Драйвер для светодиодных светильников – что такое драйвер, виды, правила подбора, подключение, изготовление

Перепады характеристик электросети негативно сказываются на работоспособности, качестве освещения и долговечности лед-светильников. Для защиты надежнее всего использовать специальный драйвер для светодиодных светильников. Разберем, что собой представляет данный прибор, как действует и где применяется, каких видов бывает, по каким правилам его следует подбирать, как подключить и при возможности самостоятельно изготовить.

Драйвер – что это такое, принцип действия, применение

Устройство стабилизации характеристик электротока называется драйвером. С технической точки зрения, это первичный источник питания на базе специальной электросхемы, работающей по механизму ШИМ-преобразования или на базе транзисторов. Его главная задача – устранение перепадов напряжения и силы тока сверх заданного значения, и выдача тока заявленных параметров.

Так как светодиодные светильники особенно чувствительны к превышению показателей силы тока, то лед-драйвер и обеспечивает стабильность именно этой характеристики. В противном случае полупроводниковые кристаллы быстро деградирует, прибор освещения теряет изначальную яркость, снижается качество освещения и сокращается срок службы.

Принцип действия лэд-драйвера сводится к сохранению величины силы тока на выходе, независимо от того, как меняется напряжение. Следующий сравнительный пример показывает, как это выглядит на практике:

• Если к обычному блоку питания сначала подключить лампочку на 12 В, сила тока составит 420 мА.
• Далее если в схему внедрить еще один такой же светильник, то ток возрастет ровно в 2 раза, но напряжение не изменится.

• Другая ситуация при работе драйвера – например, модель прибора на 3 Вт и 0,3 А, позволяет одновременно подключить любое количество лед-лампочек с общим напряжением не более 10 В.
• При этом какое бы количество светодиодов не было подключено, сила тока сохранится в рамках 300 мА, но напряжение в цепи может меняться и будет соответствовать потребителям.

Чаще всего прибор такого рода изготавливается непосредственно для конкретного светильника. Например, бывает драйвер для светодиодной люстры, или фар освещения авто и т. д. Однако есть также устройства универсального назначения под любые подсоединяемые лед-элементы.

Ввиду этого, лед-драйвер имеет широкую область применения:

1. Системы фонарного наружного освещения.
2. Базовые бытовые светильники.
3. Организация подсветки.
4. Авто-, мото- и велофары.
5. Карманные и налобные фонари.

На заметку! Для того чтобы подключить led-лампочку к сети 220 В, обязательно требуется драйвер. В цепи постоянного тока достаточно использовать хотя бы резистор.

Разновидности

Led-драйверы прежде всего классифицируются по внешним признакам на 2 типа:

• Корпусные. Наиболее защищенный от внешних факторов, но при этом и дорогой вариант. Именно такой тип чаще всего встречается в продаже.
• Без корпуса. Хотя и менее защищен от влаги и пыли, но зато отличается оптимальной ценой. Применяется для скрытой установки.

Помимо этой также используется классификация по механизму работы:

По ряду эксплуатационных параметров, устройству и возможностям лед-драйверы разделяются на 3 вида:

1. Электронный.
2. На базе конденсаторов.
3. Диммируемый.

Разберем их особенности более детально.

Электронный

Стабилизацией величины электротока в данном типе преобразователей занимается транзистор. При этом он не дает возникнуть перегрузке в регулировочной электросхеме. Для устранения или сглаживания пульсации в устройстве также устанавливается выходной конденсатор.

Преимущество лед-драйвера электронного типа проявляется в возможности стабилизации до 750 мА. Поэтому такой драйвер устанавливается на современный светодиодный светильник достаточной мощности. Недостатки выражаются в электромагнитных помехах – для бытовых приборов в одной розетке с ним.

Важно! Долговечность led-преобразователя обеспечивается не только правильными расчетами мощности, но также соблюдением эксплуатационных условий – температуры, влажности, вентиляции.

Для устранения или минимизации недостатков преобразователь рассматриваемого вида должен оснащаться 2-мя типа конденсатора:

• Электролитический.
• Керамический.

Первый блокирует пульсацию, 2-ой – снижает высокочастотные помехи. КПД 90-95 % дает возможность применять лед-драйвер электронного типа в системах, где требуется максимальная надежность и долговечность и большая мощность освещения.

Конденсаторный

Разновидность led-драйверов на базе конденсатора менее популярна, чем электронная. Зачастую ими оснащаются бюджетные модели светодиодных светильников. Как правило, отличаются они все одними и теми же особенностями.

В большинстве случаев производители несколько видоизменяют стандартную схему – чаще всего в ней отсутствует конденсатор, смягчающий пульсации.

Плюсы:

1. Простота схемы и возможность самостоятельного конструирования.
2. Близкий к 100 % КПД.

Недостатки проявляются в минимальной электробезопасности и пульсации, достигающей 100 Гц. Значительно компенсировать минус можно подбором и установкой конденсатора требуемого номинала.

Диммируемый

Led-драйверы с диммером позволяют регулировать яркость лампочек. Выполняется это путем увеличения или снижения силы тока. Преимущества их использования выражаются в следующем:

• Возможность в любой момент эксплуатации светильника задать требуемую степень освещенности.
• Экономный расход электроэнергии, и продление срока службы лед-элемента.

При этом схема контроля может быть в 2-х вариантах – когда диммер расположен между источником тока и светильником, и перед блоком питания. В 1-ом случае изменяются характеристики электротока, подаваемого на лампочки. Как правило, это ШИМ-стабилизаторы, изменяющие значение силы тока.

2-ой вариант позволяет непосредственно изменять характеристики электротока. Такие устройства дают возможность менять не только яркость, но и цвет светового потока.

Правила подбора

Для того чтобы правильно подобрать драйвер для светодиодного светильника, следует учесть такой ряд критериев:

• Характеристики подключаемых led-светильников.

Прежде всего учитываются такие главные параметры источника света, как:

1. Напряжение на выходе.
2. Номинал тока.
3. Мощность потребления.

Напряжение в свою очередь зависит от целого ряда факторов:

1. Потери в области p-n-переходов.
2. Числа подключенных лампочек.
3. Варианта схемы.

Совет! Для установки на улице или в помещении с экстремальным микроклиматом лучше брать высококачественный led-драйвер с количеством рабочих часов от 50-70 тыс.

Номинальный ток определяется по мощности и яркости светильника. Величина влияет на ток потребления, пределы которого задаются требуемой яркостью. Лед-драйвер и должен обеспечивать кристаллам заданный поток энергии.

Итоговая мощность складывается из суммы потребления всех участников электроцепи. При этом она не должна быть ниже аналогичной величины самого устройства.

• Предельная мощность самого драйвера.

Номинальная мощность лед-драйвера определяется суммой мощностей подключаемых элементов. При этом обязательно берется запас в 20-30 %. Например:

1. В цепь включены 4 лампочки по 5 Вт.
2. Суммарная мощность составит – 4 × 5 = 20 Вт.
3. С учетом запаса – 20 + 20 × 0,3 = 26 Вт.

При расчете мощности преобразователя также следует учитывать цвет излучения лед-кристалла. При одном и том же значении силы тока, они обладают различной величиной падения напряжения.

• Схема подключения светильников.

Прежде чем приобрести лед-преобразователь, следует продумать схему подключения лампочек. В противном случае возникнет ряд сложностей. Ведь устройство должно соответствовать заданному числу светильников с конкретным набором характеристик.

Так, для одного и того же набора led-элементов в зависимости от схемы подключения потребуются драйверы с разными характеристиками. Наглядный пример для 6 источников на 3 В и 300 мА показывает, как это будет:

1. Последовательная схема требует модели на 18 В силой 300 мА. Характеризуется одинаковой яркостью.
2. Для параллельного соединения достаточно преобразователя на 9 В, но мощностью на 600 мА. Яркость от начала к концу цепи будет падать.
3. Попарное параллельное соединение. Требует прибора аналогичных параметров. При этом яркость будет уже равномерной.

Обратите внимание! При последовательном соединении пары лед-элементов зажигание может произойти быстрее только на каком-нибудь одном. Из-за этого кристалл подвергнется силе тока, в 2 раза превышающей номинал.

Подключение

Для того чтобы правильно подключить драйвер к светодиодной лампе, требуется обратить внимание на обозначения на корпусе:

• Контакты с обозначением INPUT подсоединяются к питающим проводникам.
• К клеммам с маркировкой OUTPUT подключаются провода от светильника.

При этом обязательно должны учитываться особенности полярности контактов:

• Входные.

При подключении постоянного источника питания к плюсовому входу подсоединяется плюс, к минусовому, соответственно, минус. В сети переменного тока следует обратить внимание на обозначения на корпусе.

На клемму «L» подается фазный проводник, на «N» – нейтральный. Если на приборе имеются такие знаки, как «АС», «~» или вообще отсутствуют обозначения контактов, полярность можно не соблюдать.

• Выходные.

На выходе без соблюдения полярности не обойтись. Так, плюсовой вывод подсоединяется к аноду 1-го лед-элемента, а минусовой – катоду последнего.

Самостоятельная сборка

Элементарный лед-драйвер при желании и достаточном радиолюбительском опыте можно быстро собрать при наличии следующих деталей:

1. Зарядник от мобильника с выводными параметрами 5 В и 700 мА.
2. Резистор подстроечного типа на 10 кОм.
3. 3 лед-элемента мощностью 1 Вт.
4. Питающий провод с вилкой.

Алгоритм сборки сводится к следующим действиям:

• Аккуратно разбирается корпус зарядника.
• Из схемы выпаивается входной резистор на 5 кОм.
• На его место монтируется регулировочный резистор, и выставляется на такую же величину сопротивления.
• Определяется выход для нагрузок, а также плюсовая и минусовая клеммы.
• Светодиоды соединяются в последовательную цепь и припаиваются к выходным контактам.
• Демонтируются входные контакты, а на их место устанавливается провод с вилкой.
• Проверяется правильность сборки схемы.
• С помощью регулировочного резистора выставляется такое значение силы тока, при котором светодиоды начинают светиться.

Чтобы удостовериться в точности выдаваемых преобразователем параметров, в завершении подключенный драйвер следует протестировать на значение напряжения, силы тока и мощности.

Рекомендация! Для организации led-подсветки рассады и комнатных растений рекомендуется применять драйверы в корпусе. Так как они безопаснее, надежнее и привлекательнее внешне, нежели бескорпусные модели.

Коротко о главном

Драйвер – специальное устройство для стабилизации характеристик электрического тока. Для стабильности работы, высокого качества освещения и продления срока службы светодиодные светильники требуется подключать через лед-драйвер. В цепи преобразователь сохраняет стабильным значение силы тока при изменяющейся величине напряжения.

Лед-драйверы, как правило, изготавливаются под конкретный прибор освещения. Однако бывают также универсальные модели под любые другие светодиоды. Применяются они в различных областях – от уличного света до подсветки.

Led-драйверы классифицируются по нескольким признакам:

• Исполнению – в корпусе и открытые.
• Механизму действия – линейные и импульсные.
• Устройству – электронные, конденсаторные, с диммером.

При подборе устройства для конкретной цепочки led-элементов учитывается ряд параметров – характеристики источников света, их мощность, требуемая мощность драйвера, вариант соединения светильников. Подключать преобразователь следует с соблюдением полярности. При необходимости, достаточном опыте и наличии нужных компонентов, лед-драйвер можно собрать самостоятельно.