Схемы драйвера для светодиода: принцип работы и как сделать своими руками

Благодаря большому ассортименту светодиодных источников света начато производство драйверов. Они востребованы при подключении к сети 220 В и источникам 9-36 В. В помещениях используются лампы с цоколями и лентами, для них предпочтительны импульсные блоки. Для лампочек в переносных фонариках, велосипедных и автомобильных фарах лучше подходят линейные блоки. Схема драйвера для светодиодов полностью зависит от ее типа. Легче сделать своими руками линейный блок, не требующий пайки микросхемы.

Зачем нужны драйверы для светодиодов и что это такое

Светодиод — это полупроводник, который преобразует электричество в свет, а яркость излучения зависит от силы тока. Чтобы диод излучал заявленный световой поток, необходимо обеспечить соответствующее значение электрического тока. По принципу работы драйвер — это блок питания, который ограничивает и преобразует ток из сети по параметрам, необходимым для конкретного светодиода.

Схемы драйверов для светодиода: как работает и как сделать самому

Основным показателем выходного тока является стабильность, обеспечиваемая микросхемой на базе транзисторов или ШИМ-преобразованием. Не менее важна возможность поддерживать стабильный выходной поток во время работы. Высококачественный драйвер также способен обеспечивать ослабление и защищать источники света от чрезмерного нагрева и коротких замыканий.

Важно! Маломощные светодиоды можно подключать через резистор. Это самый простой и дешевый вариант из-за небольшого количества комплектующих. Недостатком является разброс значений электрического тока, что приводит к колебаниям светового луча независимо от точности расчетов.

Принцип работы схемы драйвера светодиодной лампы 220 в

Все источники питания светодиодов условно делятся на линейные и импульсные. В первом на входе электрический ток проходит через резистор, стабилизатор и выпрямитель (диодный мост), на выходе — генератор, обеспечивающий стабильность тока. Блоки этого типа простые и недорогие, но из-за невысокого КПД (менее 80%) используются только с маломощными светодиодными лампами и лентами.

Импульсные драйверы генерируют высокочастотные импульсы. Работа основана на ШИМ (широтно-импульсной модуляции). Это означает, что ток определяется соотношением между шириной импульса и периодом времени, в течение которого они следуют друг за другом. Такие агрегаты более компактны, КПД достигает 95%, но генерируется большое количество электромагнитных помех.   

Схема драйвера светодиодной лампы 220 в

Светодиодная лампа общего назначения состоит из корпуса, системы охлаждения и электронной части.

В состав корпуса входят:

  • пластиковый баллон;
  • светорассеиватель.
  • база;

Ссылка! В дорогих моделях относительно большой объем места занимает алюминиево-пластиковый радиатор, к которому крепится плата с диодами с термопастой. В бюджетных моделях этот элемент либо внутри, либо нет вовсе.

Электрическая часть, расположенная в основании, тоже разная, количество комплектующих зависит от цены:

  • с импульсным трансформатором и стабилизатором;
  • фирменные лампочки, драйвер может иметь одну из двух микросхем:
  • при стоимости лампы 2-3 $, бестрансформаторная микросхема (только выпрямители и конденсаторы), напряжение понижается, выпрямляется и сглаживается, ток ограничивается установленным на плате SMD резистором с диодами;
  • с ЧИМ (частотно-импульсным модулятором) или ШИМ.

Схемы драйверов для светодиода: как работает и как сделать самому

Это более сложные и дорогие конструкции с функцией затемнения.

Важно! Если напряжение светодиода выше, чем напряжение драйвера, это должно быть приращение импульса. 

Как изготовить драйвер для светодиодов своими руками

Для изготовления драйвера светодиода своими руками используются радиоэлементы, которые можно приобрести в обычных радиомагазинах и интернет-магазинах. Если внимательно относиться к работе и аккуратно ее проводить, можно создавать устройства с достаточно длительным сроком службы.

Для работы требуется:

  • медные провода скрученные в изоляции сечением 0,35-1 м2;
  • изолента (термоусадочная трубка);
  • оловянно-свинцовый припой;
  • расход (желательно нейтральный);
  • кусачки и плоскогубцы;
  • печатная плата.
  • мультиметр;
  • маломощный паяльник (25-40 Вт);

Список компонентов зависит от типа блока питания, который вам нужно сделать.

Пример расчета

Самая простая схема подключения светодиодов к источникам низкого напряжения. Сначала рассчитывается мощность блока исходя из параметров источников света. Напряжение должно быть на 20-30% выше, чем показатель подключенной лампочки или ленты. Выходное напряжение зависит от падения напряжения на светодиоде.

Если вам нужно подключить 6 светодиодов с падением напряжения 2 В (каждый), вам понадобится блок на 12 В и 300 мА, если они будут размещены последовательно. Для соединения одинаковых элементов в 2 параллельные линии нужны другие показатели: напряжение 6 В, ток 600 мА. Для таких диодов подойдет простой драйвер, состоящий из диодного моста, 2-х конденсаторов и резистора.

Схемы драйверов для светодиода: как работает и как сделать самому

Диодный мост состоит из 4-х разнонаправленных диодов, задачей которых является преобразование синусоидального переменного электрического тока в пульсирующий. Пленочный конденсатор подключается к плюсу моста (со стороны входа), резистор подключается к минусу, а электролитический конденсатор подключается параллельно (для сглаживания падений напряжения). Величина электрического тока зависит от способа подключения (при наличии нескольких диодов их можно подключать последовательно или параллельно).

Для мощного светодиода (например, 3 Вт) подойдет драйвер стабилизатора на микросхеме LM317 и резистор. Стабилизатор LM317 имеет постоянное напряжение 1,25. Если лампа новая, требуется 700 мА (максимальное значение). Чтобы рассчитать сопротивление резистора, нужно напряжение разделить на ток:

1,25 / 0,7 = 1,78 Ом.

Такого резистора нет, поэтому нужно приобретать элемент на 1,8 Ом.

Поскольку микросхема LM317 рассчитана на ток до 1,5 А, потребуется радиатор.

Внимание! При расчете необходимо учитывать условия эксплуатации. Драйвер для уличного фонаря — это не то же самое, что лампочка или лента, используемые для освещения в отапливаемом помещении.

Драйвер на три светодиода мощностью 1Вт можно сделать от зарядного устройства сотового телефона, если немного доработать микросхему. Необходимо снять корпус и выпарить имеющееся сопротивление и припаять другое (5 кОм). Подключите светодиоды последовательно и подключите к выходному каналу. Замените входные каналы кабелем для подключения к сети.

Для светодиодного источника мощностью 10 Вт блок питания может быть установлен на электронной плате люминесцентной лампы мощностью 20 Вт. Необходимо приобретение катушек индуктивности, диодов, конденсаторов и транзисторов.

Важные нюансы сборки

Падение напряжения на светодиодах составляет 3-30 В. Это очень мало по сравнению с напряжением сети. Готовые микросхемы отличаются только входным напряжением. При выборе следует учитывать, что падение напряжения на источниках света должно составлять 10-20% от напряжения драйвера. Поэтому не стоит делать блок на микросхеме для подключения к сети, если есть 1 или 2 диода на 3-6 В.

Все элементы на плате размещаются так, чтобы между ними было минимальное расстояние и количество перемычек. Лучше всего проверить полярность и распиновку в технической документации. Если товары не новые, обязательно проверить мультиметром. Лучше всего выбрать небольшой паяльник, способный нагреваться до 260 ° C.

Схемы драйверов для светодиода: как работает и как сделать самому

Конденсаторы, резисторы, диоды, микросхемы довольно сложно паять, если их нельзя установить на плате. Для улучшения качества сварки рекомендуется залудить места, где будут размещаться компоненты. Для этого капают немного флюса, припой берется на паяльник и там же наносится.

Каждый элемент нужно взять пинцетом за ножку, которую необходимо приварить, и прикрепить к месту сварки. Затем на ножку наносится капля флюса, берется паяльник и подносится к приваренной ножке. Достаточно потрогать примерно секунду, так как припой и флюс уже есть. Ножка сразу погружается в припой, нанесенный в процессе лужения.

Если элементы можно закрепить на плате, припой необходимо залить флюсом. В одну руку нужно взять паяльник, в другую — провод. Место сварки нагревают 3-4 секунды, затем заводят сварку. При соприкосновении элемента, паяльника и проволоки последняя плавится, выходит флюс, через секунду паяльник можно вынуть.

Внимание! Хороший сварной шов блестящий, шов покрывает ножку элемента со всех сторон, неровностей и дырок нет. Если вы используете струю жидкости, вам понадобится жидкость, чтобы промыть карты.

Вместе со сварщиком желательно приобрести специальную присоску и защитные очки. Если случилось так, что элемент приварен не в том месте или на месте сварного шва образовалась огромная неровность, необходимо нагреть сварной шов, снять отсос и нажать кнопку. Все лишнее с доски моментально исчезнет. При работе с нитками элементов и ножками они могут возвращаться назад. Чтобы горячий припой не попал в глаза, рекомендуется работать в очках.

Основные выводы

Светодиоды более требовательны к качеству энергии, чем другие лампы. При превышении значения постоянного тока на 10-20% в лучшем случае их продолжительность сокращается, в худшем они сгорают. Поэтому создавать или выбирать драйвер необходимо на основе тщательных расчетов.

Стандартная пайка резисторов, конденсаторов и микросхем требует определенных навыков. Блок простых элементов, не требующих создания микросхем, проще сделать с помощью паяльника. Микросхемы лучше покупать в виде готовой сборки, хотя конечная стоимость будет выше, но качество тоже будет. Попробовать паять сложные микросхемы можно, набравшись опыта выполнения этой работы.

Оцените статью
Добавить комментарий