Микросхемы драйверы светодиодов: схема изолированного led driver постоянного тока для мощного светодиода, как сделать своими руками

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

Благодаря большому ассортименту источников света на основе светодиодов началось производство драйверов. Они требуются при подключении к сети 220 В и к источникам на 9-36 В. В помещениях используются лампы с цоколями и ленты, для них предпочтительнее импульсные блоки. Для лампочек в переносных фонариках, велосипедных и автомобильных фарах лучше линейные блоки. Схема драйвера для светодиодов полностью зависит от его вида. Своими руками проще сделать линейный блок, не требующий пайки микросхемы.

Зачем нужны драйверы для светодиодов и что это такое

Светодиод является полупроводником, преобразующим электроэнергию в свет, причем яркость излучения зависит от тока. Чтобы диод излучал заявленный поток света, нужно обеспечить соответствующее значение электротока. По принципу действия драйвер является блоком питания, ограничивающим и преобразующим ток из сети в соответствии с требуемыми для конкретного светодиода параметрами.

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

Основной показатель выходного тока – стабильность, обеспеченная микросхемой на основе транзисторов или ШИМ-преобразованием. Не менее важна способность поддерживать стабильность выходного потока во время работы. Качественный драйвер способен так же обеспечить диммирование и защитить источники света от избытка тепла и короткого замыкания.

Важно! Светодиоды с небольшой мощностью можно присоединить через резистор. Это самый простой и дешевый вариант благодаря небольшому количеству компонентов. Недостатком считается разброс значений элктротока, влекущий за собой колебания светового луча независимо от точности расчетов.

Принцип работы схемы драйвера светодиодной лампы 220 в

Все блоки питания для светодиодов условно делятся на линейные и импульсные. В первых на входе электроток проходит сопротивление, стабилизатор и выпрямитель (диодный мост), на выходе стоит генератор, обеспечивающий стабильность тока. Блоки этого типа простые и дешевые, но из-за низкого КПД (менее 80%) используются только с маломощными светодиодными лампами и лентами.

Импульсные драйверы выдают высокочастотные импульсы. Работа основана на ШИМ (широтно-импульсной модуляции). Это значит, что ток определяется соотношением ширины импульсов к временному периоду, согласно которому они следуют друг за другом. Такие блоки более компактные, КПД достигает 95%, но создается большой объем электромагнитных помех.   

Схема драйвера светодиодной лампы 220 в

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

К корпусу относится:

  • цоколь;
  • пластиковая колба;
  • рассеиватель света.

Справка! В дорогих моделях сравнительно много места занимает алюминиевый и пластиковый радиатор, которому при помощи термопасты прикреплена плата с диодами. В дешевых моделях этот элемент располагается внутри или его совсем нет.

Электрическая часть, расположенная в цоколе, тоже различная, количество компонентов зависит от цены:

  • при стоимости лампы 2-3$ микросхема без трансформатора (только выпрямители и конденсаторы), напряжение снижается, выпрямляется и сглаживается, ток ограничивает SMD-резистор, установленный на плате с диодами;
  • у фирменных лампочек у драйвера может быть одна из двух микросхем:
  • с импульсным трансформатором и стабилизатором;
  • с ЧИМ (частотно-импульсным модулятором) или ШИМ.
Схемы драйвера для светодиода: принцип работы и как сделать своими руками

Это более сложные и дорогие конструкции, обеспечивающие функцию диммирования.

Важно! Если вольтаж светодиода больше напряжения драйвера, он должен быть импульсивный повышающий

Как изготовить драйвер для светодиодов своими руками

Чтобы своими руками сделать драйвер для светодиодов, используются радиоэлементы, которые можно купить в обычных радиомагазинах и интернет-магазинах. Если отнестись к работе внимательно и выполнить ее аккуратно, можно создать устройства с достаточно длительным сроком эксплуатации.

Для работы требуется:

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

Перечень компонентов зависит от того, какой блок питания необходимо сделать.

Пример расчета

Самая простая схема для подключения светодиодов к источникам с низким напряжением. Прежде всего, рассчитывается мощность блока, базируясь на параметры источников света. Вольтаж должен быть на 20-30% выше показателя подключаемой лампочки или ленты. На выходе напряжение зависит от падения вольтажа на светодиоде.

Если нужно подключить 6 светодиодов, падение напряжения в которых 2 В (на каждом), требуется блок на 12 В и 300 мА при последовательном размещении. Чтобы подключить те же элементов в 2 параллельные линии, необходимы другие показатели – напряжение 6 В, ток 600 мА. Для таких диодов подойдет простой драйвер, состоящий из диодного моста, 2-х конденсаторов и резистора.

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

Диодный мост состоит из 4-х разнонаправленные диодов, задача которых – превратить синусоидальный переменный электроток в пульсирующий. К плюсу моста (со стороны входа) присоединяется пленочный конденсатор, к минусу – сопротивление, параллельно –электролитический конденсатор (для сглаживания перепадов напряжения). Значение электротока зависит от метода подключения (если диодов несколько, их можно соединить последовательно или параллельно).

Для мощного светодиода (например, 3Вт) подойдет стабилизатор-драйвер, созданный на основе микросхемы LM317 и резистора. У стабилизатора LM317 постоянный вольтаж 1,25. Если лампа новая, ей требуется ток 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 купить элемент на 1,8 Ом.

Так как микросхема LM317 предназначена для тока до 1,5 А, потребуется радиатор.

Внимание! При расчетах обязательно учитываются условия эксплуатации. Драйвер для уличного фонаря не такой, как для лампочки или ленты, используемых для подсветки в отапливаемом помещении.

Драйвер для трех led по 1 Втможно сделать из зарядного устройства мобильного телефона, если немного усовершенствовать микросхему. Нужно снять корпус и выпаять имеющийся резистор и припаять другой (на 5 кОм). Светодиоды соединить последовательно и подключить к выходному каналу. Входные каналы заменить шнуром для присоединения к сети.

Для светодиодного источника с мощностью 10 Вт можно собрать блок питания на электронной плате люминесцентной лампы на 20 Вт. Купить нужно дроссели, диоды, конденсаторы и транзисторы.

Важные нюансы сборки

Падение напряжения на светодиодах 3-30 В. Это очень мало, если сравнивать с вольтажом сети. Готовые микросхемы отличаются только показателями входного напряжения. При выборе необходимо учесть, что падения напряжения на источниках света должно составлять 10-20% от вольтажа драйвера. Поэтому не стоит делать на основе микросхемы блок для подключения к сети, если имеется 1 или 2 диода на 3-6 В.

Все элементы на плате размещаются так, чтобы между ними было минимальное расстояние и количество перемычек. Полярность и распиновку лучше проверить в технической документации. Если элементы не новые, обязательна проверка мультиметром. Паяльник лучше выбрать небольшой, способный нагреваться до 260оС.

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

Конденсаторы, резисторы, диоды, микросхемы паять достаточно сложно, если их нельзя предварительно закрепить на плате. Чтобы повысить качество пайки, желательно залудить места, куда будут ставиться компоненты. Для этого капается немного флюса, на паяльник берется припой и наносится на то же место.

Каждый элемент нужно брать пинцетом за ножку, которую нужно припаять, и приставить к месту пайки. Потом на ножку наносится капля флюса, берется паяльник и подносится к припаиваемой ножке. Прикоснуться достаточно примерно на секунду, так как припой и флюс уже есть. Ножка сразу погружается в припой, нанесенный в процессе лужения.

Если элементы можно закрепить на плате, припой должен быть с флюсом. В одну руку нужно взять паяльник, в другую – проволоку. Место пайки греется 3-4 секунды, потом к нему подносится припой. При соприкосновении элемента, паяльника и проволоки последняя плавится, флюс вытекает, через секунду паяльник можно убрать.

Внимание! Хорошая пайка блестящая, припой закрывает ножку элемента со всех сторон, нет ни бугорка, ни рытвин. Если используется жидкий флюс, требуется жидкость, которой промывают платы.

Одновременно с паяльником желательно купить специальный отсос и очки. Если случится, что элемент припаялся не туда или на месте пайки образовался огромный бугор, нужно разогреть припой, взять отсос и нажать на кнопку. Все лишнее с платы моментально исчезнет. При работе с проводами и ножками элементов они могут отпружинить. Чтобы горячий припой не попал в глаза, работать желательно в очках.

Основные выводы

Светодиоды более требовательны к качеству электроэнергии, чем другие лампы. При превышении значения постоянного тока на 10-20 % в лучшем случае у них сокращается срок службы, в худшем они сгорают. Поэтому делать или выбирать driver нужно на основе точных расчетов.

Пайка резисторов, конденсаторов и готовых микросхем требует определенной сноровки. Проще сделать блок из простых элементов, не требующих создания микросхем с использованием паяльника. Микросхемы лучше покупать в виде готовой сборки, хотя конечная стоимость будет выше, но и качество тоже. Попробовать паять сложные микросхемы можно после того, как будет приобретен опыт в выполнении этой работы. 

Ссылка на основную публикацию