекомендуется отключать выключатель или автоматический выключатель вместе на одном распределительном ответвлении, а не только нейтральную линию.Не ставьте распределительный предохранитель на нейтраль. Избегайте контакта с нейтральной линией на линии.

8, диапазон колебаний сетки выходит за рамки разумного

Когда проводка в одной и той же ветви сети трансформатора слишком длинная, и в ответвлении есть крупное силовое оборудование, когда большое оборудование запускается и останавливается, напряжение в сети будет сильно колебаться, и даже сеть будет нестабильной. Когда мгновенное напряжение электросети превышает 310 В переменного тока, привод может быть поврежден (даже при наличии устройства молниезащиты, поскольку устройство молниезащиты имеет дело с импульсными выбросами уровня в несколько десятков мксек, а колебания электросети могут достигать несколько десятков мСм или даже несколько сотен мСм).

Поэтому особое внимание следует обратить на крупногабаритную электрическую технику в филиальной сети уличного освещения. Лучше всего контролировать диапазон колебаний электросети или питания отдельного сетевого трансформатора.

9, линия часто срабатывает

Светильники в одной ветви подключены слишком много, что приводит к перегрузке нагрузки на одной фазе и неравномерному распределению мощности между фазами, что приводит к частым отключениям линии.

10, охлаждение привода

При установке привода в непроветриваемой среде корпус привода должен максимально контактировать с кожухом лампы. Если возможно, нанесите термопасту или термопрокладку на контактную поверхность корпуса и корпуса лампы, чтобы улучшить характеристики рассеивания тепла драйвером, тем самым обеспечив срок его службы и надежность.

Таким образом, у драйвера светодиода есть много деталей, о которых нужно знать в практических приложениях.Многие проблемы необходимо заранее проанализировать и отрегулировать, чтобы избежать ненужных сбоев и потерь!

% PDF-1.5 % 1556 0 obj> эндобдж xref 1556 83 0000000016 00000 н. 0000002927 00000 н. 0000003250 00000 н. 0000001999 00000 н. 0000003295 00000 н. 0000003671 00000 н. 0000003699 00000 н. 0000003848 00000 н. 0000003926 00000 н. 0000004862 00000 н. 0000005040 00000 н. 0000005569 00000 н. 0000006341 00000 п. 0000006838 00000 н. 0000012192 00000 п. 0000014417 00000 п. 0000014794 00000 п. 0000020442 00000 н. 0000021004 00000 п. 0000022455 00000 п. 0000022966 00000 п. 0000030231 00000 п. 0000030770 00000 п. 0000032591 00000 п. 0000034165 00000 п. 0000034301 00000 п. 0000034643 00000 п. 0000034872 00000 п. 0000036317 00000 п. 0000036831 00000 п. 0000037043 00000 п. 0000040738 00000 п. 0000041162 00000 п. 0000041385 00000 п. 0000042615 00000 п. 0000044176 00000 п. 0000045650 00000 п. 0000053239 00000 п. 0000053472 00000 п. 0000053675 00000 п. 0000053733 00000 п. 0000054016 00000 п. 0000054169 00000 п. 0000054547 00000 п. 0000054840 00000 п. 0000055219 00000 п. 0000055496 00000 п. 0000055876 00000 п. 0000056163 00000 п. 0000056273 00000 п. 0000056604 00000 п. 0000056659 00000 п. 0000056719 00000 п. 0000056798 00000 п. 0000056961 00000 п. 0000057065 00000 п. 0000057312 00000 п. 0000057422 00000 п. 0000057595 00000 п. 0000057828 00000 п. 0000057965 00000 п. 0000058160 00000 п. 0000058339 00000 п. 0000058483 00000 п. 0000058631 00000 п. 0000058783 00000 п. 0000058915 00000 п. 0000059018 00000 п. 0000059127 00000 п. 0000059184 00000 п. 0000059288 00000 п. 0000059345 00000 п. 0000059401 00000 п. 0000059623 00000 п. 0000059848 00000 н. 0000060030 00000 п. 0000060182 00000 п. 0000060320 00000 п. 0000060452 00000 п. 0000060574 00000 п. 0000060696 00000 п. 0000060838 00000 п. 0000002716 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 1559 0 obj> поток xb«b`b`c«]

Зависимость постоянного тока отПостоянное напряжение: найдите подходящий источник питания для светодиодов

Тот факт, что светодиоды являются устройствами постоянного тока, не означает, что они требуют источника питания постоянного тока. В некоторых случаях лучше всего подойдут источники питания с постоянным напряжением. Мы сравниваем драйверы светодиодов постоянного тока и драйверы светодиодов постоянного напряжения, чтобы помочь вам выбрать идеальный источник питания для светодиодов для вашего приложения.

Зачем мне нужен светодиодный драйвер?

Светодиоды

работают от низкого напряжения постоянного тока, но розетки обычно поставляют электричество высокого напряжения с переменным током.Основная цель драйвера светодиода — преобразовать этот более высокий переменный ток в электричество постоянного тока низкого напряжения, для работы с которым предназначены светодиоды.

Светодиоды

— это устройства постоянного тока с прямым падением напряжения. Это означает, что напряжение питания должно превышать это падение, чтобы позволить току течь, и, контролируя ток, вы контролируете интенсивность. Слишком большой или слишком низкий ток может привести к изменению или ухудшению светового потока с большей скоростью из-за более высоких температур внутри светодиода.Драйвер светодиода реагирует на меняющиеся потребности цепи светодиода, обеспечивая постоянное количество энергии (в пределах номинального диапазона тока) светодиоду, поскольку его электрические свойства изменяются с температурой.

Существует несколько различных типов внешних светодиодных драйверов, но их можно разделить на два основных типа: драйверы постоянного тока (CC), и драйверы постоянного напряжения (CV), .

Когда использовать драйверы постоянного тока

Драйвер светодиода постоянного тока изменяет напряжение в электронной схеме, чтобы поддерживать постоянный электрический ток.Это гарантирует, что независимо от колебаний напряжения ток, подаваемый на светодиод, будет поддерживаться на заданном уровне. Драйверы постоянного тока предназначены для светодиодов, которым требуется фиксированный выходной ток и диапазон напряжений. Драйверы постоянного тока обычно указывают свои характеристики на устройстве, только с одним номинальным выходным током и диапазоном напряжений, которые варьируются в зависимости от мощности светодиода.

Если вы собираете собственное устройство или работаете с мощными светодиодами, вам подойдут драйверы постоянного тока, потому что они предотвращают перегорание или тепловой пробой, никогда не превышая максимальный указанный ток для светодиода.Дизайнеры обычно считают, что этими драйверами легче управлять в приложениях, и они обеспечивают более постоянный уровень яркости. Управление током, а не напряжением, обеспечивает более точный контроль мощности, рассеиваемой светодиодами, и помогает разработчикам гораздо точнее прогнозировать интенсивность отказов, чем при использовании источников постоянного напряжения.

Когда использовать драйверы постоянного напряжения

Драйверы постоянного напряжения бывают разных форм, от обычных источников питания до закрытых, в зависимости от их целевого применения.Драйверы постоянного напряжения имеют фиксированное напряжение, которое обычно составляет 12 В постоянного тока или 24 В постоянного тока. Они используются для светодиодов, которым требуется одно стабильное напряжение и ток, который уже регулируется либо с помощью простых резисторов, либо с помощью внутреннего драйвера постоянного тока, расположенного внутри светодиодного модуля .

Если вы уже подтвердили, что ваш светодиод или матрица рассчитаны на определенное напряжение, драйверы светодиодов постоянного тока обычно более интуитивно понятны для инженеров-проектировщиков и часто являются более дешевым решением по сравнению с драйверами постоянного тока.

Цепочки светодиодов

При последовательном подключении светодиодов прямое падение напряжения каждого светодиода в цепочке является аддитивным. Вот почему драйверы постоянного тока всегда определяют диапазон выходного напряжения, на который они способны. Несколько цепочек последовательно соединенных светодиодов можно разместить параллельно и управлять ими с помощью драйверов постоянного тока с несколькими выходами для ограничения напряжения возбуждения.

Когда несколько цепочек светодиодов используются последовательно, наиболее эффективным способом управления ими является источник постоянного тока, при котором светодиоды подключаются непосредственно к клеммам источника питания.Однако, если струны соединены параллельно, согласование силы тока во всех струнах может быть затруднено. В этом случае используется внешний компонент для управления током, что приводит к менее эффективному общему количеству люмен на ватт.

Зависимость постоянного тока от постоянного напряжения: примеры применения

Выбор типа драйвера светодиода может сильно зависеть от предполагаемого конечного использования и других ограничений. Для вывесок и других приложений, в которых используются яркие или контрастные цвета, источник постоянного напряжения может быть более экономичным и более простым в разработке.Кроме того, любые изменения цвета имеют тенденцию быть относительными и будут иметь минимальное влияние на эффективность видимого света. Эффективность также менее важна для вывесок, а дополнительный теплоотвод более экономичен, когда приложение представляет собой одиночную установку, в отличие от освещения, распределенного по всему объекту.

Однако, когда предполагается конечное использование для освещения, драйверы постоянного тока могут быть лучшим выбором. Это позволяет более равномерно контролировать качество и яркость света, а системы можно легко настроить так, чтобы светодиоды работали в наиболее эффективном диапазоне.Работа светодиодов в их наиболее эффективном диапазоне обычно требует меньшего теплоотвода, а металла от осветительной арматуры обычно достаточно, чтобы распространять тепло и поддерживать работу светодиодов в идеальном и эффективном состоянии.

Понимание функциональных различий в управлении светодиодами с постоянным током или постоянным напряжением может помочь дизайнеру оптимизировать их конструкцию для достижения целей по светоотдаче, качеству света и долговечности конструкции.

Популярные источники питания для светодиодов

Посмотреть связанный продукт
Посмотреть связанный продукт
Посмотреть связанный продукт
Посмотреть связанный продукт

Проверка совместимости светодиодных драйверов

Одним из наиболее важных аспектов определения светодиодного освещения является проверка совместимости светодиодных драйверов.Существует более десятка крупных производителей светодиодов и множество более мелких поставщиков, и у каждого из них есть свои требования. Кроме того, необходимо учитывать диапазон возможных конфигураций драйверов, напряжение питания переменного тока, количество светодиодов, управляемых каждым драйвером, и включать ли возможность затемнения светодиодов.

Системы с одним или несколькими светодиодами

Помимо одиночных светодиодов, которые разработаны как прямая замена обычных лампочек Эдисона, используемых в бытовых светильниках, возможно множество вариантов.Светодиоды могут быть установлены отдельно, в банках или в группах, используя последовательное или параллельное соединение, или даже их комбинацию. Следовательно, драйверу светодиодов может потребоваться подать питание на один или несколько светодиодов. Прежде чем устанавливать совместимость с драйверами светодиодов, рассмотрите количество светодиодов, которые будут управляться каждым драйвером светодиодов, а также требования к току и напряжению светодиодной матрицы. Другой важный аспект — это падение напряжения на массиве, особенно когда отдельные светодиоды расположены на значительном расстоянии друг от друга.

Постоянный ток или постоянное напряжение

Вам необходимо решить, должен ли драйвер светодиода иметь характеристику постоянного тока или постоянного напряжения. Обычно требуется драйвер постоянного тока, потому что световой поток светодиодов пропорционален току. Драйвер постоянного тока обеспечивает постоянную яркость. Имейте в виду, что ток светодиода очень чувствителен к приложенному напряжению. Небольшое увеличение напряжения вызывает большое изменение тока. Помимо колебаний яркости, чрезмерный ток вызывает повреждение светодиодов.

производителей светодиодов иногда соединяют несколько светодиодов вместе, чтобы сформировать световую полосу. В этом случае обычно устанавливают токоограничивающий резистор для ограничения максимального тока. Эти ленты предназначены для работы при фиксированном напряжении и, следовательно, нуждаются в драйвере светодиода постоянного напряжения.

Чтобы затемнить или нет

Световой поток светодиода пропорционален току, поэтому светодиоды можно приглушить. Преимущества диммирования светодиодов включают:

  • Сниженное потребление энергии: Энергопотребление пропорционально светоотдаче.
  • Увеличенный срок службы: Светодиоды служат дольше, если они затемнены.
  • Повышенный комфорт: Уровни освещения можно регулировать в соответствии с индивидуальными предпочтениями.
  • Отрегулируйте атмосферу: Создайте нужное настроение, приглушив лампы.
  • Облегчите аудиовизуальные презентации: Приглушите свет при использовании диапроекторов в залах заседаний и в театрах.
  • В нерабочее время: Затемнение освещения в нерабочее время позволяет экономить электроэнергию.

Совместимость с производителем

Чтобы упростить совместимость драйверов светодиодов, производители проектируют свои светодиоды в соответствии с определенными критериями. Параметры включают:

  • Максимальный ток
  • Максимальное напряжение
  • Потребляемая мощность
  • Световой поток
  • Цветовая температура
  • КПД
  • Тепловые потери

Несмотря на то, что спецификации разных производителей могут иметь сходство, возможны различия в деталях из-за различий в конструкции и технологиях производства.Выбирая светодиоды от разных производителей, нужно учитывать эти различия. Чтобы убедиться в совместимости драйверов светодиодов, вам необходимо обратиться к каталогам поставщиков, чтобы проверить спецификации производителей светодиодов. Это одна из причин, по которой важно покупать светодиоды у известных, уважаемых производителей, а не со скидкой в ​​магазинах. Другой способ установить совместимость драйверов светодиодов — обратиться к производителям драйверов светодиодов, которые могут опубликовать данные о совместимости.

Не все драйверы светодиодов созданы равными

Выбирать драйверы светодиодов нужно осторожно.

No related posts.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *