Подключение светодиода. Что выбрать резистор или драйвер ?

Светодиоды давно уже используются в качестве устройств индикации, а в последние десятилетия и в качестве источников освещения. Нередко светодиоды воспринимаются начинающими, как «вид лампы накаливания», а значит, и подключаться они должны аналогично. Берём источник питания с подходящим напряжением, подключаем к светодиоду, и он загорается.

Однако, в большинстве случаев, при непосредственном подключении светодиода к источнику напряжения, например, к пальчиковой батарейке нас ждёт неудача. Светодиод будет либо едва светиться, либо выйдет из строя, ярко вспыхнув напоследок, например, если подключить его к автомобильному аккумулятору.

Светодиод и лампа накаливания – общее и различие.

А дело в том, что хотя и светодиод, и лампа накаливания предназначены для создания света, с электрической точки зрения эти два прибора ведут себя существенно по-разному, и это хорошо видно из их вольт-амперных характеристик (ВАХ).

Типичные ВАХ двух ламп накаливания (на 6.3В и на 3.2В) имеет следующий вид:

По мере нагрева нити накала её электрическое сопротивление увеличивается. А это значит,что если мы немного повысим напряжение, то накал нити увеличится, сопротивление также, следовательно ток изменится мало. И наоборот, если напряжение снизится – то снизится накал, снизится сопротивление, ток через лампу также изменится мало. Фактически, лампа в некоторой степени стабилизирует ток, проходящий через неё.

Совсем другая ситуация со светодиодом. При медленном повышении напряжения на светодиоде его сопротивление сперва относительно велико и изменяется слабо. При достижении некоторого порога (от долей вольта до двух вольт) светодиод начинает открываться, и его сопротивление быстро падает.

В результате даже небольшое повышение напряжения приводит к резкому увеличению тока. Получается, что если на светодиод подать напряжение чуть ниже порога – ток по нему почти не пойдёт, а если чуть выше – ток сразу будет очень большим, может даже превысить максимальный, и светодиод выйдет из строя. Таким образом, светодиод нуждается во «внешнем задании тока». Подключать его к источнику напряжения напрямую нельзя.

Подключение светодиода

Простейшим методом ограничения тока через светодиод является подключение последовательно с ним резистора.

Например, типичными рабочими параметрами для белых светодиодов в 5-мм корпусе является ток 20мА и напряжение 3В. Следовательно, чтобы подключить такой светодиод к источнику напряжения 12В необходим резистор, на котором бы падало 12 — 3 = 9В при указанном рабочем токе. По закону Ома имеем 9 / 0,02 = 450 Ом.

Резистор гасит излишек напряжения, поддерживая ток в пределах, близких к рабочим.

Драйверы для светодиодов

Для индикаторного светодиода, подключаемого к стабильному источнику напряжения, схема с гасящим резистором может быть вполне разумной.

Однако, если требуются много светодиодов большой мощности, и их требуется питать от нестабильного источника напряжения, схема с гасящим резистором не годится.

• Во-первых, номинал этого резистора должен быть разным, в зависимости от требуемого числа светодиодов и от напряжения, к которому их требуется подключить. Каждый раз он должен быть пересчитан.
• Во-вторых, на гасящем резисторе бесполезно расходуется мощность, которая может быть достаточно значительной для мощных светодиодов и большого выходного напряжения. Например, в приведённом выше случае бесполезно рассеивается 9 × 0.02 = 0.18Вт, что немало для автономного питания от батарей. Для большего количества светодиодов потери на резисторе будут больше. Кроме того, эта мощность выделяется в виде нагрева, что также может быть неприемлемо в ряде случаев.

Поэтому схема с гасящим резистором применяется только в случае индикаторных светодиодов при малых токах и невысоких напряжениях источника. Во всех остальных случаях – используется специальная схема, называемая драйвером.

Драйвер по сути является источником стабилизированного постоянного тока. Это позволяет питать не только один, но и несколько светодиодов, подключённых последовательно при входном напряжении, изменяющемся в достаточно широких пределах.

При использовании драйвера расчёты, как для гасящего резистора не требуются. Важно лишь контролировать основные параметры — чтобы входное напряжение укладывалось в допустимые пределы, а ток и выходная мощность драйвера соответствовали подключённым светодиодам. Драйвер автоматически обеспечит их рабочий режим.

Узнать больше о драйверах для светодиодов и светодиодных лент и о их выборе вы можете в нашей статье .

Источник

Расскажу Почему в драйверах для светодиодов нет резисторов и стабилитронов. (коротко и ясно)

РЕЗИСТОР ДЛЯ СВЕТОДИОДА НУЖЕН !?

эту «мантру» как заклинание повторяют тысячи электронщиков и их учеников. Но на самом деле , хоть с резистором хоть без него, изделия из светодиодов перегорают с одинаковым успехом.

И давайте быстренько пробежимся по изделиям со светодиодами в которых резисторов и в помине не бывало.

Тут должна быть картинка светодиодного фонарика с матрицей (набором) из нескольких светодиодов включенных параллельно. (Если картинки нет, значит — я нарушил правила социальной коммерции)

вот это я хотел показать — может кому и нужен фонарик

В этом фонарике три батарейки питают светодиоды без резисторов и драйверов — просто напрямую! И при этом надежность этого фонаря зависит только от батарей — работают долго и хорошо.

Скажете неудачный пример — вот для других светодиодов и устройств. нужен драйвер .

Ладно — давайте вскроем хорошо знакомую всем Елочную Гирлянду !

Тут целая вереница из светодиодов и включается такая гирлянда не в батарейку а в сеть 220 вольт! и . рассмотрим драйвер питания

В драйвере питания, кроме крошечного выпрямительного мостика Греттца есть только крошечный SMD конденсатор и НИКАКИХ РЕЗИСТОРОВ ! И , можете мне не верить, работает такая конструкция долго и надежно даже с учетом того, что я над ней просто издеваюсь — подключая к своим самодельным источникам питания — без стабилизации и фильтров.

ХОТИТЕ СКАЗАТЬ, ЧТО СВЕТОДИОДНАЯ ЛАМПОЧКА СЛОЖНЕЕ ?

ну да сложнее ровно на одну деталь которая её делает ненадежной и перегорающей очень даже быстро

Схема Драйвера для светодиодов , которую так любят мусолить новоявленные учителя электроники , содержащая ТРИ РЕЗИСТОРА и микросхему не долговечна и работает хуже чем то, что сделано просто и надежно.

ВОТ ЕЩЕ ПАРОЧКА ПРИМЕРОВ БЕЗ-РЕЗИСТОРНОГО ПИТАНИЯ LED

Знакома вам эта конструкция ? Если нет — подскажу — Это вставка из светодиода с тремя батарейками используется в Зажигалках Фонариках , Ручках Фонариках и во множестве Детских Игрушек .
И знаете — Я ни разу не видел чтобы в этой схеме сгорел светодиод ! Батарейки текут и садятся, а «светик» светит и светит .

и ЕЩЕ ОДИН LED ФОНАРИК В КОТОРОМ НЕТ РЕЗИСТОРОВ

Тут должна быть во такая реклама

Это более сложный с точки зрения схемотехники осветительный прибор. В нем есть схема умножителя напряжения или DC UP преобразователь и . вскрыв этот фонарик ВЫ НЕ НАЙДЕТЕ В НЕМ РЕЗИСТОРОВ ! Хотя светодиод в нем питается импульсами высокого напряжения более чем 24 вольта.
Из деталей в этой схеме одна микросхема генератора импульсов со встроенным полевиком и маленький дроссель для накачки.

ТАК ПОЧЕМУ СХЕМЫ БЕЗ РЕЗИСТОРОВ И СТАБИЛИТРОНОВ и даже конденсаторов сглаживания РАБОТАЮТ ДОЛГО ? А лампочки и устройства где к светодиодам относятся как к «священной корове» ограждая их от перенапряжений и пульсаций выходят из строя «на ура»?

ВСЁ ОЧЕНЬ ДАЖЕ ПРОСТО ! Ограничьте светодиоду ток путем последовательного или параллельного соединения и он сам стабилизирует вам и напряжение и светимость.

И уж если вы всё таки будете использовать резистор для ограничения тока в светодиодной цепи, то СТАВЬТЕ РЕЗИСТОРЫ ПРАВИЛЬНО — не суйте один перегревающийся резистор в драйвер, а подпаяйте крошечные резисторы непосредственно к ножкам светодиодов — тогда рассеиваемое тепло никогда не перегреет схему так как будет распределено по множеству точек .

Источник

КАК ПОДОБРАТЬ ДРАЙВЕР ДЛЯ СВЕТОДИОДОВ: ПО ТОКУ, МОЩНОСТИ И НАПРЯЖЕНИЮ

Светодиод – это полупроводниковый прибор, который под воздействием приложенного напряжения излучает свет. Чтобы работать в нормальном режиме, ему необходим постоянный и строго стабилизированный ток.

Это особенно важно для мощных светодиодов, поскольку они более чувствительны к всевозможным перепадам и скачкам напряжения. При снижении величины питающего тока мгновенно уменьшается светоотдача, а при увеличении светодиод перегревается и сгорает. Драйвер предотвращает такие ситуации. Он стабилизирует ток, исключает его скачки и перепады. Но для этого важно знать, как выбрать драйвер для светодиодов.

КАК ПОДОБРАТЬ ДРАЙВЕР ДЛЯ СВЕТОДИОДОВ

В первую очередь необходимо определиться с типом драйвера. Он может быть:

Работает очень просто – за счет резистора R, выполняющего роль ограничителя, при изменении напряжения восстанавливает необходимый ток. На представленной схеме драйвера для светодиодов можно наглядно видеть принцип линейной регулировки тока.

Недостатком здесь считается тот факт, что через резистор тоже течет ток, из-за чего мощность бесполезно рассеивается просто на нагрев окружающего воздуха. Причем чем выше входное напряжение, тем больше потери. Плюс линейной схемы – простота. Такие драйверы недорого стоят и имеют достаточную надежность.

Линейные драйверы применяются для не слишком мощных светодиодов. У диодов с большим рабочим током драйвер будет потреблять больше энергии, чем сам световой элемент.

Здесь драйвер только следит за током через светодиод и управляет ключом, собранным на транзисторе. Вместо резистора в схеме присутствует кнопка КН, а еще в нее добавлен конденсатор, который заряжается при нажатии этой кнопки, заставляя светодиод загораться. Конденсатор питает диод, пока ток не опустится ниже допустимого. После этого нужно вновь нажать кнопку КН.

Эта схема более эффективна для мощных светодиодов, поскольку здесь минимальные потери энергии. Ввиду сложной конструкции импульсные драйверы дороже стоят, но их применение окупается высокой производительностью и высоким качеством стабилизации тока.

Стоит также сказать про диммируемые драйверы . Они позволяют регулировать интенсивность света, который исходит от диодов, за счет изменения входных и выходных параметров тока. Еще диммируемый драйвер может менять цвет свечения. К примеру, при меньшей мощности белые диоды будут светить желтым светом, а при большей – синим.

При подборе драйвера необходимо обращать внимание на следующие характеристики:

• входное и выходное напряжение;
• выходная мощность;
• выходной ток;
• степень защиты .

ВХОДНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ

При подборе входного напряжения драйвера необходимо учитывать напряжение источника питания, к которому будет подключен светодиодный светильник. Напряжение источника должно входить в диапазон значений входного напряжения драйвера.

ТИП ТОКА

Он может быть переменным AC или постоянным DC. Эту информацию, как и значения входного напряжения можно найти на корпусе самого драйвера. Для подключения от розетки ток должен быть переменным, а от бортовой сети автомобиля – постоянным.

ВЫХОДНЫЕ ПАРАМЕТРЫ: НАПРЯЖЕНИЕ, ТОК И МОЩНОСТЬ

При расчете драйвера для светодиодов необходимо учитывать тип их соединения. При последовательной схеме нужно сложить напряжения всех диодов цепочки. К примеру, для 3 светодиодов с током 300 мА и рабочим напряжением 3,3 В общее напряжение будет 3 · 3,3 = 9,9 В. Ток же остается одним для всех диодов – 300 мА. Выходит, что драйвер должен иметь выходной ток 300 мА и выходное напряжение 3,3 В.

Но при выборе не стоит искать драйвер именно с такими параметрами. Чаще всего устройство рассчитано на определенный диапазон. Именно в него должны укладываться рассчитанная величина напряжения и тока.

Разберем на рассматриваемом примере, как рассчитать драйвер для светодиодов по мощности:

• Мощность – это ток, умноженный на напряжение: P = I · U = 0,3 · 9,9 = 2,97 Вт.
• Рассчитанная мощность диодов равна мощности, которая должна быть у драйвера. Но нужно добавить запас 10-20%. Тогда получится, что оптимальным будет драйвер с мощностью от 2,97 · 1,1 = 3,27 до 2,97 · 1,2 = 3,5 Вт.

СТЕПЕНЬ ЗАЩИТЫ

Существуют драйверы в закрытом и открытом исполнении. В первом случае устройство имеет корпус, который защищает от влаги и пыли. Открытый драйвер лучше встраивать непосредственно в корпус светильника, если тот обладает хорошей защитой от окружающей среды. Если же у светильника есть вентиляционные отверстия или он будет установлен в таком помещении, как гараж, лучше выбрать драйвер с собственным корпусом.

Источник

Как правильно подобрать драйвер для светодиодов

Лидирующую позицию среди наиболее эффективных источников искусственного света занимают сегодня светодиоды. Это во многом является заслугой качественных источников питания для них. При работе совместно с правильно подобранным драйвером, светодиод длительно сохранит устойчивую яркость света, а срок службы светодиода окажется очень-очень долгим, измеряемым десятками тысяч часов.

Таким образом, правильно подобранный драйвер для светодиодов — залог долгой и надежной работы источника света. И в этой статье мы постараемся раскрыть тему того, как правильно выбрать драйвер для светодиода, на что обратить внимание, и какие вообще они бывают.

Драйвером для светодиодов называют стабилизированный источник питания постоянного напряжения или постоянного тока. Вообще, изначально, светодиодный драйвер — это источник стабильного тока, но сегодня даже источники постоянного напряжения для светодиодов называют светодиодными драйверами. То есть можно сказать, что главное условие — это стабильные характеристики питания постоянным током.

Электронное устройство (по сути — стабилизированный импульсный преобразователь) подбирается под необходимую нагрузку, будь то набор отдельных светодиодов, собранных в последовательную цепочку, или параллельный набор таких цепочек, либо может быть лента или вообще один мощный светодиод.

Стабилизированный источник питания постоянного напряжения хорошо подойдет для питания светодиодных лент, LED-линеек, или для запитки набора из нескольких мощных светодиодов, соединенных по одному параллельно, — то есть когда номинальное напряжение светодиодной нагрузки точно известно, и достаточно только подобрать блок питания на номинальное напряжение при соответствующей максимальной мощности.

Обычно это не вызывает проблем, например: 10 светодиодов на напряжение 12 вольт, по 10 ватт каждый, — потребуют 100 ваттный блок питания на 12 вольт, рассчитанный на максимальный ток в 8,3 ампера. Останется подрегулировать напряжение на выходе при помощи регулировочного резистора сбоку, — и готово.

Для более сложных светодиодных сборок, особенно когда соединяется несколько светодиодов последовательно, необходим не просто блок питания со стабилизированным выходным напряжением, а полноценный светодиодный драйвер — электронное устройство со стабилизированным выходным током. Здесь ток является главным параметром, а напряжение питания светодиодной сборки может автоматически варьироваться в определенных пределах.

Для ровного свечения светодиодной сборки, необходимо обеспечить номинальный ток через все кристаллы, однако падение напряжения на кристаллах может у разных светодиодов отличаться (поскольку немного различаются ВАХ каждого из светодиодов в сборке), — поэтому напряжение не будет на каждом светодиоде одним и тем же, а вот ток должен быть одинаковым.

Светодиодные драйверы выпускаются в основном на питание от сети 220 вольт или от бортовой сети автомобиля 12 вольт. Выходные параметры драйвера указываются в виде диапазона напряжений и номинального тока.

Например, драйвер с выходом на 40-50 вольт, 600 мА позволит подключить последовательно четыре 12 вольтовых светодиода мощностью по 5-7 ватт. На каждом светодиоде упадет приблизительно по 12 вольт, ток через последовательную цепочку составит ровно по 600 мА, при этом напряжение 48 вольт попадает в рабочий диапазон драйвера.

Драйвер для светодиодов со стабилизированным током — это универсальный блок питания для светодиодных сборок, причем эффективность его получается довольно высокой и вот почему.

Мощность светодиодной сборки — критерий важный, но чем обусловлена эта мощность нагрузки? Если бы ток был не стабилизированным, то значительная часть мощности рассеялась бы на выравнивающих резисторах сборки, то есть КПД оказался бы низким. Но с драйвером, обладающим стабилизацией по току, выравнивающие резисторы не нужны, вот и КПД источника света получится в результате очень высоким.

Драйверы разных производителей отличаются между собой выходной мощностью, классом защиты и применяемой элементной базой. Как правило, в основе — импульсный ШИМ-преобразователь на специализированной микросхеме, со стабилизацией выхода по току и с защитой от короткого замыкания и перегрузки.

Питание от сети переменного тока 220 вольт или постоянного тока с напряжением 12 вольт. Самые простые компактные драйверы с низковольтным питанием могут быть выполнены на одной универсальной микросхеме, но надежность их, про причине упрощения, ниже. Тем не менее, такие решения популярны в автотюнинге.

Выбирая драйвер для светодиодов следует понимать, что применение резисторов не спасает от помех, как и применение упрощенных схем с гасящими конденсаторами. Любые скачки напряжения проходят через резисторы и конденсаторы, и нелинейная ВАХ светодиода обязательно отразится в виде скачка тока через кристалл, а это вредно для полупроводника. Линейные стабилизаторы — тоже не лучший вариант в плане защищенности от помех, к тому же эффективность таких решений ниже.

Лучше всего, если точное количество, мощность, и схема включения светодиодов будут заранее известны, и все светодиоды сборки будут одинаковой модели и из одной партии. Затем выбирают драйвер.

На корпусе обязательно указывается диапазон входных напряжений, выходных напряжений, номинальный ток. Исходя из этих параметров выбирают драйвер. Обратите внимание на класс защиты корпуса.

Для исследовательских задач подходят, например, бескорпусные светодиодные драйверы, такие модели широко представлены сегодня на рынке. Если потребуется поместить изделие в корпус, то корпус может быть изготовлен пользователем самостоятельно.

Источник