Самодельный драйвер для светодиодов от сети 220в

Что такое драйверы для светодиодов и зачем они нужны

Светимость полупроводникового лед-кристалла напрямую зависит от силы тока, проходящего через него. Нестабильность этого параметра, характерная для бытовой сети 220 В, приводит к быстрой деградации материала и выходу из строя светодиода. Поэтому и требуется для него драйвер. В его задачу входит преобразование параметров электрического тока в следующих направлениях:

1. Стабилизация силы в точном значении выходных параметров.
2. Задание амплитуды.
3. Выпрямление из переменного в постоянный.

Особенности драйвера светодиодов на 220 В

Главная особенность драйвера для светодиодов, питание которых осуществляется от 220 В, состоит в том, что он изменяет напряжение и предназначен для работы с электрическим током подобных характеристик. Поэтому для подключения лампочки не пригодны его низковольтные аналоги – например, от фонарика или автомобиля на 12 вольт. Кроме того, модели последнего типа могут включать в состав понижающий блок – трансформатор.

При изготовлении преобразователя своими руками следует знать его основные характеристики:

1. Потребляемый ток. Должен совпадать со значением аналогичного параметра светодиодов, в противном случае они либо не будут выдавать полной яркости, заложенной производителем, либо перегорят.
2. Мощность. Эта характеристика выражается в ваттах и равняется суммарной мощности всех led-узлов схемы.
3. Напряжение на выходе. Находится в прямой зависимости от способа подключения и количества лед-элементов и падения напряжения на них – рассчитывается из суммарного их значения.

Расчет мощности при выборе ленты из последовательно соединенных светодиодов позволяет правильно подобрать драйвер для питания подсветки от 220 В. Итоговое значение равняется сумме данного параметра всех элементов плюс 25% (запас на возможную перегрузку). Например, в лед-полоске 20 элементов по 0,5 Вт каждый, общее значение составит 10W. Однако на практике лучше купить или изготовить своими руками прибор на 12-13 ватт.

Как подобрать драйвер (блок питания) для светодиодов

Полезные ссылки:

• Комплектующие для сборки самодельных фитоламп
• Фото и видео примеры самодельных фитоламп для растений

У каждого диода, в свою очередь, в описании указано падение напряжения при разных токах. Например, для красного диода 660 нм при токе 600 мА оно составит 2,5 В:

Количество диодов, которое можно подключить на драйвер, суммарным падением напряжения должно укладываться в пределы выходного напряжения драйвера. То есть на драйвер 50Вт 600 мА с выходным напряжением 60-83 В можно подключить от 24 до 33 красных диодов 660 нм. (То есть 2,5*24 = 60, 2,5*33 = 82,5).

Другой пример: Хотим собрать биколорную лампу красный + синий. Выбрали соотношение красного к синему 3:1 и хотим рассчитать, какой драйвер нужно взять для 42 красных и 14 синих диодов. Считаем: 42*2,5 + 14*3,5 = 154 В. Значит, нам потребуется два драйвера 50 Вт 600 мА, на каждый будет приходиться 21 красных и 7 синих диодов, суммарное падение напряжения на каждом получится по 77 В, что попадает в его выходное напряжение.

Теперь несколько важных пояснений:

1) Не стоит искать драйвер мощностью более 50 Вт: они есть, но они менее эффективны, чем аналогичный набор драйверов меньшей мощности. Более того, они будут сильно греться, что потребует от Вас дополнительных расходов на более мощное охлаждение. Кроме тго, драйвера мощностью более 50Вт как правило сильно дороже, например драйвер на 100Вт может быть дороже чем 2 драйвера по 50Вт. Поэтому гнаться за ними не стоит. Да и надежнее когда цепи светодиодов разделены на секции, если вдруг что-то перегорит — то сгорит не все а только чать. Поэтому выгодно разделять на несколько драйверов, а не стремиться все повесить на один. Вывод: 50Вт — оптимальный вариант, не больше.

2) Ток у драйверов бывает разный: 300 мА, 600 мА, 750 мА — это ходовые. Других вариантов довольно много. По большому счету, более эффективным с точки зрения КПД на 1 Вт будет использование драйвера на 300 мА, также он не будет сильно нагружать светодиоды, и они будут меньше греться и дольше прослужат. Но главный минус таких драйверов, что диоды будут работать «вполсилы», и поэтому их потребуется примерно в два раза больше, чем для аналога с 600 мА. Драйвер с током 750 мА будет питать диоды на пределе возможностей, поэтому диоды будут очень сильно греться, и им потребуется очень мощное, хорошо продуманное охлаждение. Но даже несмотря на это, они в любом случае деградируют от перегрева раньше среднего срока «жизни» светодиодных ламп работающих например на 500-600 мА токе. Поэтому мы рекомендуем использовать драйверы с током 600 мА. Они получаются самым оптимальным решением с точки зрения соотношения цена-эффективность-срок службы.

3) Мощность диодов указывается номинальная, то есть максимально возможная. Но на максимум они никогда не запитываются (почему — см. п.2). Реальную мощность диода рассчитать очень просто: необходимо ток используемого драйвера умножить на падение напряжения диода. Например, при подключении драйвера на 600 mA к красному диоду 660 нм мы получим реальное напряжение на диоде: 0,6(А) * 2,5(В) = 1,5 Вт.

Совершенные источники питания – драйверы

Самые новые светодиодные лампы комплектуются драйверами, основой которых является импульсный преобразователь. Они обладают высоким КПД и минимальным уровнем пульсаций. Однако их стоимость значительно выше, чем уже рассмотренные простые варианты.

Для крепления драйвера к корпусу используется силиконовая паста. Чтобы получить доступ к этому элементу, вначале отпиливается рассеиватель, а затем вынимается светодиодная плата. Подача питания на 220 вольт происходит с помощью проводов красного и черного цвета с цоколя лампы. На плату светодиодов питание подается бесцветными проводниками.
Драйвер может устойчиво работать при перепадах напряжения сети от 85 до 265 вольт. Кроме того, схема светодиодной лампы на 220 В предусматривает защиту от коротких замыканий, а также наличие электролитических конденсаторов, обеспечивающих работу при высокой температуре, вплоть до 105 градусов.

Для изготовления корпусов ламп используется алюминий и специальный пластик, хорошо рассеивающий тепло. Благодаря качественному теплоотведению, срок службы основных элементов лампы увеличивается до 40 тыс. часов. Более мощные лампы оборудуются радиаторами, прикрепляемыми к светодиодной плате слоем термопасты.

Советы по выбору LED-ламп

При покупке LED-устройств важно обращать внимание как на их технические характеристики, так и на ряд других нюансов. Лучший способ выбрать комфортную для глаз светодиодную лампу – включить одновременно несколько моделей в магазине и сравнить их светимость

Лучший способ выбрать комфортную для глаз светодиодную лампу – включить одновременно несколько моделей в магазине и сравнить их светимость

Представленные советы помогут приобрести качественный светильник, который прослужит долго и будет комфортен для глаз.

1. На упаковке LED-ламп должна быть надпись об отсутствии пульсации.
2. Световой поток должен быть больше, чем у заменяемой лампы накаливания.
3. Рекомендуется сравнивать свечение ламп одинаковой мощности ещё в магазине.
4. При наличии выключателя с индикатором желательно предварительно убедиться в корректной работе с ним LED-ламп.
5. Потолочные лампы с небольшим углом рассевания света могут слепить глаза.
6. Рекомендуется покупать лампы в крупных магазинах, предоставляющих минимум 2 года гарантии.

Желательно приобретать светильники только известных производителей, потому что изделия дешевых малоизвестных брендов зачастую не соответствуют заявленным на упаковке характеристикам.

Какую микросхему выбрать?

Если нет желания искать готовое устройство, можно сделать его самостоятельно. Причем произвести расчет под конкретные светодиоды. Микросхем для изготовления драйверов довольно много. Вам потребуется только умение читать электрические схемы и работать с паяльником. Для простейших устройств (мощностью до 3 Вт) можно использовать микросхему PT4115. Она дешевая, и достать очень просто. Характеристики элемента такие:

1. Напряжение питания — 6-30 В.
2. Выходной ток — 1,2 А.
3. Допустимая погрешность при стабилизации тока — не более 5%.
4. Защита от отключения нагрузки.
5. Выводы для диммирования.
6. КПД — 97%.

Обозначение выводов микросхемы:

1. SW — подключение выходного коммутатора.
2. GND — отрицательный вывод источников питания и сигнала.
3. DIM — регулятор яркости.
4. CSN — датчик входного тока.
5. VIN — положительный вывод, соединяемый с источником питания.

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

sxemy-podnial.net

Предлагаю вашему вниманию схемы драйверов светодиодных светильников, которые мне пришлось недавно ремонтировать. Начну с простой (фото 1, справа) и схема на рисунке 1.

Светодиодные светильники. Фото 1.

Драйвер светодиодного светильника на CL1502. Рис. 1.

В схеме этого драйвера установлена микросхема CL1502. Микросхем с подобными функциями выпущено уже много, и не только в корпусе с 8 ножками. На эту микросхему в интернете есть много технических данных, к примеру в . Собран драйвер по «классической» схеме. Неисправность была в выгорании пары светодиодов. Первый раз просто закоротил их, так как находился вдали от «цивилизации». Тоже сделал и во второй раз. И когда сгорела третья пара, я понял, что жить этому светильнику осталось мало. Простым закорачиванием пар светодиодов, так просто не обойдёшься. Требовалось что-то по-кардинальные. Ранее я изучал схемотехнику и работу подобных микросхем, с целью укоротить светодиодную лампу, в корпусе трубчатой стеклянной люминисцентной 36 Ватт, с длины 120 сантиметров в 90, так как был в наличии такой светильник, установленный над рабочим столом. И всё удалось и работает. А здесь. Насколько я понял работу подобных светильников, с применением таких драйверов, то ничего плохого не должно происходить после закорачивания хотя бы всех светодиодов, кроме последней пары. Ведь всё в них решает датчик тока, в данной схеме это резисторы R3 и R4. Напряжение выделенное этими резисторами, попадая через выводы 7 и 8 микросхемы CL1502 к компаратору выключения силового ключа работают отлично. Но что-то всё же жжёт светодиоды. Но что? Моё предположение — их жжёт сам драйвер! Светодиоды применённые в этом светильнике, похожи на 2835SMDLED (0,5 Вт одного светодиода). И если это действительно они, то заявленная мощность светильника вполне оправдана. Но у меня, сильные подозрения, что в светильнике стоят 3528SMDLED, которые имеют параметры, чуть ли не на порядок ниже. Но понять мне это очень трудно, так как на SMD светодиодах нет обозначений. Что сделал я? Я убрал с платы резистор R4. При этом уменьшился ток через светодиоды и… светодиоды перестали сгорать. Что интересно, в строительном вагончике, в котором стояли три светильника одного типа, последовательно пришлось ремонтировать все три. И везде пришлось снять по одному резистору. И да, везде упал световой поток, хотя глазом это и трудно определить, но если сравнивать, то заметно.

В другом вагончике, было два светильника с внешними размерами 595х595 мм.. И они тоже «горели». В этих светильниках ячейки состояли из четырёх светодиодов в параллели и было таких 28 ячеек. Так как и там была подобная схема (поднять не удалось), то просто выпаял по одному резистору.

В итоге, можно сделать вывод, что ремонт можно выполнять, по подобной методике, то есть уменьшать ток через светодиоды, так как лучше, пусть светят темнее, чем совсем погаснут. Хотя конечно, правильнее поменять все светодиоды на 2835SMDLED, но это при их наличии.

Драйвер светодиодного светильника на B77CI. Рис. 2.

Схема второго драйвера, изображённого на рисунке 2, я «поднял» со светильника, который нашёл в металлоломе, с механическими поломками корпуса. На рисунке 3 схема четырёх плат светодиодов по 9 Вт каждая. Хотел снять светодиоды для запчастей. И даже, не сразу заметил невзрачную коробочку с драйвером. Схема оказалась почти «монстром».

Фонарь светодиодного светильника. Рис. 3.

Внешний вид платы драйвера на B77CI. Фото 2.

Наличие двух микросхем, двух мощных полевых транзисторов, двух дросселей и двух электролитических конденсаторов 220 мк х 100 В включенных параллельно, указывало на то, что разработчики поработали на славу. Так же присутствует довольно хорошая схема фильтров (смотрите фото 2). Микросхема DX3360T — это, по всей видимости, стабилизатор напряжения, и возможно, с корректором мощности. Я в интернете нашёл только невзрачную картинку, без описания. А на микросхему B77CI не нашёл ни чего, и названия выводов на схеме ставил, по интуиции. В работе этот драйвер не видел. Но предполагаю хорошую работу. Но если, придётся уменьшать ток через светодиоды, то нужно или убрать с платы один-два резистора Rs4..Rs6, или менять на другие, расчётные.

И ещё. Совсем не понятно, как в подобных светильниках организован отвод тепла от светодиодов. Ведь они запаиваются на платки из фольгированного стеклотекстолита, шириной в 5 мм. и толщиной примерно в 1 мм.? Думаю, что почти ни как. Всё ширпотреб.

Литература: 1. https://www.dianyuan.com/upload/community/2014/04/10/1397117125-79110.pdf

Как подключить светодиодные лампы на 220 вольт

Самая большая хитрость при подключении светодиодных ламп на 220 в, что никакой хитрости нет. Подключение происходит абсолютно точно также, как вы это делали с лампами накаливания или компактными люминесцентными лампами (КЛЛ). Для этого: обесточьте цоколь, а затем вкрутите в него лампу. При установке никогда не касайтесь металлических частей лампы: помните, что иногда нерадивые электрики вместо фазы могут провести через выключатель ноль. В таком случае, фазное напряжение никогда не будет сниматься с цоколя.

Производители выпустили светодиодные аналоги всех, выпускавшихся ранее типов ламп с самыми разными цоколями: Е27, Е14, GU5.3 и так далее. Принцип установки для них остается такой же.

Если же Вы купили светодиодную лампочку, рассчитанную на 12 или 24 Вольта, тогда Вам не обойтись без блока питания. Подключение источников света производится параллельно: все «плюсы» лампочек вместе к плюсовому выходу блока питания, а все «минусы» вместе — к «минусу» блока питания.

В данном случае, важно соблюдать полярность («плюс» — к «плюсу», «минус» — к «минусу»), поскольку светодиоды будут испускать световой поток только в том случае, если соблюдена полярность! Некоторые изделия при переполюсовке могут выйти из строя. Например, у вас есть мебельная подсветка на кухне, в гардеробе или в другом месте, составленная из 4-х галогенных ламп мощностью 40 Вт и напряжением 12 В, запитанных от трансформатора

Вы решили заменить эти лампы на светодиодные 4 штуки по 4–5 Вт

Например, у вас есть мебельная подсветка на кухне, в гардеробе или в другом месте, составленная из 4-х галогенных ламп мощностью 40 Вт и напряжением 12 В, запитанных от трансформатора. Вы решили заменить эти лампы на светодиодные 4 штуки по 4–5 Вт.

Иногда подобные светодиодные лампы для точечных светильников в большинстве случаев комплектуются блоком питания на заводе-изготовителе. При покупке таких ламп следует одновременно озадачиться и покупкой источника питания.

Принцип работы устройства

Основная работа драйвера – создание на выходе заданного значения тока и его поддержание. Любая схема подобного типа состоит из нескольких частей:

• сетевого фильтра, защищающего сеть от помех;
• конденсаторно-резисторного (RC) или трансформаторного узла для снижения напряжения;
• диодного моста для выпрямления;
• стабилизатора тока.

Устройство с RC фильтром действует так:

1. Конденсатор в сети переменного тока выполняет функции емкостного сопротивления. Вместе с мостом он образует делитель напряжения и уменьшает его до нужного предела. Резистор в его цепи служит для самозарядки.
2. Сниженное напряжение поступает на стабилизатор тока, а с него – на светодиоды.

Трансформаторный узел представляет собой устройство ключевого или другого типа, управляемое генератором. Он может быть выполнен на специализированных микросхемах, высоковольтных ключевых транзисторах, простых элементах или на ШИМ контроллере.

Такой драйвер работает следующим образом:

• при подаче питания мост выпрямляет его, и оно идет на ключи, на которых с помощью обмоток создаются противофазные напряжения;
• одновременно с ними включается генератор, который вырабатывает импульсы и запускает драйвер;
• ключи, включаясь попеременно, обеспечивают бесперебойную работу устройства через цепь обратной связи;
• на выходной обмотке возникает переменное напряжение, выпрямляемое мостом или 1-2 диодами вместе с электролитическими конденсаторами;
• далее в цепи стоит стабилизатор тока, к которому подключают светодиоды.

Возможно, вам также будет интересно

Провозглашенный в России курс на энергосбережение закономерно повлек за собой бурное развитие рынка светодиодного освещения и вызвал появление огромного количества небольших и средней руки компаний, жаждущих получения госзаказов. По прошествии почти двух лет с момента принятия закона «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности…» российский рынок светотехники можно считать более или менее сформированным. Повысился профессионализм производителей светодиодных светильников. С рынка ушли откровенные

Московский рынок недвижимости побил очередной рекорд – с сентября текущего года один из застройщиков предлагает апартаменты площадью 9 квадратных метров. Покупатель на такие миниквартиры, конечно, найдется. И это будет человек, не страдающий клаустрофобией. Впрочем, одним из решений, позволяющих хотя бы зрительно увеличить квадратные метро – это организовать грамотное управление освещением. Так, по мнению специалистов компании

Отечественная школа метрологии в области фотометрии, спектрометрии, радиометрии и контроля параметров окружающей среды имеет яркий пример синтеза идеи формирования концепции средств измерений и создания методик. И самое ценное в этом синтезе — это реализация всего этого в целом сегменте ставших очень популярными отечественных измерительных приборов торговой марки «ТКА». Это пример очень сложного, а поэтому крайне редко кем пройденного в нашей стране пути от задумки до полноценного производства различных по назначению и принципу действия измерительных приборов. Несмотря на имеющуюся, но зачастую незаслуженную критику отдельных метрологических характеристик, приборы марки «ТКА» внесены в Госреестр средств измерений, стоят на вооружении у Роспотребнадзора, в органах по контролю условий окружающей среды, рабочих мест, используются в многочисленных производственных и даже аккредитованных лабораториях, наконец, рекомендованы к применению в соответствующих стандартах. Рассказать о современных проблемах, достижениях и перспективах развития этого существенного сегмента отечественной метрологической базы, которая не ограничивается только средствами измерений, но еще и постоянно совершенствуется в плане методов и методик, мы попросили главного идеолога этого направления, основателя компании «ТКА», ее генерального директора доктора технических наук, профессора кафедры киновидеоаппаратуры Санкт-Петербургского института кино и телевидения Константина Абрамовича Томского.

Элементы светодиодной лампы

В состав стандартной светодиодной лампы входят следующие элементы:

• Основные внешние детали – рассеиватель и цоколь.
• Светодиоды, установленные на плате. Вся конструкция называется. кластером.
• Радиатор.
• Светодиодный источник питания – драйвер.

В большинстве ламп используются стандартные цоколи типа Е27. Его крепление к корпусу происходит точечными углублениями, наносимыми по окружности. Для снятия цоколя места углублений высверливаются или пропиливаются ножовкой.

К центральному контакту цоколя подключается провод красного цвета. Черный провод припаивается к резьбе. Оба проводника имеют очень короткую длину и в случае возможного ремонта лампы нужно иметь запас для наращивания.     После снятия цоколя, в рассеивателе открывается отверстие, через которое хорошо заметно драйвер. Его крепление к корпусу выполняется силиконом, а его извлечение возможно только через рассеиватель.
Питание кластера, представляющего собой светодиодную плату, осуществляется с помощью драйвера. Под его действием происходит преобразование переменного напряжения 220 вольт в постоянный ток. У драйверов существуют такие параметры, как выходной ток и мощность.

Таким образом, взаимодействие всех элементов обеспечивает устойчивую и бесперебойную работу всей лампы. Выход из строя хотя бы одного из них вызовет отказ в работе всей системы.

Ремонт драйверов светодиодных ламп

Если стабилизатор тока теряет способность выполнять свои функции, это может привести к порче светодиодов

Важно вовремя определить поломку. Чтобы проверить драйвер светодиодной лампы, на его вход подают 220 В

На выходе исправного драйвера должно появиться постоянное напряжение. Причём его величина будет несколько больше, чем верхний диапазон, указанный на упаковке устройства. Такой способ прост в реализации, но не даёт возможности судить об исправности прибора.

Чтобы проверить, исправен ли драйвер, сделайте следующее:

1. На выход стабилизатора тока установите резистор. Его сопротивление подбирается с учётом заданного тока. Определяется по закону Ома: R=U/I.
2. Возьмите резистор с расчётным сопротивлением и соответствующей мощностью.
3. Установив резистор, измерьте с помощью тестера напряжение на выходе. Если оно не выходит за пределы рабочего диапазона, устройство исправно.

Второй способ поиска поломок драйвера:

1. Если в устройстве предусмотрен предохранитель, прозвоните его. Тестер должен показать, что сопротивление равно нолю. Если сопротивление стремится к бесконечности, заменяют предохранитель. Если лампа после включения в сеть горит, ремонт окончен.
2. Если предохранитель не перегорел, ищите поломку дальше. Проверьте диодный мост.
3. Если выпрямитель в порядке, придётся выпаять сглаживающий конденсатор и прозвонить его. Маленькое сопротивление, растущее на глазах, указывает на исправность конденсатора.
4. Для простого драйвера подобных проверок будет достаточно, чтобы найти источник проблемы. В сложных стабилизаторах тока вам придётся прозванивать все диоды и электролитические конденсаторы.

Пытаясь найти поломку, учитывайте принцип работы схемы:

• Линейная. В таких драйверах защита от перепадов напряжения осуществляется с помощью резисторов 5-100 Ом. Одно сопротивление ставят на вход выпрямителя (диодный мост). Для уменьшения мерцания параллельно нагрузке подключают электролитический конденсатор большой ёмкости.
• Импульсная. В этих преобразователях стоят микросхемы, имеющие защиту от всех угроз – перегрева, перегрузок и перенапряжений. Они не должны ломаться, но с китайскими драйверами всё случается.

Проблема ремонта драйверов заключается в сложности подбора нужных микросхем. Особенно, если стабилизатор сделан в Китае.

Если ни один способ не позволяет найти причины поломки стабилизатора тока, придётся обратиться к специалисту. Или купить другой драйвер.

AL9910

Diodes Incorporated создала одну весьма интересную микросхему драйвера светодиодов: AL9910. Любопытна она тем, что ее рабочий диапазон напряжений позволяет подключать ее прямо к сети 220В (через простой диодный выпрямитель).

Вот ее основные характеристики:

• входное напряжение — до 500В (до 277В для переменки);
• встроенный стабилизатор напряжения для питания микросхемы, не требующий гасящего резистора;
• возможность регулировки яркости путем изменения потенциала на управляющей ноге от 0.045 до 0.25В;
• встроенная защита от перегрева (срабатывает при 150°С);
• рабочая частота (25-300 кГц) задается внешним резистором;
• для работы необходим внешний полевой транзистор;
• выпускается в восьминогих корпусах SO-8 и SO-8EP.

Драйвер, собранный на микросхеме AL9910 не имеет гальванической развязки с сетью, поэтому должен использоваться только там, где невозможно прямое прикосновение к элементам схемы.

Микросхема выпускается в двух модификациях: AL9910 и AL9910a. Отличаются минимальным напряжением запуска (15 и 20В соответственно) и выходным напряжением внутреннего стабилизатора ((7.5 или 10В соответственно). Еще у AL9910a немного выше потребление в спящем режиме.

Стоимость микросхем — около 60 руб/шт.

Типовая схема включения (без диммирования) выглядит так:

Здесь светодиоды всегда горят на полную мощность, которая задается значением резистора R_sense:

R_sense = 0.25 / (I_LED + 0.15⋅I_LED)

Для регулировки яркости 7-ую ногу отрывают от Vdd и вешают на потенциометр, выдающий от 45 до 250 мВ. Также яркость можно регулировать, подавая ШИМ-сигнал на вывод PWM_D. Если этот вывод посадить на землю, микросхема отключается, выходной транзистор полностью закрывается, потребляемый схемой ток падает до ~0.5мА.

Частота генерации должна лежать в диапазоне от 25 до 300 кГц и, как уже было сказано ранее, она определяется резистором R_osc. Зависимость можно выразить следующим уравнением:

f_osc = 25 / (R_osc + 22), где R_osc — сопротивление в килоомах (обычно от 75 до 1000 кОм).

Резистор включается между 8-ой ногой микросхемы и «землей» (или выводом GATE).

Индуктивность дросселя рассчитывается по страшной на первый взгляд формуле:

L ≥ (V_IN — V_LEDs)⋅V_LEDs / (0.3⋅V_IN⋅f_osc⋅I_LED)

Пример расчета

Для примера давайте рассчитаем параметры элементов обвязки микросхемы для двух последовательно включенных светодиода Cree XML-T6 и минимального напряжения питания (15 вольт).

Итак, допустим, мы хотим, чтобы микросхема работала на частоте 240 кГц (0.24 МГц). Значение резистора R_osc должно быть:

Rosc = 25/fosc — 22 = 25/0.24 — 22 = 82 кОм

Идем дальше. Номинальный ток светодиодов — 3А, рабочее напряжение — 3.3В. Следовательно, на двух последовательно включенных светодиодах упадет 6.6В. Имея эти исходные данные, можем рассчитать индуктивность:

L ≥ (V_IN — V_LEDs)⋅V_LEDs / (0.3⋅V_IN⋅f_osc⋅I_LED) = (15-6.6)⋅6.6 / (0.3⋅15⋅240000⋅3) = 17 мкГн

Т.е. больше или равно 17 мкГн. Возьмем распространенную фабричную индуктивность на 47 мкГн.

Осталось рассчитать R_sense:

R_sense = 0.25 / (I_LED + 0.15⋅I_LED) = 0.25 / (3 + 0.15⋅3) = 0.072 Ом

В качестве мощного выходного MOSFET’а возьмем какой-нибудь подходящий по характеристикам, например, всем известный N-канальник 50N06 (60В, 50А, 120Вт).

И вот, собственно, какая схема у нас получилась:

Не смотря на указанный в даташите минимум в 15 вольт, схема прекрасно запускается и от 12, так что ее можно использовать в качестве мощного автомобильного прожектора. На самом деле, приведенная схема — это реальная схема драйвера светодиодного прожектора 20 ватт YF-053CREE, которая была получена методом реверс-инжиниринга.

Рассмотренные нами микросхемы драйверов светодиодов PT4115, CL6808, CL6807, SN3350, AL9910, QX5241 и ZXLD1350 позволяют быстро собрать драйвер для мощных светодиодов своими руками и широко применяются в современных LED-светильниках и лампах.

В статье были использованы следующие радиодетали:

Светодиоды
Cree XM-L T6 (10Вт, 3А)		135 руб/шт.
Cree XM-L2 T6 (10Вт, 3А, медь)		360 руб/шт.
Транзисторы
40N06		11 руб/шт.
IRF7413		14 руб/шт.
IPD090N03L		14 руб/шт.
IRF7201		17 руб/шт.
50N06		12 руб/шт.
Диоды Шоттки
STPS2H100A (2А, 100В)		15 руб/шт.
SS34 (3А, 40В)		90 коп/шт.
SS56 (5А, 60В)		3.5 руб/шт.

Виды светодиодных источников света

Все светодиоды можно разделить на две большие категории: индикаторные и осветительные. Первый вид используется в электротехнике для подсветки приборных панелей, дисплеев, сигнальной индикации, а также в прочих устройствах, не требующих большого светового потока.

А осветительные светодиоды применяются как раз в бытовых LED-лампах. Такие светильники можно классифицировать по назначению, внешнему строению и типу источников излучения.

По сфере использования

LED-лампы захватывают все больше технологических ниш. Они используются в бытовой электронике, промышленности и торговом оборудовании.

LED-прожекторы для уличного освещения изготавливаются преимущественно на основе одного крупного светодиода, поэтому регулировать их яркость не представляется возможным

Основными областями применения светодиодных ламп являются:

1. Уличное освещение.
2. Высокопроизводительные прожектора.
3. Освещение промышленных помещений и квартир.
4. Сельское хозяйство. Используются лампы со спектром излучения, способным инициировать фотосинтез.
5. Автомобильные фары.
6. Подсветка продукции в торговых витринах.
7. Освещение пространства во взрывоопасных средах.

Большое число сфер использования LED-освещения обусловлено различиями в характеристиках светодиодов и излучаемом ими спектре. Постоянно разрабатываются инновационные типы ламп, которые позволяют занять новые рыночные ниши.

По внешнему виду

Одна из причин распространенности LED-ламп – минимальный размер их полупроводниковых кристаллов. Благодаря этому светильники могут приобретать самую разнообразную форму.

Мощные светодиодные устройства не рекомендуется устанавливать в местах с ограниченной циркуляцией воздуха – это может вызвать перегрев светодиода

Основными конструкциями LED-ламп являются:

1. Классическое исполнение по типу лампы накаливания с цоколем. Такие светильники обычно содержат несколько разнонаправленных светодиодов.
2. «Кукуруза». Такая лампа имеет вид цилиндра, облепленного со всех сторон светодиодами.
3. Лентообразные LED-светильники, в которых отдельные кристаллы последовательно расположены на узкой тонкой подложке.
4. Прожекторы с одним крупным светящимся кристаллом.
5. Точечные потолочные светильники.
6. Плоские LED-панели круглой, прямоугольной или произвольной формы.

Маленький размер и непритязательность светодиодов к месту установки позволяет изготавливать на их основе дизайнерские светильники необычной формы. А низкий нагрев LED-ламп не препятствует их размещению вблизи гипсокартонных и пластиковых поверхностей.

По типу светодиодов

Осветительные светодиоды разделяются по своей физической структуре на несколько видов, каждый из которых имеет свои особенности и преобладающие сферы применения.

Изготавливаются LED-лампы трёх основных типов:

1. SMD (светодиоды для поверхностного монтажа).
2. COB (устройство на чипе).
3. Filament (светодиодная нить).

У светодиодов поверхностного монтажа низкая светимость, но их можно самостоятельно припаивать к любой поверхности, не боясь перегрева.

Поэтому они часто используются при изготовлении светодиодных лент и переносных фонарей. Угол излучения у SMD-светодиодов составляет 90-130 градусов, поэтому для освещения всего помещения вокруг лампы необходима радиальная схема размещения кристаллов на основании.

Мощность LED-лампы со светодиодными нитями зависит от количества стеклянных волокон, их длины и характеристик размещенных на них кристаллов

COB-светодиоды представляют собой кристаллы с высокой светимостью, размещенные на металлической подложке. Она предназначена для отвода тепла, образующегося в процессе работы.

Угол излучения устройств на чипе приближается к 180 градусам, поэтому они слабо подходят для узконаправленного освещения. COB применяют при производстве прожекторов и премиум-ламп.

Светодиодные нити представляют собой ряд миниатюрных кристаллов, последовательно размещенных на стеклянном волокне. Иногда вместо стекла используются другие прозрачные материалы. Такая структура позволяет сделать круговое освещение равномерным.

Основной проблемой мощных небольших светодиодов является перегрев, который уменьшает срок их эксплуатации и уровень светового потока.