أصبحت مصابيح LED منتشرة على نطاق واسع ، ونتيجة لذلك بدأ الإنتاج النشط لمصادر الطاقة الثانوية. سائق مصباح LED قادر على الحفاظ بشكل ثابت على القيم الحالية المحددة عند إخراج الجهاز ، مما يؤدي إلى استقرار الجهد المار عبر سلسلة من الثنائيات.
سنخبرك بكل شيء عن أنواع ومبادئ تشغيل جهاز التحويل الحالي لتشغيل مصباح الصمام الثنائي. في مقالتنا ، نقدم إرشادات لاختيار السائق ونقدم توصيات مفيدة. سنجد كهربائيين منزليين مستقلين مع مخططات اتصال مثبتة.
الغرض ونطاق الاستخدام
تتكون بلورات الصمام الثنائي من اثنين من أشباه الموصلات - الأنود (زائد) والكاثود (ناقص) ، المسؤولة عن تحويل الإشارات الكهربائية. تحتوي إحدى المناطق على موصلية من النوع P ، والثانية - N. عند توصيل مصدر طاقة ، سوف يتدفق التيار عبر هذه العناصر.
بسبب هذه القطبية ، تسرع الإلكترونات من منطقة النوع P إلى منطقة النوع N ، والعكس بالعكس ، الشحنات من الاندفاع N نقطة إلى P. ومع ذلك ، كل قسم من المنطقة له حدوده الخاصة ، تسمى تقاطعات P-N. في هذه المناطق ، يتم العثور على الجسيمات ويتم امتصاصها أو إعادة تجميعها بشكل متبادل.
يشير الصمام الثنائي إلى عناصر أشباه الموصلات وله تقاطع p-n واحد فقط. لهذا السبب ، فإن الخاصية الرئيسية التي تحدد درجة سطوع توهجها ليست الجهد ، بل التيار
أثناء تقاطعات P-N ، ينخفض الجهد بعدد معين من الفولت ، دائمًا ما يكون لكل عنصر من عناصر الدائرة. بالنظر إلى هذه القيم ، يقوم المحرك بتثبيت التيار الوارد ويشكل قيمة ثابتة عند الإخراج.
ما هي الطاقة المطلوبة وما هي قيم الخسائر أثناء مرور P-N المشار إليها في جواز سفر جهاز LED. لذلك ، عند اختيار لمبة الصمام الثنائي ، من الضروري مراعاة معلمات مزود الطاقة ، والتي يجب أن يكون نطاقها كافياً للتعويض عن الطاقة المفقودة.
من أجل أن تعمل مصابيح LED القوية على الوقت الموضح في الخصائص ، يلزم وجود جهاز استقرار - سائق. على جسم الآلية الإلكترونية ، يظهر جهد الخرج دائمًا.
يتم استخدام إمدادات الطاقة ذات الجهد من 10 إلى 36 فولت لتجهيز أجهزة الإضاءة.
يمكن أن تكون التقنية من أنواع مختلفة:
- المصابيح الأمامية للسيارات والدراجات والدراجات النارية ، وما إلى ذلك ؛
- أضواء صغيرة محمولة أو أضواء الشوارع ؛
- المساطر LED ، الأشرطة ، أضواء السقف والوحدات.
ومع ذلك ، بالنسبة لمصابيح LED منخفضة الطاقة ، وكذلك في حالة استخدام الجهد المستمر ، يُسمح للسائقين بعدم الاستخدام. بدلاً من ذلك ، يتم إدخال المقاوم أيضًا في الدائرة ، ويتم تشغيله أيضًا بواسطة 220 فولت.
مبدأ تشغيل التيار الكهربائي
دعونا نكتشف الفروق بين مصدر الجهد ومصدر الطاقة. كمثال ، ضع في اعتبارك الدائرة الموضحة أدناه.
من خلال توصيل المقاوم 40 أوم بمصدر الطاقة 12 فولت ، سيمر عبره تيار 300 مللي أمبير (الشكل أ). مع التوصيل المتوازي للمقاوم الثاني في الدائرة ، ستكون القيمة الحالية - 600 مللي أمبير (B). ومع ذلك ، فإن الجهد لن يتغير.
على الرغم من توصيل مقاومين بمصدر طاقة ، فإن الثاني عند الإخراج سيخلق جهدًا ثابتًا ، لأنه في ظل الظروف المثالية لا يطيع الحمل
الآن سننظر في كيفية تغير القيم إذا كانت المقاومات متصلة بمصدر الطاقة في الدائرة. بنفس الطريقة ، نقدم 40 أوم أوم مع محرك 300 مللي أمبير. هذا الأخير يولد جهد 12 فولت عليه (الدائرة B).
إذا كانت الدائرة تتكون من مقاومين ، فإن القيمة الحالية لم تتغير ، والجهد هو 6 فولت (G).
يحافظ السائق ، على عكس مصدر الجهد ، على معلمات التيار المحددة عند الإخراج ، ومع ذلك ، يمكن أن تختلف قوة الجهد
باستخلاص النتائج ، يمكننا القول أن المحول عالي الجودة يقدم التيار المقنن للحمل حتى عندما ينخفض الجهد. وفقًا لذلك ، ستحترق بلورات الثنائيات من 2 فولت أو 3 فولت وتيار 300 مللي أمبير بنفس السطوع مع جهد مخفض.
الخصائص المميزة للمحول
واحدة من أهم المؤشرات هي القدرة المرسلة تحت الحمل. يجب ألا يتم تحميل الجهاز بشكل زائد ومحاولة الحصول على أقصى النتائج الممكنة.
يساهم الاستخدام غير السليم في الفشل السريع ليس فقط لآلية النظرة العامة ، ولكن أيضًا رقائق LED.
تشمل العوامل الرئيسية التي تؤثر على العمل ما يلي:
- العناصر المكونة المستخدمة في عملية التجميع ؛
- درجة الحماية (IP) ؛
- القيم الدنيا والقصوى عند المدخلات والمخرجات ؛
- الصانع.
تتوفر نماذج حديثة من المحولات على أساس الدوائر الدقيقة وتطبيق تكنولوجيا تحويل عرض النبض (PWM).
في عملية تشغيل مصدر الطاقة ، تم إدخال طريقة تعديل عرض النبضة للتحكم في جهد الخرج ، بينما يحتفظ الإخراج بنفس نوع التيار مثل المدخلات
تتميز هذه الأجهزة بدرجة عالية من الحماية ضد الدوائر القصيرة وازدحام الشبكة ، كما تتمتع أيضًا بكفاءة متزايدة.
قواعد اختيار المحول الحالي
لشراء محول مصباح LED ، يجب عليك دراسة الخصائص الرئيسية للجهاز. يعتمد على جهد الخرج ، التيار المقنن وخرج الطاقة.
قوة الصمام الثنائي
سنحلل جهد الخرج في البداية ، والذي يخضع لعدة عوامل:
- قيمة خسائر الجهد عند تقاطع P-N من البلورات ؛
- عدد الثنائيات الخفيفة في السلسلة ؛
- الاسلاك الرسم البياني.
يمكن تحديد معلمات التيار المقنن من خلال السمات المميزة للمستهلك ، وهي قوة عناصر LED ودرجة سطوعها.
سيؤثر هذا المؤشر على التيار الذي تستهلكه البلورات ، والذي يختلف نطاقه بناءً على السطوع المطلوب. تتمثل مهمة المحول في تزويد هذه العناصر بتزويد الكمية المناسبة من الطاقة.
يجب أن تكون قيمة جهد الخرج أكبر من أو مطابقة لمجموع الطاقة المستهلكة في كل كتلة من الدائرة الكهربائية
تعتمد قوة الجهاز على قوة كل عنصر LED ولونه وكميته.
لحساب الطاقة المستهلكة ، استخدم الصيغة التالية:
صح = صيؤدى * ن,
أين
- صيؤدى - الحمل الكهربائي الناتج عن الصمام الثنائي ،
- N هو عدد البلورات في السلسلة.
يجب ألا تقل المؤشرات التي تم الحصول عليها عن قوة السائق. الآن تحتاج إلى تحديد القيمة الاسمية المطلوبة.
الطاقة القصوى للجهاز
يجب أن يوضع في الاعتبار أنه لضمان التشغيل المستقر للمحول ، يجب أن تتجاوز قيمه الاسمية قيمة P التي تم الحصول عليها بنسبة 20-30 ٪ح.
وبالتالي ، تأخذ الصيغة الشكل التالي:
صماكس ≥ (1،2..1،3) * صح,
حيث صماكس - الطاقة المقدرة لمصدر الطاقة.
بالإضافة إلى القوة وعدد المستهلكين على اللوحة ، فإن قوة الحمل تابعة أيضًا لعوامل اللون للمستهلك. في نفس التيار ، اعتمادًا على الظل ، لديهم مؤشرات مختلفة لانخفاض الجهد.
يجب أن ينتج برنامج تشغيل مصباح LED أكبر قدر ممكن من التيار لضمان أقصى قدر من السطوع. عند اختيار جهاز ، يجب على المشتري أن يتذكر أن الطاقة يجب أن تكون أكبر من جميع المصابيح التي تستخدمها
خذ على سبيل المثال ، المصابيح من الشركة الأمريكية Cree من خط XP-E باللون الأحمر.
خصائصها هي كما يلي:
- انخفاض الجهد 1.9-2.4 فولت ؛
- 350 مللي أمبير الحالية ؛
- متوسط استهلاك الطاقة 750 ميجاوات.
التناظرية من اللون الأخضر في نفس التيار سيكون لها مؤشرات مختلفة تمامًا: الخسائر على تقاطعات P-N هي 3.3-3.9 فولت ، والطاقة 1.25 وات.
وبناءً على ذلك ، يمكن الاستنتاج: يتم استخدام برنامج تشغيل بقوة 10 واط لتشغيل اثني عشر بلورة حمراء أو ثماني بلورات خضراء.
مخطط اتصال LED
يجب أن يتم اختيار السائق بعد تحديد مخطط التوصيل للمستهلكين LED. إذا قمت أولاً بشراء ثنائيات ضوئية ، ثم حددت محولًا لها ، فستكون هذه العملية مصحوبة بالكثير من الصعوبات.
سيستغرق الكثير من الوقت للبحث عن جهاز يوفر تشغيل هذا العدد من المستهلكين فقط مع مخطط اتصال معين.
دعونا نعطي مثالا مع ستة مستهلكين. لديهم فقدان الجهد من 3 فولت ، الاستهلاك الحالي 300 مللي أمبير. لتوصيلها ، يمكنك استخدام إحدى الطرق ، بينما ستختلف المعلمات المطلوبة لمصدر الطاقة في كل حالة.
عيب الترتيب البديل للثنائيات هو الحاجة إلى وحدة تزويد طاقة ذات جهد عالي ، إذا كان هناك الكثير من البلورات في الدائرة
في حالتنا ، يتطلب الاتصال التسلسلي وحدة 18 فولت بتيار 300 مللي أمبير. الميزة الرئيسية لهذه الطريقة هي أن نفس القوة تمر عبر الخط بأكمله ، على التوالي ، تحترق جميع الثنائيات بنفس السطوع.
عيب وضع مواز للمستهلكين هو الفرق في سطوع توهج كل سلسلة. تحدث مثل هذه الظاهرة السلبية بسبب الاختلاف في معلمات الثنائيات بسبب الاختلافات بين التيار المار عبر كل خط
إذا تم استخدام الموضع الموازي ، يكفي استخدام محول 9 فولت ، ولكن سيتم مضاعفة الاستهلاك الحالي مقارنة بالطريقة السابقة.
لا يمكن تطبيق طريقة الترتيب التسلسلي لثنائيين مع استبدال عدد البلورات في المجموعة - 3 أو أكثر. ترجع هذه القيود إلى حقيقة أن الكثير من التيار يمكن أن يمر من خلال عنصر واحد ، وهذا يخلق احتمال فشل الدائرة بأكملها
إذا كنت تستخدم طريقة متسلسلة مع تكوين أزواج من مصابيح LED ، يتم استخدام برنامج تشغيل بنفس المؤشرات ، كما في الحالة السابقة. في هذه الحالة ، سيكون سطوع الإضاءة متجانسًا.
ومع ذلك ، كانت هناك بعض الفروق الدقيقة السلبية: عندما يتم توفير الطاقة للمجموعة ، بسبب انتشار الخصائص ، يمكن فتح أحد مصابيح LED بشكل أسرع من الثاني ، وبالتالي ، فإن التيار الذي يضاعف القيمة المقدرة سيخترقها.
تم تصميم العديد من أنواع مصابيح LED للإضاءة المنزلية لمثل هذه القفزات قصيرة المدى ، ولكن هذه الطريقة أقل شيوعًا.
أنواع برامج التشغيل حسب نوع الجهاز
تنقسم الأجهزة التي تحول مصدر طاقة 220 فولت إلى المؤشرات اللازمة لمصابيح LED بشكل تقليدي إلى ثلاث فئات: إلكتروني ؛ على أساس المكثفات ؛ عكس الضوء.
يتم تمثيل سوق إكسسوارات الإضاءة بمجموعة متنوعة من موديلات السائق ، بشكل رئيسي من مصنع صيني. وعلى الرغم من النطاق السعري المنخفض ، من هذه الأجهزة يمكنك اختيار خيار لائق للغاية. ومع ذلك ، يجب الانتباه إلى بطاقة الضمان ، لأن ليست جميع المنتجات المقدمة ذات جودة مقبولة.
عرض إلكتروني للجهاز
من الناحية المثالية ، يجب أن يكون المحول الإلكتروني مجهزًا بترانزستور. دوره هو تفريغ رقاقة التحكم. لإزالة أو زيادة تجانس التموج ، يتم تركيب مكثف عند الإخراج.
ينتمي هذا النوع من الأجهزة إلى فئة باهظة الثمن ، ولكنه قادر على تثبيت التيار حتى 750 مللي أمبير ، والتي لا تستطيع آليات الصابورة القيام بها.
يتم تثبيت أحدث برامج التشغيل بشكل أساسي على المصابيح الكهربائية بقاعدة E27. استثناء القاعدة هو منتجات Gauss GU5.3. وهي مجهزة بمحول بدون محول. ومع ذلك ، فإن درجة التموج فيها تصل إلى عدة مئات من هرتز
النبض ليس العيب الوحيد للمحولات. يمكن تسمية الثانية التداخل الكهرومغناطيسي في نطاق التردد العالي (HF). لذلك ، إذا كانت الأجهزة الكهربائية الأخرى ، على سبيل المثال ، الراديو ، متصلة بالمأخذ المتصل بالمصباح ، فيمكنك توقع حدوث تداخل عند استقبال ترددات FM الرقمية والتلفزيون وجهاز توجيه وما إلى ذلك.
يجب أن يحتوي الجهاز الاختياري للجهاز عالي الجودة على مكثفين: أحدهما كهربائيا لتنعيم التموجات ، والآخر سيراميك ، لخفض التردد اللاسلكي. ومع ذلك ، يمكن العثور على مثل هذا المزيج بشكل غير متكرر ، خاصة إذا تحدثنا عن المنتجات الصينية.
يمكن لأولئك الذين لديهم مفاهيم مشتركة في هذه الدوائر الكهربائية بشكل مستقل تحديد معلمات الإخراج للمحول الإلكتروني عن طريق تغيير قيمة المقاومات
نظرًا للكفاءة العالية (حتى 95٪) ، فإن هذه الآليات مناسبة للأجهزة عالية الطاقة المستخدمة في مختلف المجالات ، على سبيل المثال ، لضبط السيارات ، في تركيبات إنارة الشوارع ، وكذلك مصادر LED المنزلية.
امدادات الطاقة القائمة على مكثف
الآن ننتقل إلى الأجهزة غير الشائعة - اعتمادًا على المكثفات. تقريبا جميع مخططات مصابيح LED من نوع رخيص ، حيث يتم استخدام محركات من هذا النوع ، لها خصائص متشابهة.
ومع ذلك ، بسبب التعديلات من قبل الشركة المصنعة ، فإنها تخضع للتغييرات ، على سبيل المثال ، إزالة أي عنصر من السلسلة. غالبًا ما يكون هذا الجزء أحد المكثفات - التنعيم.
نظرًا للتعبئة غير المنضبطة للسوق بسلع رخيصة ومنخفضة الجودة ، يمكن للمستخدمين "الشعور" بمائة نبضة في المصابيح. حتى دون الخوض في أجهزتهم ، يمكن القول أنه تمت إزالة عنصر التنعيم من الدائرة
مثل هذه الآليات لها ميزتان فقط: فهي متاحة للتجميع الذاتي ، وكفاءتها تساوي مائة بالمائة ، أي أن الخسائر لن تحدث إلا عند تقاطعات المقاومة والمقاومة.
نفس العدد من الجوانب السلبية: سلامة كهربائية منخفضة ودرجة عالية من التموج. العيب الثاني هو حوالي 100 هرتز ويتكون نتيجة تصحيح الجهد المتناوب. يسمح المعيار بقاعدة تموج مسموح بنسبة 10-20 ٪ ، اعتمادًا على الغرض من الغرفة حيث تم تركيب جهاز الإضاءة.
الطريقة الوحيدة لتنعيم هذا النقص هي تحديد مكثف بالتصنيف الصحيح. ومع ذلك ، لا يجب الاعتماد على القضاء التام على المشكلة - مثل هذا الحل يمكن أن يخفف فقط من شدة الاندفاعات.
عكس التيار المحولات
تسمح لك برامج التعتيم لمصابيح LED العاكسة بتغيير المؤشرات الحالية الواردة والصادرة ، بينما ينخفض أو يزيد سطوع الضوء المنبعث من الثنائيات.
هناك طريقتان للاتصال:
- يتضمن الأول بداية سهلة ؛
- والثاني نابض.
ضع في اعتبارك مبدأ تشغيل المحركات الخافتة على أساس رقاقة CPC9909 ، المستخدمة كجهاز تنظيم لدوائر LED ، بما في ذلك تلك ذات السطوع العالي.
دائرة التحويل القياسية CPC9909 مع تزويد 220 فولت.وفقًا للتعليمات التخطيطية ، من الممكن التحكم في واحد أو أكثر من المستهلكين الأقوياء
مع بداية سلسة ، توفر شريحة السائق إدراجًا تدريجيًا للثنائيات مع زيادة السطوع. لهذه العملية ، يتم استخدام مقاومين ، متصلين بطرف LD ، مصممان لأداء مهمة التعتيم السلس. هذا ينفذ مهمة مهمة - إطالة عمر عناصر LED.
يتم توفير نفس الاستنتاج أيضًا من خلال التنظيم التناظري - يتم تغيير المقاوم 2.2 كيلو أوم إلى تناظري متغير أكثر قوة - 5.1 كيلو أوم. وبالتالي ، يتم تحقيق تغيير سلس في إمكانات الإخراج.
ينطوي تطبيق الطريقة الثانية على توريد نبضات مستطيلة إلى خرج التردد المنخفض PWMD. وهذا يشمل إما متحكم دقيق أو مولد نبض ، والذي يتم فصله بالضرورة بواسطة optocoupler.
مع أو بدون سكن؟
يتوفر سائقون في أو بدون سكن. الخيار الأول هو الأكثر شيوعًا والأكثر تكلفة. هذه الأجهزة محمية ضد جزيئات الرطوبة والغبار.
يتم استخدام أجهزة من النوع الثاني لتركيب التدفق ، وبالتالي فهي رخيصة الثمن.
يمكن أن تكون قوة جميع الأجهزة المقدمة من شبكة 12 فولت أو 220 فولت.على الرغم من حقيقة أن نماذج الإطارات المفتوحة تفوز في السعر ، إلا أنها متأخرة بشكل كبير من حيث سلامة وموثوقية الآلية
يتميز كل منهم بدرجة حرارة مسموح بها أثناء التشغيل - من الضروري أيضًا الانتباه إلى ذلك عند الاختيار.
دارة السائق الكلاسيكية
للتجميع الذاتي لمصدر طاقة LED ، سنتعامل مع أبسط جهاز من نوع النبض الذي لا يحتوي على عزل كلفاني. الميزة الرئيسية لهذا النوع من الدوائر هي اتصالها البسيط والتشغيل الموثوق به.
يتم تقديم دائرة محول 220 فولت كمصدر طاقة للتبديل. عند التجميع ، من الضروري الامتثال لجميع قواعد السلامة الكهربائية ، أي لا توجد حدود على الإخراج الحالي
يتكون مخطط هذه الآلية من ثلاث مناطق متتالية رئيسية:
- فاصل جهد المكثف.
- مقوم.
- حماة تصاعد.
القسم الأول هو المضاد الذي يمارسه التيار المتناوب على المكثف C1 بمقاوم. هذا الأخير مطلوب فقط للشحن المستقل للعنصر الخامل. لا يؤثر على عمل الدائرة.
يمكن أن تكون القيمة الاسمية للمقاوم في نطاق 100 kOhm-1 Mom ، بقوة 0.5-1 واط. يجب أن يكون المكثف كهربائيا ، وقيمة جهد السعة الفعالة هي 400-500 فولت
عندما تمر نصف الموجة المشكلة من خلال المكثف ، يتدفق التيار حتى يتم شحن الألواح بالكامل. كلما كانت قدرة الآلية أصغر ، قل الوقت الذي سيتم قضاؤه في شحنه بالكامل.
على سبيل المثال ، يتم شحن جهاز بحجم 0.3-0.4 μF لمدة 1/10 من فترة نصف الموجة ، أي يمر فقط عشر الجهد المرسل من خلال هذا القسم.
تتم عملية الاستقامة في هذا القسم وفقًا لمخطط Gretz. يتم اختيار جسر الصمام الثنائي ، بدءًا من التيار المقنن والجهد العكسي. في هذه الحالة ، يجب ألا تقل القيمة الأخيرة عن 600 فولت
الشلال الثاني هو جهاز كهربائي يحول (يصحح) التيار المتردد إلى نبض. هذه العملية تسمى نصف الموجة. نظرًا لأن جزءًا من نصف الموجة تم صقله بواسطة مكثف ، عند إخراج هذا القسم ، سيكون التيار المباشر 20-25 فولت.
نظرًا لأن مصدر الطاقة لمصابيح LED لا يجب أن يتجاوز 12 فولت ، يجب استخدام عنصر استقرار للدائرة. لهذا ، تم إدخال مرشح سعوي. على سبيل المثال ، يمكنك استخدام النموذج L7812
تعمل المرحلة الثالثة على أساس مرشح استقرار منعم - مكثف إلكتروليتي. يعتمد اختيار المعلمات السعوية على الحمل.
نظرًا لأن الدائرة المجمعة تعيد إنتاج عملها على الفور ، فمن المستحيل لمس الأسلاك العارية ، أي أن التيار الذي تم إجراؤه يصل إلى عشرات الأمبيرات - يتم عزل الخطوط بشكل مبدئي.
جميع الصعوبات التي قد يواجهها هواة الراديو عند اختيار محول لمصابيح LED عالية الطاقة موصوفة بالتفصيل في الفيديو:
الملامح الرئيسية للتوصيل المستقل للمحول بالدائرة الكهربائية:
إحاطة خطوة بخطوة تصف عملية التجميع DIY للسائق LED من الوسائل المرتجلة:
على الرغم من عشرات آلاف الساعات من الشركة المصنعة للتشغيل المستمر لمصابيح LED ، هناك العديد من العوامل التي تقلل بشكل كبير من هذه المؤشرات.
تم تصميم السائقين لتخفيف كل الطفرات الحالية في النظام الكهربائي. يجب التعامل مع اختيارهم أو التجميع الذاتي بمسؤولية بعد حساب جميع المعلمات الضرورية.
أخبرنا كيف اخترت برنامج التشغيل لمصباح LED. شارك حججك وطرقك لتحقيق الاستقرار في تزويد الجهد لجهاز إضاءة الصمام الثنائي. ترك التعليقات في الكتلة أدناه ، وطرح الأسئلة ، ونشر الصور حول موضوع المقالة.