Драйверы для светодиодов

Особенности ремонта лампы «кукуруза»

В плане удобства ремонта модели серии LL-CORN, то есть светодиодные лампы типа «кукуруза», самые выгодные. Диодные источники располагаются прямо на внешней поверхности, что позволяет мастеру осуществлять ремонт светодиодных ламп «кукуруза», не вторгаясь во внутреннее устройство. При необходимости светодиоды можно прозвонить и заменить — технология аналогична способам ремонта ламп с другими конструкциями. Неисправный диод также следует или обновлять, или закорачивать специальной перемычкой. На стабильности работы и надежности светодиодного прибора это не скажется, но в эстетическом восприятии отсутствие одного из источников света будет ощутимо.

Подключение драйвера

Драйвер довольно просто подключается к светодиодам. На его корпусе имеется вся необходимая маркировка. На входные клеммы (INPUT) подается входное напряжение, на выходные (OUTPUT) – подключают гирлянду из светодиодов. Главное – соблюсти полярность.

Полярность входа

Если драйвер питается постоянным напряжением, к его выводу «+» подключают положительный полюс источника питания

При переменном напряжении обратите внимание на маркировку входных клемм

Варианты маркировки:

• «L» и «N». На вывод «L» подайте фазу. Найти её можно с помощью специальной электротехнической отвёртки. На клемму «N» подайте нулевой провод.
• «~», «АС» или нет маркировки. В этом случае полярность не важна, можете не соблюдать её.

Полярность выхода

Здесь всегда приходится соблюдать полярность. Провод «плюс» подключают к аноду первого полупроводникового элемента, «минус» соединяют с катодом последнего диода.

Подключение драйвера:

Схема драйвера светодиодной лампы на 220/12 В (входное/выходное напряжение):

Смотрим, как устроена LED лампочка

Теперь можно рассмотреть все детали лампы и из чего она устроена. Разработчики ламп заложили определенные характеристики в конструкцию лампы, а именно ток через светодиоды, который обусловлен несколькими требованиям, такими как температурный режим, яркость и мощность потребления, срок службы лампочки и соотношение цены и всех этих характеристик.

Теорию мирового заговора производителей, по которой производители заинтересованы делать не надёжные вещи, мы рассматривать не будем, моё мнение что это миф, всё диктует маркетинг и потребители, а производители делают то что у них заказывают, то что хорошо продаётся, значит всегда ищут середину между надежностью и ценой. В наших реалиях обычно более дешёвые товары выигрывает по продажам, в итоге имеем то что имеем.

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

Неисправная лампа – на сгоревшем светодиоде, который обрывает цепь, можно видеть черную точку.

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, и за одно это позволяет поднять напряжение питания светодиода при последовательном включении кристаллов внутри одного корпуса светодиода.

Светодиод для лампы с тремя кристаллами, работающими в облегченном режиме

Светодиоды для LED драйверов

Я не смог определиться со светодиодами. Они в обоих модулях одинаковые, хотя их производители разные. На светодиодах нет никаких надписей (с обратной стороны – тоже). Искал у разных продавцов по строке “Сверхяркие светодиоды для LED-прожекторов и LED-люстр”. Там продают кучу разных светодиодов, но все они, или без линз, или с линзами на 60º, 90º и 120º .

YF-053 CREE Светодиод

Похожих по виду на мои, не встретил ни разу.

Собственно, у обоих модулей одна неисправность – частичная, или полная деградация кристаллов светодиодов. Думаю, причина – максимальный ток с драйверов, установленный производителями (китаёзы) в целях маркетинга. Мол, смотрите, какие яркие наши люстры. А то, что они светят от силы часов 10, их не волнует.

Если возникнут претензии от покупателей, они всегда могут ответить, что прожекторы вышли из строя от тряски, ведь такие “люстры” в основном покупают владельцы джипов, а они ездят не только по шоссе.

Если удастся найти светодиоды, буду уменьшать ток драйвера до тех пор, пока не станет заметно уменьшаться яркость светодиодов.

Светодиоды лучше искать на АлиЭкспресс, там большой выбор. Но это рулетка, как повезёт.

Даташиты (техническая информация) на некоторые мощные светодиоды будут в конце статьи.

Думаю, главное для долговечной работы светодиодов – не гнаться за яркостью, а устанавливать оптимальный ток работы.

До связи, Сергей.

P.S. электроникой “болею” с 1970 г., когда на уроке физики собрал свой первый детекторный приёмник.

Срок службы драйверов

Срок эксплуатации лед драйвера для светодиодных светильников зависит от внешних условий и изначального качества устройства. Ориентировочный срок исправной службы драйвера от 20 до 100 тыс. часов.

Повлиять на срок службы могут такие факторы:

• перепады температурного режима;
• высокая влажность;
• скачки напряжения;
• неполная загруженность устройства (если драйвер рассчитан на 100 Вт, а использует 50 Вт, напряжение возвращается обратно, от чего возникает перегрузка).

Известные производители дают гарантию на драйверы, в среднем на 30 тыс. часов. Но если устройство использовалось неправильно, то ответственность несет покупатель. Если LED-источник не включается или перестал работать, возможно, проблема в преобразователе, неправильном соединении, или неисправности самого осветительного прибора.

Как проверить драйвер для светодиодов на работоспособность смотрите в видео ниже:

Watch this video on YouTube

Схема подключения драйвера к светодиодам.

Перед подключением светодиодов к драйверу необходимо уметь определять его полярность, иными словами, распознавать, где анод (+), где катод (-). Без этого света не будет.

Индикаторные диоды, а также некоторые маломощные осветительные, имеют два вывода.

Выводы светодиода.

Светодиоды в исполнении SMD (поверхностный монтаж) имеют либо 2, либо 4 вывода. В любом случае это анод и катод.

Выводы светодиодов в SMD-исполнении.

В первом случае выводы 3 и 4 могут быть не задействованы. Во втором случае косой срез расположен ближе к катоду

Обратите внимание, единого стандарта нет и возможны различия в полярности

Поэтому можно либо обратиться к datasheet, либо использовать низковольтный источник постоянного тока и резистор ограничитель. В случае неправильной полярности светодиод не может загореться.

При использовании источника тока схема драйвера для светодиодов будет следующая:

Схема подключения светодиода.

Если у нас источник напряжения, то подключение осуществляется через ограничивающий резистор.

Схема подключения светодиода к источникунапряжения через ограничитель.

Классическая светодиодная лента построена по такой схеме:

Схема светодиодной линейки.

В этом случае расчет производится по формулам:

Формула связи тока, напряжения, сопротивления.

При подключении важно учитывать:

• При малой силе тока, мы теряем в яркости, при большой в сроке службы.
• Напряжение из datasheet указывает падение напряжения при прохождении номинального тока. Этот параметром не основной.
• Мощным светодиодам требуется и качественное питание, и хорошее охлаждение.

Как подобрать драйвер для светодиодов и рассчитать его технические параметры

Драйвер для светодиодной ленты не подойдет для мощного уличного фонаря и наоборот, поэтому необходимо как можно точнее рассчитать основные параметры устройства и учесть условия эксплуатации.

Параметр	От чего зависит	Как рассчитать
Расчет мощности устройства	Определяется мощностью всех подключаемых светодиодов	Рассчитывается по формуле P = PLED-источника × n, где P – это мощность драйвера; PLED-источника – мощность одного подключаемого элемента; n – количество элементов. Для запаса мощности 30% нужно P умножить на 1,3. Полученное значение – это максимальная мощность драйвера, необходимая для подключения осветительного прибора
Расчет напряжения на выходе	Определяется падением напряжения на каждом элементе	Величина зависит от цвета свечения элементов, она указывается на самом устройстве или на упаковке. Например, к драйверу 12 В можно подключить 9 зеленых или 16 красных светодиодов.
Расчет тока	Зависит от мощности и яркости светодиодов	Определяется параметрами, подключаемого устройства

Преобразователи выпускаются в корпусе и без. Первые выглядят более эстетичными и имеют защиту от влаги и пыли, вторые используются при скрытом монтаже и стоят дешевле. Еще одна характеристика, которую необходимо учесть – допустимая температура эксплуатации. Для линейных и импульсных преобразователей она разная.

Бескорпусный драйвер

Китайские преобразователи – что в них особенного

Китайские друзья славятся умением подделать оборудование так, что им становится невозможно пользоваться. По отношению к драйверам можно сказать так же. Приобретая китайское устройство будьте готовыми к завышенным заявленным характеристикам, низкому качеству и быстрому выходу преобразователя из строя. Если же собирается первый в жизни LED-светильник, потренироваться и получить навыки в радиоэлектронике, такие изделия незаменимы по причине низкой стоимости и простоты исполнения.

Если добавить в схему китайского преобразователя конденсатор, срок службы лампы увеличится

Срок службы отремонтированной лампы

Как
долго проработает такая лампочка с “шунтированным” светодиодом?

Все будет зависеть от двух факторов. Во-первых, какое напряжение у вас в сети (нормальное, повышенное (>230V) или пониженное).

Во-вторых, где стоит эта лампочка. Если это коридор, туалет, подсобка, сарай и т.п., где она включается на непродолжительное время, то лампа может спокойно прослужить несколько месяцев.

Если
это зал, спальня, кухня, то здесь речь идет о гораздо меньшем сроке.

Есть мнение, что отсутствующий элемент вызовет повышение тока во всей цепочке. Что зачастую на самом деле и происходит.

А
это уже приводит к последовательному выходу из строя остальных светодиодов один
за другим.

Но
если драйвер в лампе выполнен качественно и имеет хороший импульсный
стабилизатор тока, то работоспособность лампочки будет поддерживаться очень
долгое время.

Вот вам наглядное сравнение силы тока в “зашунтированной” лампе…

и в лампе, где вместо сгоревшего светодиода были впаяны несколько добавочных резисторов, которые как раз и должны были снизить ток.

Как
видите, разницы практически не наблюдается. Думаете стоит подобным образом
заморачиваться и беспокоиться о меньшем сроке службы?

Но опять же повторимся, это только при наличии хорошего драйвера.

При классической дешевой схеме питания светодиодной лампы на гасящем конденсаторе, срок службы сокращается в разы.

Стабилизация тока в таких лампах очень условная.

Самостоятельная сборка преобразователя на 10 Ватт

Если хотите своими руками соорудить сетевой драйвер для питания мощного светодиода, воспользуйтесь электронными платами от испорченных экономок. Зачастую подобные светильники прекращают работу именно из-за перегоревших ламп, хотя электронная плата продолжает функционировать. Все компоненты могут применяться для создания блока питания, драйвера и прочих электротехнических приборов. В процессе потребуются конденсаторы, диоды, транзисторы и дроссели.

Разберите вышедшую из строя ртутную лампу мощностью 20 Вт (подходит для драйвера на 10 Вт). В таком случае гарантируется, что дроссель выдержит оказываемую нагрузку. С увеличением потребностей мощности для сетевого драйвера придется выбирать более мощную экономку или вместо дросселя воспользоваться аналогом с огромным сердечником.

Выполните 20 витков на обмотке и паяльником подключите ее к выпрямителю (диодному мосту). Подайте напряжение от промышленной сети 220 В и мультиметром измерьте полученное значение на выходе диодного моста. При использовании инструкции получится значение в районе 9 – 10 В. Светодиодный источник потребляет 0,8 А при номинале 900 мА. Поскольку вы будете подавать ток уменьшенного значения, сможете продлить срок эксплуатации led-диода.

Виды преобразователей тока по типу устройства

Производятся драйверы двух типов: линейные и импульсные. У них одна функция, но сфера применения, технические особенности и стоимость различаются. Сравнение преобразователей разных типов представлено в таблице:

Тип  устройства	Технические характеристики	Плюсы	Минусы	Сфера применения
Линейный	Генератор тока на транзисторе с p-каналом, плавно стабилизирует ток при переменном напряжении	Не создает помех, недорогой	КПД менее 80%, сильно нагревается	Маломощные светодиодные светильники, ленты, фонарики
Импульсный	Работает на основе широтно-импульсной модуляции	Высокий КПД (до 95%), подходит для мощных приборов, продлевает срок службы элементов	Создает электромагнитные помехи	Тюнинг автомобилей, уличное освещение, бытовые LED-источники

Простейший драйвер на микросхеме LD1585CV, либо LM1084IT для самостоятельной сборки

Рассмотрим драйвер, построенный на подобном LM 317, который мы рассматривали выше. Вообще драйверы без транзисторов мне не нравятся. Поэтому не всегда пользуюсь этими схемами. Хотя, если честно, то драйверы уже давно не собираю а покупаю. Проще и времени не тратится. Ссылка на дешевые драйверы — смотрите в начале статьи.

Принцип работы:

R — резистор задает ток, рассчитывается по формуле: 1.25 / R1.

Т.е. для тока в 550 мА нужен резистор на 2,2 Ом. Для расчета резисторов можете использовать наши калькуляторы.

Мощность резистора рассчитывается по формуле: 1,56 / R1

Еще одним недостатком данной схемы стоит отметить невозможность диммирования. Это возможно только с заменой резистора. Данные регуляторы LD1585CV, либо LM1084IT-ADJ предпочтительнее стандартного LM 317 который мы рассматривали выше, по причине того, падение напряжение у него выше 3,5 В. А у LD1585CV, либо LM1084IT-ADJ от 2,4 В.

В схеме используется конденсатор на 6,3 В или выше от 10u до 100u.

SN3350

SN3350 — очередная недорогая микросхема для светодиодных драйверов (13 руб/штучка). Является практически полным аналогом PT4115 с той лишь разницей, что напряжение питания может лежать в диапазоне от 6 до 40 вольт, а максимальный выходной ток ограничен 750 миллиамперами (длительный ток не должен превышать 700 мА).

Как и все вышеописанные микросхемы, SN3350 представляет собой импульсный step-down преобразователь с функцией стабилизации выходного тока. Как обычно, ток в нагрузке (а в нашем случае в роли нагрузки выступают один или несколько светодиодов) задается сопротивлением резистора R:

R = 0.1 / I_LED

Чтобы не превысить значение максимального выходного тока, сопротивление R не должно быть ниже 0.15 Ом.

Микросхема выпускается в двух корпусах: SOT23-5 (максимум 350 мА) и SOT89-5 (700 мА).

Как обычно, подавая постоянное напряжение на вывод ADJ, мы превращаем схему в простейший регулируемый драйвер для светодиодов.

Особенностью данной микросхемы является несколько иной диапазон регулировки: от 25% (0.3В) до 100% (1.2В). При снижении потенциала на выводе ADJ до 0.2В, микросхема переходит в спящий режим с потреблением в районе 60 мкА.

Типовая схема включения:

Остальные подробности смотрите в спецификации на микросхему (pdf-файл).

Виды драйверов по типу конструкции

Драйвера для LED-элементов представляют собой небольшую электронную схему, собранную из резисторов, конденсаторов и полупроводниковых диодов, размещённых на плате.

Устройства, стабилизирующие ток для светодиодов, выпускаются в 2 версиях:

• В корпусе. Это наиболее распространённый вариант. Стоимость такого прибора выше. Его главный плюс – защита конструктивных элементов от влаги и пыли.
• Без корпуса. Их применение оправдано только при скрытом монтаже. Они дешевле корпусных аналогов.

Преобразователи по конструктивному исполнению делят на три группы.

Электронный

В электронном преобразователе за коррекцию тока отвечает транзистор. Его задача – разгрузка регулировочной микросхемы. Чтобы максимально сгладить пульсацию, на выходе схемы установлен конденсатор.

Электронные устройства дорого стоят, но стабилизируют ток максимум до 750 мА. Новейшие драйверы такого типа обычно устанавливают на лампы с цоколем Е27.

Главные недостатки – пульсации и помехи в высокочастотном диапазоне. Если в одну розетку со светильником включить бытовые приборы, например, радиоприёмник, появляются помехи на FM-частотах. .

В хорошем электронном драйвере должно быть сразу два конденсатора:

• электролитический, который сглаживает пульсации;
• керамический, который понижает высокие частоты.

Такое сочетание встречается редко, особенно в драйверах китайского производства. Пользователи, разбирающиеся в микросхемах, могут получать выходные параметры драйвера, меняя номиналы резисторов.

Благодаря высокому КПД – около 95 % – электронные драйверы используют для самых разных целей (для обеспечения работы автомобильных светодиодных ламп, уличного и бытового освещения).

На основе конденсаторов

Несколько меньшей популярностью пользуются драйверы, работа которых основана на использовании конденсаторов. Почти все схемы бюджетных LED-ламп с такими устройствами имеют похожие характеристики.

Из-за изменений, вносимых производителями в электрические цепи, из них могут удаляться кое-какие элементы. Особенно часто в них отсутствует конденсатор, отвечающий за сглаживание пульсаций.

Плюсы драйверов на конденсаторах:

• простота конструкции;
• КПД стремится к 100 %, так как потери мощности наблюдаются только на резисторах и переходах полупроводниковых элементов.

Диммируемый

Диммер – устройство, регулирующее яркость светодиодов. Многие современные драйверы имеют в своём составе эти полезные приспособления.

Плюсы диммируемых драйверов:

• пользователь выбирает уровень освещённости, комфортный для текущего момента;
• включение диммера в стабилизаторы тока позволяет экономно расходовать как электроэнергию, так и ресурс светодиодов.

Варианты исполнения:

• Диммирующее устройство располагается между питанием и LED-светильником. Такой прибор управляет электроэнергией, подаваемой на светодиоды. Обычно это широтно-импульсные стабилизаторы (ШИМ), корректирующие величину тока.
• Устройство управляет источником питания. Оно выполняет коррекцию тока. Меняется яркость и цвет диодов.

Принципиальная разница в конструкции

При выборе светодиодных лампочек важно знать, как они производились. Продукция должна быть сертифицированная. Только так можно купить светодиодный источник света, который не будет отрицательно воздействовать на организм и прослужит долго

Только так можно купить светодиодный источник света, который не будет отрицательно воздействовать на организм и прослужит долго.

Недорогой китайской лампы на 220 В

Неизвестные китайские производители:

• выпускают светодиодные лампы в несоответствующих мощности корпусах;
• у диодов низкие показатели светопередачи;
• полноценный драйвер меняют на диодный мост и пару дешевых радиодеталей;
• устанавливают примитивные теплоотводы;
• указывают на упаковке неверные параметры мощности, потока и цвета света, срока эксплуатации.

Из-за несовершенства схемы такие лампы быстро перегорают, покупателей ждет разочарование после вскрытия упаковки:

• источник света вместо 60 Вт выдает 25 Вт;
• поток света 40-50%, не 90%, как указано;
• мощность 6 Вт вместо 8 Вт;
• цвет 400 вместо 2700;
• рок службы 5 тыс. часов, а не 50 тыс.

Качественной брендовой светодиодной лампы

В брендовой качественной лампочке:

• используется рассеиватель в виде полусферы из качественного пластика, увеличивающий угол рассеивания и показатели механической прочности;
• качественные долговечные чипы;
• применяется плата, изготовленная из сплава алюминия, эффективно отводящая избыток тепла на радиатор;
• площади радиатора достаточно для того, чтобы предотвратить перегрев;
• у конденсатора достаточный объем;
• драйвер преобразует ток;
• цоколь из никеля или латуни.

Конструктивная схема: особенности устройства

По внешнему виду лед-лампочки похожи на источники света всех других видов, выпускаются с различными цоколями в форме шара, свечки, груши.

Светодиоды, предназначенные для ламп, тоже разные:

• обычные на пластиковом корпусе (мощные «кукурузы»);
• бескорпусные;
• диодные СОВ-сборки;
• нити на сапфировой, стеклянной или металлической полосе (filament);
• диоды на прозрачной керамике (Crystal Ceramic MCOB).

Доступны светодиодные источники, поддерживающие выключатель с индикацией и диммирование.

Конструктивное устройство светодиодных ламп на 220в:

• корпус;
• отражатель;
• рассеиватель света;
• блок питания (печатная плата с напаянными радиоэлементами).

По конструкции отличаются филаментные лампочки. В них нет платы, ее заменяют стержни, драйвер так же в цоколе. Стержень – это трубка из сапфира или стекла с сечением 2 мм и длиной около 3 см. На стержне расположены миниатюрные светодиоды.

Разборка светильника

Без этой операции не обходится ни один ремонт, хотя в отношении бытовых ламп освещения процедура может показаться экзотичной. Существует два подхода к разбору Led-ламп. В первом случае применяется отвертка. Если модель имеет ребра для отвода тепла, то операция с большей вероятностью увенчается успехом — достаточно найти подходящую лазейку между ребрами и лезвием инструмента попытаться разделить корпус. Поскольку ремонт не всегда предполагает замену неисправных элементов, еще на этапе разбора следует деликатно относиться к внутренним компонентам, среди которых и

Второй метод разбора светильника применим к моделям с толстым стеклом, которые в принципе не годятся для физических манипуляций. Тут есть одна хитрость: необходимо взять фен и нагреть им корпус — тогда приклеенная стеклянная окружность без дополнительных усилий выйдет из цилиндрической основы. Секрет в том, что тепловое воздействие расширяет размеры объектов, а клеевой состав становится эластичным — поэтому под горячим феном лампы светодиодные буквально рассыпаются.

Причины выхода из строя

Почему вообще сгорают светодиодные лампы, если, как заявляют производители светодиодов, ресурс светоизлучающих полупроводников составляет минимум 15-20 тысяч часов? Практически все драйверы не имеют механических элементов и контактов, значит, у них наработка на отказ должна быть не меньше. Но лампы горят, порой не выработав даже свой гарантийный срок, и это факт. Причин поломки лампочки может быть несколько:

• Производственный брак. Увы, от этого никто не застрахован. Особенно, если производители комплектующих и светодиодов – наши китайские братья, работающие в гараже и на коленках.
• Неправильная эксплуатация. К примеру, плохая вентиляция в закрытом светильнике. В таких источниках света лампа перегревается, и тут уж выйти из строя может все что угодно – от драйвера до светодиодов. Сюда же можно отнести пыль, влагу, «искрящий» выключатель, выключатель с подсветкой и т. п.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос эксперту

Если в твоем выключателе стоит подсветка, то это верный путь к быстрой гибели светодиодной лампы. Либо снимай подсветку, либо вкрути в один из рожков люстры обычную лампочку накаливания любой, даже самой малой мощности.

Такая подсветка выключателя удобна, но вызывает «подмигивание» светодиодной лампы и сокращает срок ее службы в десятки раз

Плохое питание. Если напряжение постоянно скачет или оно ненормально завышено, тут даже самый качественный драйвер может «потерять терпение». Сюда же отнесем постоянные выбросы напряжения, к примеру, при пуске мощных моторов или сварочного оборудования, и импульсные помехи.

В этой китайской лампе «драйвер» примостился прямо на плате со светодиодами, а радиатором тут даже не пахнет

Это интересно: Влияние теплого пола на человека

Основные характеристики преобразователей

Перед тем как купить драйвер для светодиодов, следует ознакомиться с основными характеристиками устройств. К ним относят напряжение на выходе, номинальный ток и мощность. Выходное напряжение преобразователя зависит от величины падения напряжения на LED-источнике, а также от способа подключения и количества светодиодов в схеме. Ток находится в зависимости от мощности и яркости излучающих диодов. Драйвер должен обеспечить светодиодам такой ток, который необходим им для поддержки требуемой яркости.

К характеристикам драйвера относятся напряжение на выходе, номинальный ток и мощность

Одной из важных характеристик драйвера считается мощность, которую прибор выдает в виде нагрузки. На выбор мощности драйвера влияет мощность каждого LED-прибора, общее количество и цвет свечения светодиодов. Алгоритм расчета мощности состоит в том, что максимальная мощность устройства не должна быть ниже потребления всех светодиодов:

P = P(led) × n,

где P(led) – мощность единичного LED-источника, а n — количество светодиодов.

Кроме того должно выполняться обязательное условие, при котором бы обеспечивался запас мощности в пределах 25-30%. Таким образом значение максимальной мощности должно быть не меньше значения (1,3 х P).

Следует также брать во внимание цветовые характеристики светодиодов. Ведь различные по цвету полупроводниковые кристаллы имеют разную величину падения напряжения при прохождении через них тока одинаковой силы

Так падение напряжения у красного светодиода при токе 350 мА составляет 1,9-2,4В, тогда среднее значение его мощности будет равно 0,75 Вт. У аналога зеленого цвета величина падения напряжения находится в пределах от 3,3 до 3,9В и при таком же токе мощность составит уже 1,25 Вт. Значит к драйверу для светодиодов 12В можно подсоединить 16 красных LED-источников или 9 зеленых.

Полупроводниковые кристаллы разных цветов имеют разную величину падения напряжения

Параметры драйверов

Прежде чем приобрести устройство или самостоятельно его изготовить, нужно ознакомиться с тем, какие у него имеются основные характеристики:

1. Номинальный ток потребления.
2. Мощность.
3. Выходное напряжение.

Напряжение на выходе преобразователя напрямую зависит от того, какой выбран способ подключения источника света, числа светодиодов. Ток имеет прямую зависимость от яркости и мощности элементов.

Преобразователь должен обеспечивать ток, при котором светодиоды будут работать с одинаковой яркостью. На PT4115 схема драйвера светодиодов реализуется довольно просто – это самый распространенный преобразователь напряжения для использования с LED-элементами. Изготовить прибор на его основе можно буквально «на коленке».

Расчет параметров цепи RLFF CCS, подключенной к выводу CS

При расчете должна учитываться задержка распространения t_prop (рис. 10) с момента, когда напряжение на токоизмерительном резисторе достигает установленного внутреннего порога V_control, до момента выключения MOSFET, которая влияет на стабилизацию выходного тока. Рост пикового тока, вызванный t_prop, необходимо скомпенсировать.

Рис. 10. Влияние задержки распространения на пиковый ток

Влияние задержки распространения компенсируется путем приложения к выводу CS контроллера тока смещения, пропорционального сетевому напряжению, пока MOSFET включен. Ток смещения ограничивается типовым значением I_offset(MAX) = 76,5 мкА при напряжении на выводе VIN контроллера V_pinVIN > 5 В.

Напряжение смещения подается путем включения резистора смещения R_LFFмежду выводом CS и токоизмерительным резистором R_sense:

V_{CS(off set)} = K_LFFV_pinVINR_LFF,

где K_LFF — коэффициент преобразования напряжения в ток на выводе VIN, который можно взять из паспорта контроллера (его типовое значение составляет 17 мкА/В).

За отправную точку для оценки сопротивления этого резистора можно взять следующую формулу:

где R_BOU и R_BOL — резисторы цепи блокировки контроллера при пониженном входном напряжении, сопротивления которых рассчитывают так, как показано ниже.

Параметр t_prop включает в себя задержку распространения в контроллере (типовое значение по паспорту 50 нс) и в цепи управления затвором MOSFET. Соответственно, он меняется в зависимости от выбранного транзистора и от наличия дополнительных элементов между выводом DRV и затвором (последовательно включенного резистора, p-n-p-транзистора и т. п.). Поэтому трудно в точности определить значение данного параметра до проектирования драйвера. В первом приближении для расчета сопротивления R_LFF можно взять t_prop = 150 нс. В дальнейшем сопротивление резистора смещения можно определить более точно экспериментальным путем, добившись неизменности выходного тока.

Используя приведенную формулу, можно вычислить первое значение R_LFF для рассматриваемой конструкции:

В конечном результате значение R_LFF выбирают равным 820 Ом.

Как было сказано выше, форма напряжения на токоизмерительном резисторе влияет на стабилизацию выходного тока. Если постоянная времени фильтрующей цепи RLFF CCS слишком велика, установка выходного тока будет меняться (Iout будет выше ожидаемого)

Таким образом, после того как значение RLFF рассчитано и выбрано, важно иметь значение CCS достаточно малым, чтобы качество стабилизации выходного тока было высоким. Обычно емкость конденсатора CCS выбирают в диапазоне 10–100 пФ