LED 램프 드라이버 선택 방법 : 유형, 목적 + 연결 기능

LED 램프가 널리 보급되면서 2차 전원 공급 장치도 활발히 생산되기 시작했습니다.LED 램프 드라이버는 장치 출력에서 ​​지정된 전류 값을 안정적으로 유지하여 다이오드 체인을 통과하는 전압을 안정화시킬 수 있습니다.

다이오드 전구 작동을 위한 전류 변환 장치의 종류와 작동 원리에 대한 모든 것을 알려드립니다. 우리 기사에서는 드라이버 선택에 대한 지침을 제공하고 유용한 권장 사항을 제공합니다. 독립적인 가정 전기 기술자는 실제로 입증된 연결 다이어그램을 찾을 것입니다.

이용 목적 및 범위

다이오드 결정은 전기 신호의 변환을 담당하는 양극(플러스)과 음극(마이너스)이라는 두 개의 반도체로 구성됩니다. 한 영역에는 P형 전도성이 있고 두 번째 영역에는 N형 전도성이 있습니다. 전원이 연결되면 전류가 이러한 요소를 통해 흐릅니다.

이러한 극성으로 인해 P형 영역의 전자는 N형 영역으로 돌진하고, 그 반대의 경우 N점에서 P점으로 전하가 돌진합니다. 그러나 영역의 각 섹션에는 P-N 접합이라고 하는 고유한 경계가 있습니다. 이러한 장소에서는 입자들이 만나 서로 흡수되거나 재결합됩니다.

다이오드는 반도체 소자이며 p-n 접합이 하나만 있습니다. 이러한 이유로 글로우의 밝기를 결정하는 주요 특성은 전압이 아니라 전류입니다.

P-N 전환 중에 전압은 특정 볼트 수만큼 감소하며 회로의 각 요소에 대해 항상 동일합니다. 드라이버는 이러한 값을 고려하여 유입 전류를 안정화하고 출력에서 ​​일정한 값을 생성합니다.

필요한 전력과 P-N 통과 중 손실 값은 LED 장치의 여권에 표시됩니다. 그러므로 언제 다이오드 전구 선택 손실된 에너지를 보상하기에 충분한 범위인 전원 공급 장치의 매개변수를 고려해야 합니다.

고전력 LED가 특성에 지정된 시간 동안 작동하려면 안정화 장치, 즉 드라이버가 필요합니다. 전자 메커니즘의 본체에는 항상 출력 전압이 표시됩니다.

조명 장치를 장착하는 데 10~36V 전압의 전원 공급 장치가 사용됩니다.

장비는 다양한 유형이 될 수 있습니다.

• 자동차, 자전거, 오토바이 등의 헤드라이트;
• 소형 휴대용 또는 가로등;
• LED 스트립, 리본, 천장 조명 그리고 모듈.

그러나 저전력 LED, 정전압을 사용하는 경우에도 드라이버를 사용하지 않는 것이 허용됩니다. 대신 220V 네트워크에서 전원을 공급받는 저항기가 회로에 추가됩니다.

전원 공급 장치의 작동 원리

전압 소스와 전원 공급 장치의 차이점이 무엇인지 알아 봅시다. 예를 들어 아래 표시된 다이어그램을 고려하십시오.

40Ω 저항을 12V 전원에 연결하면 300mA의 전류가 흐릅니다(그림 A). 두 번째 저항이 회로에 병렬로 연결되면 전류 값은 600mA(B)가 됩니다. 그러나 전압은 변하지 않습니다.

두 개의 저항을 전원에 연결하더라도 두 번째 저항은 출력에서 ​​일정한 전압을 생성합니다. 이상적인 조건에서는 부하가 적용되지 않기 때문입니다.

이제 저항이 회로의 전원 공급 장치에 연결되면 값이 어떻게 변하는지 살펴 보겠습니다. 마찬가지로 300mA 드라이버를 갖춘 40Ω 가변저항기를 소개합니다. 후자는 12V의 전압을 생성합니다(회로 B).

회로가 두 개의 저항기로 구성된 경우 전류 값은 변하지 않으며 전압은 6V(G)가 됩니다.

드라이버는 전압 소스와 달리 출력에서 ​​지정된 전류 매개변수를 유지하지만 전압 전력은 달라질 수 있습니다.

결론적으로, 고품질 컨버터는 전압이 떨어지는 경우에도 정격 전류를 부하에 공급한다고 말할 수 있습니다. 따라서 2V 또는 3V 및 300mA 전류의 다이오드 결정은 감소된 전압에서도 똑같이 밝게 연소됩니다.

변환기의 특징

가장 중요한 지표 중 하나는 부하가 걸린 상태에서 전송되는 전력입니다. 장치에 과부하를 주지 말고 최상의 결과를 얻으려고 노력하십시오.

잘못된 사용은 보기 메커니즘뿐만 아니라 LED 칩의 빠른 고장을 초래합니다.

업무에 영향을 미치는 주요 요인은 다음과 같습니다.

• 조립 공정에 사용되는 구성 요소;
• 보호 등급(IP);
• 입력 및 출력의 최소값 및 최대값;
• 제조업체.

최신 변환기 모델은 미세 회로를 기반으로 생산되며 펄스 폭 변환(PWM) 기술을 사용합니다.

전원 공급 장치 작동 시 펄스 폭 변조 방식을 도입하여 출력 전압을 조절하고 출력에서도 입력과 동일한 종류의 전류가 유지됩니다.

이러한 장치는 단락, 네트워크 과부하에 대한 높은 수준의 보호 기능을 갖추고 있으며 효율성도 향상되었습니다.

전류 변환기 선택 규칙

LED 램프 변환기를 구입하려면 핵심 사항을 연구해야 합니다. 장치 특성. 출력 전압, 정격 전류 및 출력 전력에 의존하는 것이 좋습니다.

LED 전원

먼저 여러 요인의 영향을 받는 출력 전압을 분석해 보겠습니다.

• 결정의 P-N 접합에서의 전압 손실 값;
• 체인의 광 다이오드 수;
• 연결 다이어그램.

정격 전류의 매개 변수는 소비자의 특징, 즉 LED 요소의 전력 및 밝기 정도에 따라 결정될 수 있습니다.

이 표시기는 크리스털이 소비하는 전류에 영향을 미치며, 그 범위는 필요한 밝기에 따라 다릅니다. 변환기의 임무는 이러한 요소에 필요한 양의 에너지를 제공하는 것입니다.

출력 전압 값은 전기 회로의 각 블록에 소비되는 총 에너지량보다 크거나 동일해야 합니다.

장치의 전력은 각 LED 요소의 강도, 색상 및 수량에 따라 달라집니다.

소비되는 에너지를 계산하려면 다음 공식을 사용하십시오.

피_시간 = 피_주도의 *N,

어디

• 피_주도의 – 하나의 다이오드에 의해 생성된 전기 부하,
• N은 사슬의 결정 수입니다.

획득된 지표는 드라이버 전력보다 작아서는 안 됩니다. 이제 필요한 명목 가치를 결정해야 합니다.

장치의 최대 전력

또한 컨버터의 안정적인 작동을 보장하려면 공칭 값이 획득된 P 값을 20-30% 초과해야 한다는 점도 고려해야 합니다._시간.

따라서 공식은 다음과 같은 형식을 취합니다.

피_최대 ≥ (1,2..1,3) * P_시간,

여기서 P_최대 - 전원 공급 장치의 정격 전력.

보드의 전력 및 소비자 수 외에도 부하 강도는 소비자의 색상 요소에 따라 달라집니다. 동일한 전류에서는 쉐이드에 따라 전압 강하가 다릅니다.

LED 램프용 드라이버는 최대 밝기를 보장하는 데 필요한 전류량을 공급해야 합니다. 장치를 선택할 때 구매자는 모든 LED가 사용하는 것보다 전력이 커야 함을 기억해야 합니다.

예를 들어 미국 회사 Cree의 XP-E 라인 빨간색 LED를 살펴보겠습니다.

그 특징은 다음과 같습니다.

• 전압 강하 1.9-2.4V;
• 전류 350mA;
• 평균 전력 소비는 750mW입니다.

동일한 전류의 녹색 아날로그는 완전히 다른 표시기를 갖습니다. P-N 접합의 손실은 3.3-3.9V이고 전력은 1.25W입니다.

따라서 우리는 결론을 내릴 수 있습니다. 10W 정격 드라이버는 12개의 빨간색 크리스털 또는 8개의 녹색 크리스털에 전력을 공급하는 데 사용됩니다.

LED 연결 다이어그램

드라이버 선택은 LED 소비자의 연결 다이어그램을 결정한 후에 이루어져야 합니다. 먼저 광 다이오드를 구입한 후 이를 위한 변환기를 선택하면 이 과정에 많은 어려움이 따르게 됩니다.

주어진 연결 다이어그램을 사용하여 정확히 이 수의 소비자의 작동을 보장하는 장치를 찾으려면 많은 시간을 소비해야 합니다.

6명의 소비자를 예로 들어보겠습니다. 전압 손실은 3V, 전류 소비는 300mA입니다. 연결하려면 다음 방법 중 하나를 사용할 수 있으며 각 경우에 필요한 전원 공급 장치 매개 변수가 다릅니다.

교류 다이오드의 단점은 회로에 크리스털이 많으면 더 높은 전압의 전원 공급 장치가 필요하다는 것입니다.

우리의 경우 직렬로 연결하려면 전류 300mA의 18V 장치가 필요합니다. 이 방법의 가장 큰 장점은 동일한 전력이 전체 라인을 통과하므로 모든 다이오드가 동일한 밝기로 연소된다는 것입니다.

소비자의 병렬 배치의 단점은 각 체인의 밝기 차이입니다. 이러한 음의 현상은 각 라인에 흐르는 전류의 차이로 인해 다이오드 파라미터가 산란되기 때문에 발생합니다.

병렬 배치를 사용하는 경우 9V 컨버터를 사용하면 충분하지만 소비 전류는 이전 방법에 비해 2배가 됩니다.

2개의 다이오드를 순차적으로 배열하는 방법은 그룹에 포함된 결정의 수가 3개 이상 변경된 경우에는 사용할 수 없습니다. 이러한 제한은 하나의 요소를 통해 너무 많은 전류가 흐를 수 있고 이로 인해 전체 회로가 고장날 가능성이 있기 때문에 발생합니다.

두 개의 LED가 쌍을 이루는 순차 방식을 사용하는 경우 앞의 경우와 유사한 성능을 갖는 드라이버를 사용하게 된다. 이 경우 조명의 밝기는 균일해집니다.

그러나 여기에도 몇 가지 부정적인 뉘앙스가 있습니다. 그룹에 전원이 공급되면 특성 변화로 인해 LED 중 하나가 두 번째 LED보다 빠르게 열릴 수 있으므로 공칭 값의 두 배의 전류가 이를 통해 흐릅니다.

다양한 유형 가정용 조명용 LED 이러한 단기 점프를 위해 설계되었지만 이 방법은 덜 인기가 있습니다.

장치 유형별 드라이버 유형

220V 전력을 LED에 필요한 표시기로 변환하는 장치는 일반적으로 전자; 커패시터 기반; 밝기 조절 가능.

조명 액세서리 시장은 주로 중국 제조업체의 다양한 드라이버 모델로 대표됩니다. 저렴한 가격대에도 불구하고 이러한 장치에서 매우 적절한 옵션을 선택할 수 있습니다. 하지만 보증서에는 주의가 필요합니다. 왜냐하면... 제시된 모든 제품이 허용 가능한 품질을 제공하는 것은 아닙니다.

장치의 전자 보기

이상적으로는 전자 변환기에 트랜지스터가 장착되어 있어야 합니다. 그 역할은 제어 마이크로 회로를 언로드하는 것입니다. 리플을 최대한 제거하거나 완화하기 위해 출력에 커패시터가 장착됩니다.

이 유형의 장치는 값 비싼 범주에 속하지만 안정기 메커니즘으로는 불가능한 최대 750mA의 전류를 안정화할 수 있습니다.

최신 드라이버는 주로 E27 소켓이 있는 전구에 설치됩니다. 규칙의 예외는 Gauss GU5.3 제품입니다. 무변압기 변환기가 장착되어 있습니다. 그러나 맥동 정도는 수백Hz에 이릅니다.

맥동은 변환기의 유일한 단점이 아닙니다. 두 번째는 고주파(HF) 범위의 전자기 간섭이라고 할 수 있습니다. 따라서 램프에 연결된 소켓에 라디오 등 다른 전기 제품을 연결하면 디지털 FM 주파수, TV, 라우터 등을 수신할 때 간섭이 발생할 수 있습니다.

고품질 장치의 옵션 장치에는 두 개의 커패시터가 있어야 합니다. 하나는 리플을 완화하기 위한 전해 커패시터이고 다른 하나는 RF를 줄이기 위한 세라믹 커패시터입니다.그러나 이러한 조합은 특히 중국 제품에 대해 이야기할 때 거의 발견되지 않습니다.

이러한 전기 회로에 대한 일반적인 개념을 가진 사람은 저항 값을 변경하여 전자 변환기의 출력 매개변수를 독립적으로 선택할 수 있습니다.

높은 효율(최대 95%)로 인해 이러한 메커니즘은 자동차 튜닝, 가로등, 가정용 LED 소스 등 다양한 분야에서 사용되는 강력한 장치에 적합합니다.

커패시터 기반 전원 공급 장치

이제 커패시터를 기반으로 하는 덜 인기 있는 장치로 넘어가겠습니다. 이러한 유형의 드라이버를 사용하는 거의 모든 저가형 LED 램프 회로는 유사한 특성을 갖습니다.

그러나 제조업체의 수정으로 인해 일부 회로 요소가 제거되는 등 변경이 발생합니다. 특히 이 부분은 커패시터 중 하나인 평활화 부품인 경우가 많습니다.

시장이 값싸고 품질이 낮은 제품으로 통제되지 않게 채워지기 때문에 사용자는 램프에서 100% 맥동을 "느낄" 수 있습니다. 설계를 자세히 살펴보지 않고도 회로에서 평활화 요소가 제거되었다고 말할 수 있습니다.

이러한 메커니즘에는 두 가지 장점만 있습니다. 자체 조립이 가능하고 손실이 p-n 접합 및 저항에서만 발생하므로 효율은 100%입니다.

낮은 전기 안전성과 높은 맥동이라는 부정적인 측면도 마찬가지입니다. 두 번째 단점은 약 100Hz이며 교류 전압 정류의 결과로 형성됩니다. GOST는 조명 장치가 설치된 공간의 목적에 따라 10-20%의 허용 맥동 표준을 지정합니다.

이 단점을 완화하는 유일한 방법은 올바른 정격의 커패시터를 선택하는 것입니다. 그러나 문제를 완전히 제거할 것으로 기대해서는 안 됩니다. 이러한 솔루션은 버스트의 강도를 완화할 수만 있습니다.

디밍 가능 전류 변환기

조광기 드라이버 밝기 조절이 가능한 LED 전구 다이오드에서 방출되는 빛의 밝기 정도를 줄이거 나 늘리면서 들어오고 나가는 전류 표시기를 변경할 수 있습니다.

연결 방법에는 두 가지가 있습니다.

• 첫 번째는 소프트 스타트를 포함합니다.
• 두 번째는 충동이다.

고휘도를 포함한 LED 회로의 조정 장치로 사용되는 CPC9909 칩 기반 디밍 가능 드라이버의 작동 원리를 고려하십시오.

220V 전원 공급 장치를 갖춘 CPC9909의 표준 연결 다이어그램 회로도 지침에 따라 하나 이상의 강력한 소비자를 제어할 수 있습니다.

소프트 스타트 중에 드라이버가 포함된 마이크로 회로는 밝기가 증가하면서 다이오드를 점진적으로 켜도록 보장합니다. 이 프로세스에는 부드러운 디밍 작업을 수행하도록 설계된 LD 핀에 연결된 두 개의 저항기가 포함됩니다. 이것이 LED 요소의 서비스 수명을 연장하는 중요한 작업을 달성하는 방법입니다.

동일한 출력은 아날로그 조정도 제공합니다. 2.2kOhm 저항은 보다 강력한 가변 아날로그인 5.1kOhm으로 대체되었습니다. 이러한 방식으로 출력 전위의 원활한 변화가 달성됩니다.

두 번째 방법을 사용하는 경우에는 PWMD의 저주파 출력에 직사각형 펄스를 공급하는 것이 포함됩니다. 이 경우 마이크로 컨트롤러 또는 펄스 발생기가 사용되며 반드시 광 커플러로 분리됩니다.

주택 유무에 관계없이?

드라이버는 하우징 유무에 관계없이 사용할 수 있습니다.첫 번째 옵션은 가장 일반적이고 비용이 더 많이 듭니다. 이러한 장치는 습기 및 먼지 입자로부터 보호됩니다.

두 번째 유형의 장치는 숨겨진 설치에 사용되므로 가격이 저렴합니다.

제시된 모든 장치는 12V 또는 220V 네트워크에서 전원을 공급받을 수 있습니다. 오픈 프레임 모델이 가격면에서 이점이 있음에도 불구하고 메커니즘의 안전성과 신뢰성 측면에서 크게 뒤떨어져 있습니다.

각각 작동 중 허용 온도가 다릅니다. 선택할 때도 이 점을 고려해야 합니다.

클래식 드라이버 회로

LED 전원 공급 장치를 독립적으로 조립하기 위해 갈바닉 절연 기능이 없는 가장 간단한 펄스 유형 장치를 다루겠습니다. 이러한 유형의 회로의 가장 큰 장점은 간단한 연결과 안정적인 작동입니다.

220V 변환기 회로는 스위칭 전원 공급 장치로 제공됩니다. 조립 중에는 전류 출력에 제한이 없으므로 모든 전기 안전 규칙을 준수해야 합니다.

이러한 메커니즘의 구성은 세 가지 주요 계단식 영역으로 구성됩니다.

1. 용량성 전압 분리기.
2. 정류기.
3. 서지 보호기.

첫 번째 섹션은 저항을 사용하여 커패시터 C1의 교류에 제공되는 저항입니다. 후자는 불활성 요소의 자체 충전에만 필요합니다. 회로의 작동에는 영향을 미치지 않습니다.

저항의 공칭 값은 0.5-1W의 전력으로 100kOhm-1Mohm 범위에 있을 수 있습니다. 커패시터는 전해질이어야 하며 유효 진폭 전압 값은 400-500V입니다.

생성된 반파장 전압이 커패시터를 통과하면 플레이트가 완전히 충전될 때까지 전류가 흐릅니다. 메커니즘의 용량이 작을수록 완전히 충전하는 데 걸리는 시간이 줄어듭니다.

예를 들어, 0.3-0.4μF 용량의 장치는 반파 기간의 1/10 동안 충전됩니다. 즉, 통과 전압의 10분의 1만이 이 섹션을 통과합니다.

이 섹션의 교정 공정은 Graetz 방식에 따라 수행됩니다. 다이오드 브리지는 정격 전류 및 역전압을 기준으로 선택됩니다. 이 경우 마지막 값은 600V 이상이어야 합니다.

두 번째 단계는 교류를 맥동 전류로 변환(정류)하는 전기 장치입니다. 이 과정을 전파(full-wave)라고 합니다. 반파장의 한 부분은 커패시터에 의해 평활화되었으므로 이 섹션의 출력은 20-25V의 DC 전류를 갖게 됩니다.

LED 전원 공급 장치는 12V를 초과해서는 안 되므로 회로에 안정화 요소를 사용해야 합니다. 이를 위해 용량성 필터가 도입되었습니다. 예를 들어 모델 L7812를 사용할 수 있습니다.

세 번째 단계는 평활 안정화 필터인 전해 커패시터를 기반으로 작동합니다. 용량성 매개변수의 선택은 부하 강도에 따라 달라집니다.

조립된 회로는 작동을 즉시 재현하므로 전도성 전류가 수십 암페어에 도달하므로 나선을 만질 수 없습니다. 라인이 먼저 절연됩니다.

주제에 대한 결론 및 유용한 비디오

강력한 LED 램프용 변환기를 선택할 때 라디오 아마추어가 직면할 수 있는 모든 어려움은 비디오에 자세히 설명되어 있습니다.

변환기 장치를 전기 회로에 독립적으로 연결하는 주요 기능:

즉석에서 직접 조립하여 LED 드라이버를 조립하는 과정을 설명하는 단계별 지침:

제조업체가 선언한 LED 램프의 수만 시간의 중단 없는 작동에도 불구하고 이러한 표시기를 크게 감소시키는 많은 요소가 있습니다.

드라이버는 전기 시스템의 모든 전류 점프를 완화하도록 설계되었습니다. 필요한 모든 매개변수를 계산한 후 선택이나 자체 조립에 책임감 있게 접근해야 합니다.

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