LED 조명이 널리 보급되어 결과적으로 2 차 전원 공급이 활발히 시작되었습니다. LED 램프의 드라이버는 장치의 출력에서 설정된 전류 값을 안정적으로 유지하여 다이오드 체인을 통과하는 전압을 안정화시킵니다.
다이오드 램프 작동을위한 전류 변환 장치의 작동 유형 및 원리에 대해 모두 알려 드리겠습니다. 이 기사에서는 드라이버 선택에 대한 지침을 제공하고 유용한 권장 사항을 제공합니다. 우리는 입증 된 연결 체계를 갖춘 독립적 인 가정용 전기 기술자를 찾을 것입니다.
목적과 사용 범위
다이오드 결정은 전기 신호 변환을 담당하는 양극 (플러스)과 음극 (빼기)의 두 가지 반도체로 구성됩니다. 한 영역에는 P 형 전도성이 있고 두 번째 영역에는 N이 있습니다. 전원이 연결되면 전류가 이러한 요소를 통해 흐릅니다.
이 극성으로 인해 P 형 영역에서 N 형 영역으로 전자가 돌진하고, 반대로 N 점 돌진에서 P로 전하가 충전됩니다. 그러나이 영역의 각 섹션에는 P-N 접합이라고하는 자체 경계가 있습니다. 이들 영역에서, 입자가 발견되고 상호 흡수되거나 재결합된다.
다이오드는 반도체 소자를 말하며 p-n 접합이 하나만 있습니다. 이러한 이유로 글로우의 밝기 정도를 결정하는 주요 특성은 전압이 아니라 전류입니다.
P-N 접합 동안 전압은 특정 볼트 수만큼 감소하며 회로의 각 요소마다 항상 동일합니다. 이러한 값이 주어지면 드라이버는 입력 전류를 안정화시키고 출력에서 일정한 값을 형성합니다.
P-N 통과시 필요한 전력 및 손실 값은 LED 장치의 여권에 표시됩니다. 따라서 다이오드 전구를 선택할 때 전원 공급 장치의 매개 변수를 고려해야합니다.이 범위는 손실 된 에너지를 보상하기에 충분해야합니다.
강력한 LED가 특성에 표시된 시간을 운동하려면 안정화 장치 인 드라이버가 필요합니다. 전자 메커니즘의 몸체에는 출력 전압이 항상 표시됩니다.
조명 장치에는 10 ~ 36V의 전압을 가진 전원 공급 장치가 사용됩니다.
이 기술은 다양한 유형이 될 수 있습니다.
- 자동차, 자전거, 오토바이 등의 헤드 라이트;
- 작은 휴대용 또는 가로등;
- LED 눈금자, 테이프, 천장 조명 및 모듈.
그러나 정전압을 사용하는 경우뿐만 아니라 저전력 LED의 경우 드라이버를 사용할 수 없습니다. 대신 220V로 전원이 공급되는 저항도 회로에 도입됩니다.
전원 공급 장치의 작동 원리
전압원과 전원 공급 장치의 차이점이 무엇인지 알아 보겠습니다. 예를 들어, 아래에 표시된 회로를 고려하십시오.
40V 저항을 12V 전원 공급 장치에 연결하면 300mA의 전류가이 저항을 통과합니다 (그림 A). 회로에서 두 번째 저항을 병렬로 연결하면 전류 값은-600mA (B)가됩니다. 그러나 전압은 변하지 않습니다.
두 개의 저항을 전원에 연결하더라도 출력의 두 번째 저항은 이상적인 조건에서 부하에 영향을 미치지 않기 때문에 일정한 전압을 생성합니다.
이제 저항이 회로의 전원 공급 장치에 연결된 경우 값이 어떻게 변경되는지 고려할 것입니다. 같은 방법으로 300mA 드라이버를 갖춘 40 옴 가변 저항을 소개합니다. 후자는 12V의 전압을 생성합니다 (회로 B).
회로가 두 개의 저항으로 구성된 경우 전류 값은 변경되지 않으며 전압은 6V (G)입니다.
드라이버는 전압 소스와 달리 지정된 전류 매개 변수를 출력으로 유지하지만 전압 전력은 다를 수 있습니다
결론적으로, 고품질 컨버터는 전압이 떨어지더라도 정격 전류를 부하에 전달한다고 말할 수 있습니다. 따라서 2V 또는 3V의 다이오드 결정과 300mA의 전류는 전압이 감소함에 따라 똑같이 밝게 연소됩니다.
변환기의 독특한 특성
가장 중요한 지표 중 하나는 부하 상태에서 전송 된 전력입니다. 장치에 과부하가 걸리지 않아야하며 가능한 최대 결과를 얻으려고 시도하십시오.
부적절한 사용은 개요 메커니즘뿐만 아니라 LED 칩의 빠른 고장에 기여합니다.
작업에 영향을 미치는 주요 요인은 다음과 같습니다.
- 조립 공정에 사용되는 구성 요소;
- 보호 등급 (IP);
- 입력 및 출력의 최소값 및 최대 값;
- 제조업체.
현대식 컨버터 모델은 미세 회로를 기반으로 제공되며 펄스 폭 변환 (PWM) 기술을 적용합니다.
전원 공급 장치 작동 중에 출력 전압을 제어하기 위해 펄스 폭 변조 방법이 도입되었으며 출력은 입력과 동일한 유형의 전류를 유지합니다
이러한 장치는 단락, 네트워크 정체에 대해 높은 수준의 보호를 제공하며 효율성도 향상됩니다.
전류 변환기 선택 규칙
LED 램프 변환기를 구입하려면 장치의 주요 특성을 연구해야합니다. 출력 전압, 정격 전류 및 전력 출력을 기반으로합니다.
라이트 다이오드 전력
처음에는 출력 전압을 분석 할 것인데 몇 가지 요인이 있습니다.
- 결정의 P-N 접합에서의 전압 손실 값;
- 체인의 광 다이오드 수;
- 배선도.
정격 전류의 매개 변수는 소비자의 특성, 즉 LED 요소의 전력 및 밝기의 정도에 따라 결정될 수 있습니다.
이 표시기는 결정에 의해 소비되는 전류에 영향을 미치며, 범위는 필요한 밝기에 따라 다릅니다. 변환기의 임무는 이러한 요소에 적절한 양의 에너지를 공급하는 것입니다.
출력 전압의 값은 전기 회로의 각 블록에 소비되는 총 에너지 양보다 크거나 같아야합니다.
장치의 힘은 각 LED 요소의 강도, 색상 및 수량에 따라 다릅니다.
소비되는 에너지를 계산하려면 다음 공식을 사용하십시오.
피H = PLED * N,
어디
- 피LED -하나의 다이오드로 생성 된 전기 부하
- N은 사슬에서 결정의 수입니다.
얻은 표시기는 드라이버 전원보다 작아서는 안됩니다. 이제 필요한 공칭 값을 결정해야합니다.
장치의 최대 전력
컨버터의 안정적인 작동을 보장하기 위해서는 공칭 값이 획득 된 P 값을 20-30 % 초과해야한다는 것을 명심해야합니다.H.
따라서 수식의 형식은 다음과 같습니다.
피최대 ≥ (1,2..1,3) * PH,
어디 p최대 -전원 공급 장치의 정격 전력.
보드의 전력 및 소비자 수 외에도 부하 력은 소비자의 색상 요소에 종속됩니다. 동일한 전류에서 그늘에 따라 전압 강하 표시가 다릅니다.
LED 램프의 드라이버는 최대 밝기를 보장하는 데 필요한만큼의 전류를 생성해야합니다. 장치를 선택할 때 구매자는 전력이 모든 LED가 사용하는 것보다 커야한다는 것을 기억해야합니다
예를 들어 XP-E 라인의 미국 회사 Cree의 LED가 빨간색으로 표시됩니다.
그들의 특성은 다음과 같습니다.
- 전압 강하 1.9-2.4 V;
- 전류 350 mA;
- 평균 소비 전력 750mW.
동일한 전류에서 녹색의 아날로그는 완전히 다른 표시기를 갖습니다 .P-N 접합의 손실은 3.3-3.9V이고 전력은 1.25W입니다.
따라서 결론을 내릴 수 있습니다 : 10 와트 정격의 드라이버는 12 개의 적색 결정 또는 8 개의 녹색 결정에 전원을 공급하는 데 사용됩니다.
LED 연결도
드라이버 선택은 LED 소비자의 연결 체계를 결정한 후에 수행해야합니다. 먼저 조명 다이오드를 구입 한 다음 변환기를 선택하면이 과정에 많은 어려움이 따릅니다.
지정된 연결 체계를 사용하여 그러한 많은 소비자의 작업을 제공하는 장치를 검색하는 데 많은 시간이 걸립니다.
6 명의 소비자를 예로 들어 봅시다. 그들은 3V의 전압 손실, 300mA의 전류 소비를 가지고 있습니다. 그것들을 연결하기 위해 방법 중 하나를 사용할 수 있지만 각각의 경우 전원 공급 장치의 필수 매개 변수가 다릅니다.
회로의 결정이 많은 경우 다이오드의 대체 배열의 단점은 고전압의 전원 공급 장치가 필요하다는 것입니다.
이 경우 직렬 연결에는 전류 300mA의 18V 장치가 필요합니다. 이 방법의 주요 장점은 동일한 힘이 전체 라인을 통과하고 모든 다이오드가 동일한 밝기로 연소한다는 것입니다.
소비자의 병렬 배치의 단점은 각 체인의 광선의 밝기 차이입니다. 이러한 부정적인 현상은 각 라인을 통과하는 전류의 차이로 인한 다이오드의 매개 변수의 변화로 인해 발생합니다.
병렬 배치를 사용하는 경우 9V 변환기를 사용하면 충분하지만 전류 소비는 이전 방법에 비해 두 배가됩니다.
2 개 다이오드의 순차적 배열 방법은 3 개 이상의 그룹에서 결정의 수를 대체하는 것으로 적용될 수 없다. 이러한 제한은 너무 많은 전류가 하나의 요소를 통과 할 수 있기 때문에 발생하며 전체 회로의 고장 가능성을 만듭니다.
두 개의 LED 쌍을 형성하는 순차적 인 방법을 사용하는 경우 이전 경우와 동일한 성능의 드라이버가 사용됩니다. 이 경우 조명의 밝기가 균일합니다.
그러나 여기에는 몇 가지 부정적인 뉘앙스가 있습니다. 특성 분산으로 인해 그룹에 전원이 공급되면 LED 중 하나가 두 번째보다 빠르게 열릴 수 있으므로 정격 값의 두 배인 전류가 통과합니다.
가정 조명을위한 많은 유형의 LED는 이러한 단기 점프를 위해 설계되었지만이 방법은 덜 인기가 있습니다.
장치 유형별 드라이버 유형
220V 전원 공급 장치를 LED에 필요한 표시기로 변환하는 장치는 일반적으로 세 가지 범주로 나뉩니다. 커패시터 기반; 디밍 가능.
조명 액세서리 시장은 주로 중국 제조업체의 다양한 드라이버 모델로 표시됩니다. 저렴한 가격대에도 불구하고 이러한 장치에서 매우 적절한 옵션을 선택할 수 있습니다. 그러나 보증 카드에주의를 기울여야합니다. 제시된 모든 제품의 품질이 만족 스럽지는 않습니다.
장치의 전자식보기
이상적으로, 전자 변환기에는 트랜지스터가 장착되어 있어야합니다. 그 역할은 제어 칩을 언로드하는 것입니다. 리플의 평활을 제거하거나 최대화하기 위해 커패시터가 출력에 장착됩니다.
이 유형의 장치는 고가의 범주에 속하지만 안정기 메커니즘으로는 불가능한 최대 750mA의 전류를 안정화시킬 수 있습니다.
최신 드라이버는 주로 E27베이스가있는 전구에 설치됩니다. 이 규칙의 예외는 Gauss GU5.3 제품입니다. 변압기가없는 컨버터가 장착되어 있습니다. 그러나 리플의 정도는 수백 Hz에 이릅니다.
맥동이 컨버터의 유일한 단점은 아닙니다. 두 번째는 고주파 (HF) 범위의 전자기 간섭이라고 할 수 있습니다. 따라서 라디오와 같은 다른 전기 제품이 램프에 연결된 콘센트에 연결된 경우 디지털 FM 주파수, TV, 라우터 등을 수신 할 때 간섭이 발생할 수 있습니다.
고품질 장치의 옵션 장치에는 두 개의 커패시터가 있어야합니다. 하나는 리플을 평활화하기 위해 전해질이고 다른 하나는 RF를 낮추기 위해 세라믹입니다. 그러나 특히 중국 제품에 대해 이야기하는 경우 이러한 조합이 드물게 발견 될 수 있습니다.
이러한 전기 회로에서 공통 개념을 가진 사람들은 저항 값을 변경하여 전자 변환기의 출력 매개 변수를 독립적으로 선택할 수 있습니다
고효율 (최대 95 %)로 인해, 이러한 메커니즘은 자동차 튜닝, 거리 조명기구 및 가정용 LED 소스와 같은 다양한 분야에서 사용되는 고전력 장치에 적합합니다.
커패시터 기반 전원 공급 장치
이제 커패시터를 기반으로 인기있는 장치가 아닙니다. 이 유형의 드라이버가 사용되는 저렴한 유형의 LED 램프의 거의 모든 방식은 비슷한 특성을 가지고 있습니다.
그러나 제조업체의 수정으로 인해 체인의 모든 요소가 제거되는 등 변경이 발생합니다. 특히이 부분은 커패시터 중 하나 인 평활화입니다.
값 싸고 품질이 낮은 제품으로 시장을 통제 할 수 없기 때문에 사용자는 램프에서 100 회 맥동을 "느낄"수 있습니다. 장치를 탐색하지 않고도 회로에서 평활 요소를 제거하는 것에 대해 논쟁 할 수 있습니다.
이러한 메커니즘에는 두 가지 장점이 있습니다. 자체 조립에 사용할 수 있으며 효율성은 100 %입니다. 즉 손실은 p-n 접합 및 저항에서만 발생합니다.
같은 수의 부정적인면 : 전기 안전성이 낮고 잔물결이 높습니다. 제 2 단점은 약 100Hz이고 교류 전압의 정류 결과로서 형성된다. 주 표준 사양은 조명 장치가 설치된 방의 목적에 따라 허용되는 리플의 표준을 10-20 %로 규정합니다.
이 단점을 완화시키는 유일한 방법은 올바른 정격의 커패시터를 선택하는 것입니다. 그럼에도 불구하고 문제를 완전히 제거 할 필요는 없습니다. 이러한 솔루션은 버스트의 강도 만 부드럽게 할 수 있습니다.
디 머블 전류 변환기
디밍 가능 LED 전구용 디밍 드라이버를 사용하면 들어오고 나가는 전류 표시기를 변경할 수 있으며 다이오드에서 방출되는 빛의 밝기는 감소하거나 증가합니다.
두 가지 연결 방법이 있습니다.
- 첫 번째는 소프트 스타트입니다.
- 두 번째는 펄스입니다.
고휘도 회로를 포함하여 LED 회로의 조절 장치로 사용되는 CPC9909 칩을 기반으로하는 디밍 가능 드라이버의 작동 원리를 고려하십시오.
220V 전원이 공급되는 표준 스위칭 회로 CPC9909 회로도 지침에 따라 하나 이상의 강력한 소비자를 제어 할 수 있습니다
부드러운 시작으로 드라이버 칩은 밝기가 증가하면서 점차적으로 다이오드를 포함시킵니다. 이 과정을 위해 LD 단자에 연결된 두 개의 저항이 사용되어 매끄러운 조광 작업을 수행하도록 설계되었습니다. 이것은 중요한 작업을 구현합니다-LED 요소의 수명을 연장합니다.
2.2kΩ 저항이 더 강력한 가변 아날로그-5.1kOhm으로 변경되는 아날로그 조정에 의해 동일한 결론이 제공됩니다. 따라서, 출력 전위의 원활한 변화가 달성된다.
제 2 방법의 적용은 저주파 출력 PWMD에 직사각형 펄스의 공급을 포함한다. 여기에는 반드시 마이크로 커플러 또는 펄스 발생기가 포함되며, 반드시 옵토 커플러로 분리됩니다.
주택 유무에 관계없이?
드라이버는 하우징 유무에 관계없이 제공됩니다. 첫 번째 옵션이 가장 일반적이고 비쌉니다. 이러한 장치는 습기 및 먼지 입자로부터 보호됩니다.
두 번째 유형의 장치는 매립형으로 사용되므로 저렴합니다.
제시된 모든 장치의 전력은 12V 또는 220V 네트워크에서 제공 될 수 있지만 오픈 프레임 모델의 가격이 저렴하다는 사실에도 불구하고 안전성과 신뢰성 측면에서 현저히 뒤떨어집니다.
각각은 작동 중 허용 온도로 구별됩니다. 선택 할 때주의해야합니다.
클래식 드라이버 회로
LED 전원 공급 장치의 자체 조립을 위해 전기 절연이없는 펄스 유형의 가장 간단한 장치를 처리합니다. 이 유형의 회로의 주요 장점은 간단한 연결과 안정적인 작동입니다.
220V 컨버터 회로가 스위칭 전원 공급 장치로 제공됩니다. 조립시 모든 전기 안전 규칙을 준수해야합니다. 즉 전류 출력에 제한이 없습니다.
이러한 메커니즘의 구성표는 세 가지 주요 계단식 영역으로 구성됩니다.
- 커패시터 전압 분리기.
- 정류기.
- 서지 방지기.
첫 번째 섹션은 커패시터를 사용하여 커패시터 C1에 교류가 가해져 발생하는 반작용입니다. 후자는 불활성 요소의 독립적 인 충전에만 필요합니다. 회로 작동에는 영향을 미치지 않습니다.
저항의 공칭 값은 100 kOhm-1 Mom 범위이며 0.5-1 와트의 전력을 사용할 수 있습니다. 커패시터는 전해해야하며 유효 진폭 전압 값은 400-500V입니다.
형성된 반 파장 전압이 커패시터를 통과 할 때, 플레이트가 완전히 충전 될 때까지 전류가 흐른다. 메커니즘 용량이 작을수록 완전 충전에 소요되는 시간이 줄어 듭니다.
예를 들어, 부피가 0.3-0.4μF 인 장치는 반파주기의 1/10, 즉 전송 된 전압의 10 분의 1 만이 섹션을 통과합니다.
이 섹션의 교정 프로세스는 Gretz 구성표에 따라 수행됩니다. 다이오드 브리지는 정격 전류 및 역 전압에서 시작하여 선택됩니다. 이 경우 마지막 값은 600V 이상이어야합니다.
두 번째 캐스케이드는 교류를 맥동으로 변환 (정류)시키는 전기 장치입니다. 이 과정을 반파라고합니다. 반파의 한 부분은 커패시터에 의해 평활 되었기 때문에이 섹션의 출력에서 직류는 20-25V가됩니다.
LED의 전원 공급 장치는 12V를 초과해서는 안되므로 안정화 요소를 회로에 사용해야합니다. 이를 위해 용량 성 필터가 도입되었습니다. 예를 들어, 모델 L7812를 사용할 수 있습니다
세 번째 단계는 평활 안정화 필터-전해 커패시터를 기반으로 작동합니다. 용량 성 매개 변수의 선택은 부하에 따라 다릅니다.
조립 된 회로는 즉시 작업을 재현하기 때문에 전도 전류가 수십 암페어에 도달하기 때문에 베어 와이어를 만질 수 없습니다. 라인은 사전에 절연되어 있습니다.
고전력 LED 램프 용 컨버터를 선택할 때 라디오 아마추어가 겪을 수있는 모든 어려움은 비디오에 자세히 설명되어 있습니다.
변환기를 전기 회로에 독립적으로 연결하는 주요 특징 :
즉석에서 수단으로 LED 드라이버의 DIY 조립 프로세스를 설명하는 단계별 지침 :
제조업체가 수만 시간 동안 LED 램프를 중단없이 작동하더라도 이러한 지표를 크게 줄이는 많은 요소가 있습니다.
드라이버는 전기 시스템의 모든 전류 서지를 부드럽게하기 위해 설계되었습니다. 필요한 모든 매개 변수를 계산 한 후에는 선택 또는 자체 조립에 책임감있게 접근해야합니다.
LED 전구용 드라이버를 어떻게 선택했는지 알려주십시오. 다이오드 조명 장치에 대한 전압 공급을 안정화시키는 논쟁과 방법을 공유하십시오. 아래 블록에 의견을 남기고, 질문하고, 기사 주제에 사진을 게시하십시오.