كيفية اختيار برنامج تشغيل مصباح LED: الأنواع والغرض + ميزات الاتصال

أصبحت مصابيح LED منتشرة على نطاق واسع، ونتيجة لذلك بدأ الإنتاج النشط لمصادر الطاقة الثانوية.إن برنامج تشغيل مصباح LED قادر على الحفاظ بشكل ثابت على القيم الحالية المحددة عند خرج الجهاز، مما يعمل على تثبيت الجهد الذي يمر عبر سلسلة الصمام الثنائي.

سنخبرك بكل شيء عن أنواع ومبادئ تشغيل جهاز التحويل الحالي لتشغيل لمبة الصمام الثنائي. توفر مقالتنا إرشادات لاختيار السائق وتقدم توصيات مفيدة. سيجد كهربائيو المنازل المستقلون مخططات اتصال مثبتة عمليًا.

الغرض ونطاق الاستخدام

تتكون بلورات الصمام الثنائي من اثنين من أشباه الموصلات - الأنود (زائد) والكاثود (ناقص)، وهما المسؤولان عن تحويل الإشارات الكهربائية. منطقة واحدة لديها موصلية من النوع P، والثانية - N. عند توصيل مصدر طاقة، سوف يتدفق التيار عبر هذه العناصر.

بسبب هذه القطبية، تندفع الإلكترونات من المنطقة من النوع P إلى المنطقة من النوع N، وبالعكس، تندفع الشحنات من النقطة N إلى النقطة P. ومع ذلك، فإن كل قسم من المنطقة له حدوده الخاصة، تسمى وصلات PN. في هذه المواقع، تلتقي الجسيمات ويتم امتصاصها بشكل متبادل أو إعادة تجميعها.

الصمام الثنائي هو عنصر شبه موصل وله وصلة p-n واحدة فقط. لهذا السبب، فإن الخاصية الرئيسية التي تحدد سطوع توهجها ليست الجهد، بل التيار

أثناء التحولات P-N، ينخفض ​​الجهد بمقدار عدد معين من الفولتات، ويكون دائمًا هو نفسه بالنسبة لكل عنصر من عناصر الدائرة. مع أخذ هذه القيم في الاعتبار، يقوم السائق بتثبيت التيار الوارد وينتج قيمة ثابتة عند الخرج.

ما هي الطاقة المطلوبة وما هي قيم الخسائر أثناء مرور P-N المشار إليها في جواز سفر جهاز LED. لذلك متى اختيار لمبة ضوء ديود فمن الضروري أن تأخذ في الاعتبار معلمات مصدر الطاقة، والتي يجب أن يكون نطاقها كافيا للتعويض عن الطاقة المفقودة.

لكي تعمل مصابيح LED عالية الطاقة في الوقت المحدد في الخصائص، يلزم وجود جهاز تثبيت - سائق. يُظهر جسم الآلية الإلكترونية دائمًا جهد الخرج الخاص به

تستخدم مصادر الطاقة ذات الفولتية من 10 إلى 36 فولت لتجهيز أجهزة الإضاءة.

يمكن أن تكون المعدات من أنواع مختلفة:

• المصابيح الأمامية للسيارات والدراجات والدراجات النارية وغيرها؛
• مصابيح صغيرة محمولة أو مصابيح الشوارع؛
• الشرائط التي تقودهاأشرطة, خلية اضاءة والوحدات.

ولكن ل مصابيح LED منخفضة الطاقةوكذلك في حالة استخدام الجهد المستمر يجوز عدم استخدام السائقين. بدلاً من ذلك، تتم إضافة مقاوم إلى الدائرة، ويتم تغذيته أيضًا من شبكة 220 فولت.

مبدأ التشغيل لإمدادات الطاقة

دعونا نتعرف على الاختلافات بين مصدر الجهد ومصدر الطاقة. على سبيل المثال، النظر في الرسم البياني الموضح أدناه.

من خلال توصيل مقاومة 40 أوم بمصدر طاقة 12 فولت، سوف يتدفق عبرها تيار قدره 300 مللي أمبير (الشكل أ). عندما يتم توصيل مقاومة ثانية على التوازي مع الدائرة، فإن قيمة التيار ستكون 600 مللي أمبير (B). ومع ذلك، سيبقى الجهد دون تغيير.

على الرغم من توصيل مقاومتين بمصدر الطاقة، فإن المقاومة الثانية ستولد جهدًا ثابتًا عند الخرج، لأنها لا تخضع للحمل في ظل الظروف المثالية

الآن دعونا نلقي نظرة على كيفية تغير القيم في حالة توصيل المقاومات بمصدر الطاقة في الدائرة. وبالمثل، نقدم مقاومة متغيرة 40 أوم مع محرك 300 مللي أمبير. يقوم الأخير بإنشاء جهد 12 فولت عليه (الدائرة B).

إذا كانت الدائرة مكونة من مقاومتين، فإن قيمة التيار لن تتغير، وسيكون الجهد 6 فولت (G).

يحافظ السائق، على عكس مصدر الجهد، على المعلمات الحالية المحددة عند الخرج، ولكن يمكن أن تختلف قوة الجهد

من خلال استخلاص النتائج، يمكننا القول أن المحول عالي الجودة يزود الحمل بالتيار المقدر حتى عندما ينخفض ​​الجهد. وفقًا لذلك، فإن بلورات الصمام الثنائي ذات 2 فولت أو 3 فولت والتيار 300 مللي أمبير سوف تحترق بشكل متساوٍ مع الجهد المنخفض.

الخصائص المميزة للمحول

أحد أهم المؤشرات هو الطاقة المنقولة تحت الحمل. لا تفرط في تحميل الجهاز وحاول الحصول على أفضل النتائج الممكنة.

يساهم الاستخدام غير الصحيح في الفشل السريع ليس فقط لآلية العرض، ولكن أيضًا لرقائق LED.

تشمل العوامل الرئيسية التي تؤثر على العمل ما يلي:

• العناصر المكونة المستخدمة في عملية التجميع؛
• درجة الحماية (IP)؛
• الحد الأدنى والحد الأقصى للقيم عند الإدخال والإخراج؛
• الصانع.

يتم إنتاج النماذج الحديثة للمحولات على أساس الدوائر الدقيقة وتستخدم تقنية تحويل عرض النبض (PWM).

أثناء تشغيل مصدر الطاقة، تم إدخال طريقة تعديل عرض النبضة لتنظيم جهد الخرج، بينما يتم الحفاظ على نفس نوع التيار عند الخرج كما هو الحال عند الإدخال

تتميز هذه الأجهزة بدرجة عالية من الحماية ضد الدوائر القصيرة، والأحمال الزائدة على الشبكة، كما أنها تتمتع بزيادة الكفاءة.

قواعد لاختيار المحول الحالي

لشراء محول مصباح LED، يجب عليك دراسة المفتاح خصائص الجهاز. يجدر الاعتماد على جهد الخرج والتيار المقنن وطاقة الخرج.

قوة الصمام

دعونا في البداية نحلل جهد الخرج، والذي يخضع لعدة عوامل:

• قيمة فقدان الجهد عند تقاطعات PN للبلورات؛
• عدد الثنائيات الخفيفة في السلسلة؛
• مخطط الاتصال.

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 حسب السطوع المطلوب. مهمة المحول هي تزويد هذه العناصر بالكمية المطلوبة من الطاقة.

يجب أن تكون قيمة جهد الخرج أكبر من أو مطابقة لإجمالي كمية الطاقة المنفقة على كل كتلة من الدائرة الكهربائية

تعتمد قوة الجهاز على قوة كل عنصر LED ولونه وكميته.

لحساب الطاقة المستهلكة، استخدم الصيغة التالية:

ص_ح = ف_قاد *ن,

أين

• ص_قاد - الحمل الكهربائي الناتج عن صمام ثنائي واحد،
• N هو عدد البلورات في السلسلة.

يجب ألا تقل المؤشرات التي تم الحصول عليها عن قوة السائق. الآن من الضروري تحديد القيمة الاسمية المطلوبة.

الطاقة القصوى للجهاز

وينبغي أيضا أن يؤخذ في الاعتبار أنه من أجل ضمان التشغيل المستقر للمحول، يجب أن تتجاوز قيمه الاسمية قيمة P التي تم الحصول عليها بنسبة 20-30٪._ح.

وبالتالي تأخذ الصيغة الشكل:

ص_الأعلى ≥ (1,2..1,3) * ص_ح,

حيث P_الأعلى - القوة المقدرة لإمدادات الطاقة.

بالإضافة إلى قوة وعدد المستهلكين على اللوحة، تخضع قوة الحمل أيضًا لعوامل اللون الخاصة بالمستهلك. مع نفس التيار، اعتمادًا على الظل، لديهم قطرات جهد مختلفة.

يجب على مشغل مصباح LED توفير مقدار التيار اللازم لضمان أقصى قدر من السطوع. عند اختيار جهاز، يجب على المشتري أن يتذكر أن الطاقة يجب أن تكون أكبر مما تستخدمه جميع مصابيح LED

لنأخذ على سبيل المثال مصابيح LED من شركة Cree الأمريكية من خط XP-E باللون الأحمر.

خصائصها هي كما يلي:

• انخفاض الجهد 1.9-2.4 فولت ؛
• الحالي 350 مللي أمبير.
• متوسط ​​استهلاك الطاقة 750 ميجاوات.

سيكون للتناظرية الخضراء في نفس التيار مؤشرات مختلفة تمامًا: الخسائر عند تقاطعات P-N هي 3.3-3.9 فولت، والطاقة 1.25 واط.

وبناءً على ذلك، يمكننا استخلاص النتائج: يتم استخدام محرك بقوة 10 واط لتشغيل اثنتي عشرة بلورة حمراء أو ثمانية بلورات خضراء.

مخطط اتصال LED

يجب أن يتم اختيار برنامج التشغيل بعد تحديد مخطط الاتصال لمستهلكي LED. إذا قمت أولاً بشراء الثنائيات الضوئية ثم قمت باختيار محول لها، فستصاحب هذه العملية الكثير من الصعوبات.

للعثور على جهاز يضمن تشغيل هذا العدد بالضبط من المستهلكين باستخدام مخطط اتصال معين، سيتعين عليك قضاء الكثير من الوقت.

دعونا نعطي مثالا مع ستة مستهلكين. فقدان الجهد الخاص بهم هو 3 فولت ، والاستهلاك الحالي 300 مللي أمبير. لتوصيلها، يمكنك استخدام إحدى الطرق، وفي كل حالة على حدة، ستختلف المعلمات المطلوبة لمصدر الطاقة.

عيب الثنائيات المتناوبة هو الحاجة إلى مصدر طاقة عالي الجهد إذا كان هناك الكثير من البلورات في الدائرة

في حالتنا، عند التوصيل على التوالي، يلزم وجود وحدة 18 فولت بتيار 300 مللي أمبير. الميزة الرئيسية لهذه الطريقة هي أن نفس الطاقة تمر عبر الخط بأكمله، وبالتالي تحترق جميع الثنائيات بنفس السطوع.

عيب الوضع الموازي للمستهلكين هو الفرق في سطوع كل سلسلة. تحدث هذه الظاهرة السلبية بسبب تشتت معلمات الدايود بسبب الاختلافات بين التيار المار عبر كل خط

في حالة استخدام الوضع الموازي يكفي استخدام محول 9 فولت، إلا أن التيار المستهلك سيتضاعف مقارنة بالطريقة السابقة.

لا يمكن استخدام طريقة الترتيب المتسلسل لثنائيين مع تغيير في عدد البلورات الموجودة في المجموعة - 3 أو أكثر. ترجع هذه القيود إلى حقيقة أن الكثير من التيار يمكن أن يمر عبر عنصر واحد، وهذا يخلق احتمالية فشل الدائرة بأكملها

إذا تم استخدام طريقة تسلسلية لتشكيل أزواج من اثنين من مصابيح LED، فسيتم استخدام محرك ذو أداء مماثل كما في الحالة السابقة. في هذه الحالة، سيكون سطوع الإضاءة موحدا.

ومع ذلك، حتى هنا هناك بعض الفروق الدقيقة السلبية: عندما يتم توفير الطاقة للمجموعة، بسبب الاختلاف في الخصائص، يمكن لأحد المصابيح أن يفتح بشكل أسرع من الثاني، وبالتالي، سوف يتدفق من خلاله تيار ضعف القيمة الاسمية.

أنواع عديدة مصابيح LED للإضاءة المنزلية تم تصميمها لمثل هذه القفزات قصيرة المدى، ولكن هذه الطريقة أقل شعبية.

أنواع برامج التشغيل حسب نوع الجهاز

تنقسم الأجهزة التي تحول طاقة 220 فولت إلى المؤشرات المطلوبة لمصابيح LED بشكل تقليدي إلى ثلاث فئات: إلكترونية؛ على أساس المكثفات. عكس الضوء.

يتم تمثيل سوق إكسسوارات الإضاءة بمجموعة واسعة من نماذج التشغيل، خاصة من الشركات المصنعة الصينية. وعلى الرغم من النطاق السعري المنخفض، يمكنك اختيار خيار لائق للغاية من هذه الأجهزة. ومع ذلك، يجب عليك الانتباه إلى بطاقة الضمان، لأن... ليست كل المنتجات المعروضة ذات جودة مقبولة.

عرض إلكتروني للجهاز

من الناحية المثالية، يجب أن يكون المحول الإلكتروني مزودًا بترانزستور. ويتمثل دورها في تفريغ دائرة التحكم الدقيقة. للتخلص من التموج أو تخفيفه قدر الإمكان، يتم تركيب مكثف عند الخرج.

ينتمي هذا النوع من الأجهزة إلى فئة باهظة الثمن، لكنه قادر على تثبيت تيار يصل إلى 750 مللي أمبير، وهو ما لا تستطيع آليات الصابورة القيام به.

يتم تثبيت أحدث برامج التشغيل بشكل أساسي على المصابيح الكهربائية بمقبس E27. الاستثناء من القاعدة هو منتجات Gauss GU5.3. وهي مجهزة بمحول بدون محول. ومع ذلك، فإن درجة النبض فيها تصل إلى عدة مئات من هرتز

النبض ليس هو العيب الوحيد للمحولات. والثاني يمكن أن يسمى التداخل الكهرومغناطيسي في نطاق التردد العالي (HF). لذلك، إذا كانت الأجهزة الكهربائية الأخرى متصلة بالمقبس المتصل بالمصباح، على سبيل المثال، الراديو، فيمكنك توقع التداخل عند استقبال ترددات FM الرقمية، والتلفزيون، وجهاز التوجيه، وما إلى ذلك.

يجب أن يحتوي الجهاز الاختياري لجهاز عالي الجودة على مكثفين: أحدهما كهربائيًا لتنعيم التموجات والآخر سيراميك لتقليل التردد اللاسلكي.ومع ذلك، نادرا ما يمكن العثور على مثل هذا المزيج، خاصة عند الحديث عن المنتجات الصينية.

يمكن لأولئك الذين لديهم مفاهيم عامة في مثل هذه الدوائر الكهربائية تحديد معلمات الإخراج للمحول الإلكتروني بشكل مستقل عن طريق تغيير قيمة المقاومات

نظرًا لكفاءتها العالية (تصل إلى 95٪)، فإن هذه الآليات مناسبة للأجهزة القوية المستخدمة في مختلف المجالات، على سبيل المثال، لضبط السيارات وإضاءة الشوارع ومصادر LED المنزلية.

إمدادات الطاقة على أساس مكثف

الآن دعنا ننتقل إلى الأجهزة الأقل شعبية - تلك التي تعتمد على المكثفات. تقريبًا جميع دوائر مصابيح LED منخفضة التكلفة التي تستخدم هذا النوع من برامج التشغيل لها خصائص مماثلة.

ومع ذلك، بسبب التعديلات التي أجرتها الشركة المصنعة، فإنها تخضع لتغييرات، على سبيل المثال، إزالة بعض عناصر الدائرة. غالبًا ما يكون هذا الجزء أحد المكثفات - وهو جزء تنعيم.

نظرًا لملء السوق غير المنضبط بالسلع الرخيصة ومنخفضة الجودة، يمكن للمستخدمين "الشعور" بنبض مئة بالمائة في المصابيح. حتى بدون الخوض في تصميمها، يمكننا القول أنه تمت إزالة عنصر التنعيم من الدائرة

تتمتع هذه الآليات بميزتين فقط: فهي متاحة للتجميع الذاتي، وكفاءتها تساوي مائة بالمائة، حيث أن الخسائر لن تحدث إلا عند الوصلات والمقاومات p-n.

هناك نفس العدد من الجوانب السلبية: انخفاض السلامة الكهربائية ودرجة عالية من النبض. العيب الثاني هو حوالي 100 هرتز ويتشكل نتيجة لتصحيح الجهد المتردد. تحدد GOST معدل النبض المسموح به بنسبة 10-20٪، اعتمادًا على الغرض من الغرفة التي تم تركيب جهاز الإضاءة فيها.

الطريقة الوحيدة للتخفيف من هذا العيب هي اختيار مكثف بالتصنيف الصحيح. ومع ذلك، لا ينبغي الاعتماد على القضاء على المشكلة تماما - مثل هذا الحل لا يمكن إلا أن يخفف من شدة رشقات نارية.

المحولات الحالية عكس الضوء

برامج تشغيل باهتة ل لمبات LED قابلة للتعتيم تسمح لك بتغيير المؤشرات الحالية الواردة والصادرة، مع تقليل أو زيادة درجة سطوع الضوء المنبعث من الثنائيات.

هناك طريقتان للاتصال:

• الأول ينطوي على بداية ناعمة؛
• والثاني هو الدافع.

ضع في اعتبارك مبدأ تشغيل برامج التشغيل القابلة للتعتيم استنادًا إلى شريحة CPC9909، المستخدمة كجهاز تنظيم لدوائر LED، بما في ذلك تلك ذات السطوع العالي.

رسم تخطيطي للتوصيل القياسي لـ CPC9909 بمصدر طاقة 220 فولت. وفقًا للتعليمات التخطيطية، من الممكن التحكم في واحد أو أكثر من المستهلكين الأقوياء

أثناء البداية الناعمة، تضمن الدائرة الدقيقة مع السائق التبديل التدريجي للثنائيات مع زيادة السطوع. تتضمن هذه العملية مقاومتين متصلتين بمنفذ LD، مصممتين لأداء مهمة التعتيم السلس. هذه هي الطريقة التي يتم بها تحقيق مهمة مهمة – إطالة عمر خدمة عناصر LED.

يوفر نفس الإخراج أيضًا تنظيمًا تناظريًا - يتم استبدال المقاوم 2.2 كيلو أوم بنظير متغير أكثر قوة - 5.1 كيلو أوم. بهذه الطريقة، يتم تحقيق التغيير السلس في إمكانات الإنتاج.

يتضمن استخدام الطريقة الثانية توفير نبضات مستطيلة لمخرج التردد المنخفض لـ PWMD. في هذه الحالة، يتم استخدام وحدة التحكم الدقيقة أو مولد النبض، والتي يتم فصلها بالضرورة بواسطة optocoupler.

مع أو بدون سكن؟

يتوفر سائقين مع أو بدون سكن.الخيار الأول هو الأكثر شيوعا والأكثر تكلفة. هذه الأجهزة محمية من جزيئات الرطوبة والغبار.

يتم استخدام الأجهزة من النوع الثاني للتثبيت المخفي وبالتالي فهي غير مكلفة.

يمكن تشغيل جميع الأجهزة المقدمة من شبكة 12 فولت أو 220 فولت.على الرغم من أن النماذج ذات الإطار المفتوح تستفيد من السعر، إلا أنها متخلفة بشكل كبير من حيث السلامة وموثوقية الآلية

يختلف كل واحد منهم في درجة الحرارة المسموح بها أثناء التشغيل - ويجب أيضًا أخذ ذلك في الاعتبار عند الاختيار.

حلبة السائق الكلاسيكية

لتجميع مصدر طاقة LED بشكل مستقل، سنتعامل مع أبسط جهاز من النوع النبضي الذي لا يحتوي على عزل كلفاني. الميزة الرئيسية لهذا النوع من الدوائر هي الاتصال البسيط والتشغيل الموثوق.

يتم تقديم دائرة محول 220 فولت كمصدر طاقة تبديل. أثناء التجميع، يجب مراعاة جميع قواعد السلامة الكهربائية، حيث لا توجد حدود للتيار الناتج

يتكون مخطط هذه الآلية من ثلاث مناطق رئيسية:

1. فاصل الجهد بالسعة.
2. المعدل.
3. حماة الطفرة.

القسم الأول هو المقاومة المقدمة للتيار المتردد على المكثف C1 مع المقاومة. هذا الأخير مطلوب فقط للشحن الذاتي للعنصر الخامل. لا يؤثر على تشغيل الدائرة.

يمكن أن تكون القيمة الاسمية للمقاوم في حدود 100 كيلو أوم -1 موهم، بقوة 0.5-1 واط. يجب أن يكون المكثف كهربائيًا، وتكون قيمة جهد السعة الفعالة له 400-500 فولت

عندما يمر جهد نصف الموجة المتولد عبر المكثف، يتدفق التيار حتى يتم شحن الألواح بالكامل. كلما كانت سعة الآلية أصغر، قل الوقت الذي يستغرقه شحنها بالكامل.

على سبيل المثال، يتم شحن جهاز بحجم 0.3-0.4 μF خلال 1/10 من فترة نصف الموجة، أي أن عُشر جهد المرور فقط سوف يمر عبر هذا القسم.

تتم عملية الاستقامة في هذا القسم وفقًا لمخطط Graetz. يتم اختيار جسر الصمام الثنائي بناءً على التيار المقنن والجهد العكسي. وفي هذه الحالة يجب ألا تقل القيمة الأخيرة عن 600 فولت

المرحلة الثانية عبارة عن جهاز كهربائي يحول (يصحح) التيار المتردد إلى تيار نابض. وتسمى هذه العملية بالموجة الكاملة. نظرًا لأنه تم تنعيم جزء واحد من نصف الموجة بواسطة مكثف، فإن خرج هذا القسم سيكون له تيار مستمر يبلغ 20-25 فولت.

نظرًا لأن مصدر طاقة LED يجب ألا يتجاوز 12 فولت، فيجب استخدام عنصر تثبيت للدائرة. لهذا الغرض، يتم تقديم مرشح بالسعة. على سبيل المثال، يمكنك استخدام الموديل L7812

تعمل المرحلة الثالثة على أساس مرشح استقرار التنعيم - مكثف كهربائيا. يعتمد اختيار المعلمات السعوية على قوة الحمل.

نظرا لأن الدائرة المجمعة تستنسخ عملها على الفور، فلا يمكنك لمس الأسلاك العارية، حيث يصل التيار المجرى إلى عشرات الأمبيرات - يتم عزل الخطوط أولا.

استنتاجات وفيديو مفيد حول هذا الموضوع

جميع الصعوبات التي قد يواجهها هواة الراديو عند اختيار محول لمصابيح LED القوية موصوفة بالتفصيل في الفيديو:

الميزات الرئيسية لتوصيل جهاز المحول بشكل مستقل بدائرة كهربائية:

إرشادات خطوة بخطوة تصف عملية تجميع برنامج تشغيل LED بيديك باستخدام وسائل مرتجلة:

على الرغم من عشرات الآلاف من ساعات التشغيل المتواصل لمصابيح LED التي أعلنتها الشركة المصنعة، إلا أن هناك العديد من العوامل التي تقلل هذه المؤشرات بشكل كبير.

تم تصميم برامج التشغيل لتسهيل جميع القفزات الحالية في النظام الكهربائي. يجب التعامل مع اختيارهم أو تجميعهم الذاتي بطريقة مسؤولة بعد حساب جميع المعلمات الضرورية.

أخبرنا عن كيفية اختيارك لبرنامج تشغيل لمبة الإضاءة LED. شارك حججك وطرق تثبيت مصدر الجهد لجهاز إضاءة الصمام الثنائي. اترك التعليقات في المربع أدناه، وطرح الأسئلة، ونشر الصور حول موضوع المقال.