Драйвер для светодиодных светильников: что это такое, какие подходят для лед-ламп, максимальное рабочее расстояние до уличных диодных светильников

Светодиодные светильники весьма пpaктичны, экономны и долговечны, однако для стабильности их работы требуется подача электрического тока со строго заданными параметрами, для чего и применяется специальный драйвер. Рассмотрим, каково основное назначение такого устройства и сфера его использования, на каких принципах основана его работа, какими отличительными хаpaктеристиками оно обладает, какие виды существуют, как выглядит его классическая схема и какими правилами нужно руководствоваться при выборе.

Содержание

• 1 Назначение и сфера использования
• 2 Принцип работы
• 3 Отличительные хаpaктеристики
• 4 Виды драйверов по типу устройства
  • 4.1 Электронный
  • 4.2 На основе конденсаторов
  • 4.3 Диммируемые преобразователи тока
  • 4.4 С корпусом или без него
• 5 Классическая схема драйвера
• 6 Правила подбора
• 7 Основные выводы

Назначение и сфера использования

Ввиду того, что в основе лед-элемента лежит полупроводниковый кристалл, главным параметром, влияющим на его светотехнические хаpaктеристики, в частности, яркость, является сила тока, а не напряжение, как, например, у лампочек накала. В задачу драйвера как раз и входит преобразование переменного тока в постоянный, то есть его стабилизация.

Для светодиодных светильников это крайне важно. В противном случае частота свечения их будет постоянно колeбaться и сама лампочка – мерцать. Это скажется не только на комфорте ее зрительного восприятия, но и на долговечности. В таких условиях прибор не отработает даже половины заявленного производителем срока службы.

Область применения драйверов для светодиодных светильников достаточно широка:

1. Подсветка для улиц, парков, фасадов сооружений, мостов, памятников и прочих конструкций.
2. Помещения различного назначения – жилые дома, цеха, склады, производственные объекты, торгово-развлекательные комплексы, офисы.
3. Светодиодные ленты всевозможного назначения.
4. Оптические системы трaнcпортных средств.
5. Спецсигналы.
6. Карманные фонари, беспроводная подсветка, и прочие автономные компактные и переносные светоисточники.

Обратите внимание! В зависимости от типа светодиодного светильника, параметров его питания и сферы использования существует несколько видов драйверов. Для led-ламп общего назначения (офиса, дома, торговых центров, улиц) применяются преобразователи, работающие от сети переменного тока 220В, для лед-фонарей, автофар, автономных приборов освещения – модели, рассчитанные на низковольтное постоянное напряжение 3-48 вольт, для слабомощных диодов, напрямую подключаемых в бытовую сеть – резисторные вариации.

Принцип работы

Основной принцип работы драйвера для светодиодной лампы заключается в создании и поддержании заданного значения силы тока на выходе. Проходя через сопротивления внутри прибора, он стабилизируется, а посредством конденсаторов получает определенную частоту. Выпрямление происходит при пропускании его через диодный мостик.

Наивысшая точность параметров задается тем, что ток стабилизируется не только перед выпрямлением, но и после преобразования. При этом напряжение можно повышать или понижать. Кроме того, следует понимать, что драйвер и трaнcформатор для светодиодного светильника – это два различных прибора.

Блок питания преобразует напряжение, а драйвер – силу тока. Их выходные хаpaктеристики неизменны и не зависят друг от друга. Например, если к трaнcформатору на 12 вольт подсоединить один резистор в 40 Ом, сила тока составит 300 мА, при подключении второго аналогичного модуля данная хаpaктеристика повысится уже до 600 мА при заданных 12В.

Если проделать аналогичный алгоритм с драйвером на 300 мА, то при подключении первого модуля напряжение составит 12 вольт, а при втором – уже снизится до 6 В. При этом сила тока останется изначальной. По этой причине подобное устройство является надежной защитой для светодиодных светильников от различных перегрузок сети и коротких замыканий.

Отличительные хаpaктеристики

В работе драйвера, подключаемого в схему светодиодных светильников, первоочередное место занимают три параметра:

1. Мощность.
2. Ток номинальный.
3. Напряжение выходное.

Значение мощности на модуле всегда указывается в диапазоне значений. При подборе его для конкретной системы освещения его максимальное значение должно быть выше на 20-30% суммарного аналогичного показателя для всех лед-элементов. Номинальный ток драйвера должен быть таким же, как и у светильника. От этого будет напрямую зависеть яркость свечения led-кристаллов. Выходное напряжение равняется сумме падения этого параметра для каждой конкретной светодиодной лампочки в цепи и зависит от способа их подключения.

Читайте также  Что лучше ксенон или светодиодные лампы для авто

Помимо этого, существует ряд факторов, оказывающих прямое влияние на работу драйвера для схемы светодиодных светильников с любыми параметрами. Это такие аспекты, как:

1. Наивысшее и наименьшее значение хаpaктеристик на входе и выходе.
2. Уровень защиты от пыли и влаги.
3. Материалы и компоненты в составе.
4. Фирма-изготовитель.

Важно! Мощность потрeбления конкретного светодиодного светильника определяется также тем, в каком диапазоне спектра он излучает. Кроме того, величина падения напряжения тоже находится в прямой зависимости от этой закономерности. Например, лед-элементы XP-E красного цвета потрeбляют 750 мВт при падении напряжения от 1,9 до 2,5 вольт, а зеленые их аналоги – порядка 1,25 ватт и 3,3-3,9 В. Из этого следует, что один и тот же драйвер на 10 ватт сможет питать либо 12 красных, либо 7 зеленых диодов.

Виды драйверов по типу устройства

Современные драйвера, подключаемые для питания светодиодных светильников, разделяются по принципу устройства на три основные категории:

1. Электронные.
2. С конденсаторами.
3. Диммируемые.

Кроме того, внешне драйвер может иметь защиту в виде корпуса с соответствующей защитой, либо быть без него. Рассмотрим подробно особенности каждого варианта прибора.

Электронный

В схеме драйвера электронного типа для светодиодного светильника обязательно включается модуль разгрузки схемы-регулировщика – транзистор. На выходе также устанавливается электролитический конденсатор, чтобы исключить или по возможности максимально снизить пульсацию. В отличие от моделей балластного типа преобразователь подобного типа способен стабилизировать электроток до 750 мА.

Однако помимо пульсирования электронные драйвера также подвергаются электромагнитным помехам в диапазоне высоких частот. Например, если в сеть со светодиодным светильником подключены радио, телевизор или роутер, он будет испытывать подобное воздействие. Устранить или снизить его помогает второй установленный в схеме конденсатор – керамического типа.

Недостаток электронного драйвера – высокая цена, преимущество – максимальный КПД (близко к 95%). По этой причине им оснащаются мощные светодиодные светильники – автофары, уличные фонари, прожекторы.

На основе конденсаторов

Драйвера на базе конденсаторов относятся к категории недорогих. Поэтому ими в большинстве случаев оснащаются дешевые светодиодные светильники. Их главной особенностью часто является пpaктически стопроцентная пульсация. Эффект наблюдается, когда производители удаляют из схемы сглаживающий блок. Еще один минус – минимальная электробезопасность.

Из плюсов выделяются КПД в 100% и возможность сборки устройства своими руками. При этом чтобы устранить или снизить к минимуму эффект мерцания, потребуется подобрать конденсатор заданного номинала. Внутри помещения прибор освещения на таком драйвере лучше не устанавливать, так как он будет существенно ухудшать зрительное восприятие и приводить к раздражению.

Диммируемые преобразователи тока

Диммируемые драйвера помимо стабилизации тока позволяют управлять интенсивностью свечения светильника. Механизм регулировки основан на изменении выходных параметров силы тока, от значения которого напрямую зависит яркость светового потока. При этом его подключение в схеме возможно двумя методами:

1. Между стабилизатором и лед-светильником.
2. На пути от источника питания к преобразователю.

Первые функционируют по принципу ШИМ-управления, и используются для светодиодных лент или приборов типа «бегущая строка». Вторые позволяют регулировать параметры тока, а также посредством модуляции широтно-импульсного типа.

Читайте также  Параметры тока для подключения светодиода: как определить и рассчитать правильные

Сами микросхемы драйверов могут различаться по скорости пуска на два типа:

1. Плавные. Создают постепенное зажигание лед-элементов с нарастанием яркости. Существенно продлевают срок службы светильника.
2. Импульсные. Основываются микроконтроллере или импульс-генераторе.

Совет! Для трехцветного светодиодного светильника (RGB) в отличие от монохромного потребуется не драйвер, а модуль программного управления и переключения между цветами – контроллер.

С корпусом или без него

Драйвер для светодиодных светильников могут как оснащаться защитным корпусом, так быть и без него. Первые отличаются большей надежностью, стойкостью к внешним условиям (воде, влаге, пыли), долговечностью. Вторые дешевле, но служат меньше и не так стабильны в эксплуатации. Более всего они подходят для скрытой установки.

Классическая схема драйвера

Разберем элементарную схему драйвера для обычного светодиодного светильника. Главные его преимущества:

• простота устройства (импульсная модель),
• отсутствие гальванического элемента-развязки,
• простота подсоединения,
• доступность компонентов,
• надежность работы,
• возможность изготовления своими руками.

Вся цепочка представлена тремя взаимосвязанными узлами:

1. Емкостное сопротивление для разделения напряжения.
2. Выпрямляющий модуль.
3. Стабилизатор.

Первый сегмент проявляется свойство противодействия току с переменными параметрами из сети на С1 (конденсаторе с резистором, включенном в цепь для самозарядки инертного модуля и не влияющего на функционал схемы). После прохождения сформированной полуволны напряжения через конденсатор, течение тока будет происходить до тех пор, пока обкладки не получат полную зарядку. При этом чем меньше его емкость, тем меньше период времени для этого потребуется. Так, для блока в 0,4 мкФ потребуется всего 0,1 периода прохождения полуволны.

Второй сегмент преобразует (выпрямляет) ток переменного хаpaктера в пульсирующий. Процесс протекает в двух полупериодах, так как первая часть волны сглаживается, проходя через конденсатор. Напряжение постоянного тока на выходе этого модуля будет равным порядка 24 вольт.

Завершающий сегмент функционирует на основе электролитического конденсатора, выполняющего роль сглаживающего фильтра-стабилизатора. При его выборе нужно учитывать нагрузку системы.

Обратите внимание! Ввиду того, что смонтированная система начинает работу моментально, необходимо соблюдать меры электробезопасности – предварительно изолировать проводники, так как сила тока может доходить до десятков ампер.

Правила подбора

Для обеспечения стабильности работы светодиодного светильника необходимо правильно подобрать драйвер. Делать это лучше всего на этапе планирования системы подсветки. При этом нужно учесть:

1. Сколько и каких лед-элементов будет соединено.
2. Какая схема подключения лежит в основе – параллельная, последовательная или последовательно по два.
3. Суммарные хаpaктеристики монтируемых led-узлов (мощность, напряжение, сила тока).

Поэтому сначала нужно купить драйвер, а затем к нему подбирать светодиодные светильники. В противном случае на пpaктике достаточно проблематично к уже имеющейся системе освещения подобрать преобразователь с заданными параметрами. Исключение могут составлять готовые в сборке заводские приборы подсветки, например, лампы Армстронг. Для них выпускаются специальные стабилизаторы с определенным набором хаpaктеристик.

Оптимальным подключением светодиодных элементов является последовательный способ. Независимо от расстояния в цепочке все лед-кристаллы в светильнике будут светить равномерно, так как сила тока в любой точке схемы одинакова. Однако, чем больше количество led-кристаллов, тем выше должен быть номинал напряжения у драйвера.

Основные выводы

Главное назначение драйвера – выпрямление и стабилизация тока, питающего светильник. Благодаря этому светодиодные элементы работают дольше и равномернее. Применяется подобный модуль пpaктически для всех видов лед-приборов:

1. Бытовых.
2. Промышленных.
3. Автомобильной оптике.
4. Портативных фонарях.
5. Автономных лампах.
6. Спецсигналах.
7. Прожекторах.
8. Уличной подсветке.

Принцип работы прибора основан на прохождении электрического тока через блок сопротивления для стабилизации, модуль конденсатора для задания определенной частоты и выпрямления посредством диодного мостика. Драйвер для светодиодного светильника хаpaктеризуется тремя основными параметрами – номиналом тока, выходным напряжением и мощностью. Среди его разновидностей по типу устройства распространены три основных вида – электронные, на основе конденсатора и диммируемые. Подбирать такой стабилизатор нужно, исходя из количества лед-элементов, их параметров и способа соединения.

Если у вас есть личный опыт по выбору драйвера для конкретного вида светодиодного светильника с учетом его особенностей, обязательно поделитесь такой полезной информацией в комментариях.

ПредыдущаяСветодиодыКак сделать простой драйвер для светодиодов с питанием от 220 В своими рукамиСледующаяСветодиодыНазначение и схема блока питания для светодиодной ленты 12 В

Положите в корзину сейчас: