Драйверы светодиодов: постоянный ток против постоянного напряжения

В нашем руководстве по драйверам светодиодов объясняется, для чего они используются, как они работают, основные функции и типы и как их использовать.

Отзыв Джея Проктора, руководителя группы технической поддержки (октябрь 2021 г.)

Что такое светодиодный драйвер?

Драйверы светодиодов — это специальные устройства преобразования энергии, используемые со светодиодным оборудованием. Что такое светодиод? Светоизлучающий диод представляет собой небольшой компонент, изготовленный из электропроводящего материала. Они излучают свет разных цветов, когда через них проходит ток, вызывая высвобождение световых частиц, называемых фотонами.

Светодиодная технология был впервые разработан в 1960-х годах и в настоящее время используется в самых разных осветительных приборах, в том числе:

Установки для дома и розничной торговли — например, световые ленты и потолочные светильники

Мониторы и телевизоры

Огни автомобиля, такие как фары, задние фонари и стоп-сигналы

Коммерческое декоративное освещение в отелях, ресторанах и других местах гостеприимства

Системы наружного и подводного освещения

Светодиоды известны своей энергоэффективностью, экологичностью и длительным сроком службы.

Описание драйверов светодиодов

Для работы светодиодов требуется надежный источник питания. Драйверы для светодиодных светильников обеспечивают эту мощность, преобразуя переменный ток (AC) в постоянный ток (DC). Они обеспечивают постоянную и бесперебойную подачу питания, компенсируя изменения температуры и электропроводности светодиодов. Это предотвращает перегрев, мерцание, изменение цвета и снижение производительности.

Драйверы светодиодов для освещения также имеют защиту от перегрева — она полностью отключит освещение, если температура станет слишком высокой.

Большинство светодиодного оборудования является низковольтным. Светодиодные трансформаторы выполняют ту же функцию для более крупных систем освещения, требующих большей мощности.

Альтернативные названия драйверов светодиодов включают:

LED блоки питания

Драйверы для светодиодов

Схемы драйверов светодиодов

Все ли светодиодные фонари нуждаются в драйвере?

Да, для работы всех светодиодных ламп требуется драйвер лампы, но не всегда необходимо приобретать его отдельно. Некоторые модели поставляются со встроенным драйвером – в частности, это стандартные светодиодные лампы, предназначенные для использования в бытовых условиях.

Для светодиодов с более низким напряжением обычно требуется отдельный драйвер, но у него есть одно преимущество. Если драйвер сломается, его можно заменить без замены лампочки.

Для чего используется светодиодный драйвер?

Что делает драйвер светодиода? Драйверы светодиодов выполняют те же функции, что и трансформаторы для низковольтных ламп. Светодиодные фонари в основном представляют собой низковольтные устройства — обычно 4 В, 12 В или 24 В — и предназначены для питания от постоянного тока. Однако большинство настенных розеток несовместимы напрямую, поскольку они обычно работают при гораздо более высоком напряжении (от 120 до 277 В) и питаются переменным током. Поскольку среднее напряжение светодиода слишком низкое для обычного трансформатора, для преобразования переменного тока высокого напряжения в постоянный ток низкого напряжения используются специальные драйверы светодиодов.

Драйверы светодиодов имеют второстепенную функцию предотвращения скачков напряжения и колебаний, которые могут вызвать высокие температуры и повлиять на светоотдачу. Светодиоды предназначены для использования в пределах строго заданного диапазона силы тока.

Некоторые драйверы светодиодов также можно использовать для управления и последовательности яркости подключенных светодиодных систем и отображаемых цветов. Это делается путем выборочного включения и выключения отдельных светодиодов. Белый свет, например, обычно создается путем одновременного отображения светодиодов нескольких цветов — отключите некоторые из них с помощью светодиода, и белый цвет больше не будет виден.

Как работают светодиодные драйверы?

Как работает светодиодный драйвер? Проще говоря, требования к прямому напряжению светодиода будут меняться при изменении его температуры. По мере того, как становится жарче, количество напряжения, необходимого для подачи тока на светодиод, падает, и поэтому он потребляет больше энергии. Если не остановить, температура будет продолжать расти, и светодиод перегорит — процесс, известный как тепловой разгон. Драйверы светодиодов имеют уровни выходной мощности, соответствующие требованиям светодиодов. Постоянный ток, подаваемый драйвером, предотвращает тепловой разгон, реагируя на изменения прямого напряжения.

Светодиодные драйверы постоянного тока и постоянного напряжения

Драйверы светодиодов постоянного тока используются со светодиодами, которым требуется постоянный ток, но переменное напряжение по мере изменения мощности (общая мощность нагрузки) в каждом светодиоде. Драйвер отвечает за изменение напряжения.

Основные номинальные значения силы тока для драйверов светодиодов постоянного тока:

350 миллиампер (мА)

Типичной конфигурацией может быть подача тока 700 миллиампер (мА), поскольку напряжение изменяется от 13 до 50 вольт в ответ на нагрузку XNUMX Вт.

Эти устройства также известны как драйверы светодиодов с постоянной мощностью. Типичные варианты использования включают:

Освещение наружных элементов

Дисплеи высокой четкости для использования в общественных местах

Подсветка рекламных щитов

Напротив, схемы драйверов светодиодов с постоянным напряжением предназначены для светодиодов, которым требуется постоянное напряжение — обычно 10 В, 12 В или 24 В постоянного тока. Это делает их наиболее подходящими для светодиодов, расположенных в линию или цепочку, например, полос освещения или аналогичных конфигураций, параллельных драйверу. Обычно драйверы светодиодных лент имеют отдельный резистор для каждого светодиода в ленте — это известно как токоограничивающий резистор.

Уровень напряжения

Драйверы светодиодов обеспечивают мост между источником питания от сети и светодиодными лампами, преобразуя переменный ток среднего и высокого напряжения в постоянный ток более низкого напряжения. Важно убедиться, что выбранный вами светодиодный драйвер рассчитан на совместимость с источником питания, к которому вы будете его подключать. Типичные напряжения сети включают в себя:

Драйверы светодиодов обычно работают от 12 В или 24 В. Также встречаются системы с напряжением 5 В. Широкий выбор драйверов светодиодов с номинальным напряжением доступен как для драйверов постоянного тока, так и для драйверов постоянного напряжения. Максимальный выход светодиодных систем должен быть меньше максимального напряжения, на которое рассчитан драйвер.

Типы мощности

Основной функцией драйвера светодиодов является преобразование переменного тока (AC) с более высоким напряжением в постоянный ток (DC), работающий при более низком напряжении — обычно 12 В или 24 В.

Постоянный ток течет только в одном направлении, в то время как переменный ток меняет направление через заданные промежутки времени. Переменный ток является стандартной формой электричества, подаваемого по электросетям, потому что его можно эффективно передавать на большие расстояния, а напряжение легко изменить с помощью трансформатора.

Особенности и типы светодиодных драйверов

Как и все компоненты, светодиодные драйверы доступны в различных моделях с различными характеристиками. Помимо прочих факторов, доступные входные и выходные уровни варьируются в зависимости от модели, а также КПД, номинальная мощность и степень защиты от внешних воздействий (защита от проникновения), применяемая для защиты соединительных клемм.

Давайте рассмотрим несколько основных доступных моделей:

Маленькие светодиодные драйверы

Маленькие или мини-драйверы светодиодов предназначены для использования с меньшими светодиодными лампами. 4-ваттная мощность была бы типичной.

Диммируемые светодиодные драйверы

Драйверы светодиодов с регулируемой яркостью позволяют пользователям динамически регулировать яркость светодиодов. Регулируемые драйверы светодиодов — полезный способ создания декоративного освещения в общественных местах, таких как магазины.

Драйверы светодиодов высокой мощности

Мощность светодиодов неуклонно растет — некоторые профессиональные модели сейчас предлагают до 100 люмен на ватт. Люмены – это международно признанная единица измерения видимого света. Эти мощные модели широко используются в больших системах освещения, используемых в коммерческих и общественных помещениях. Естественно, для обеспечения бесперебойной работы им требуются более мощные светодиодные драйверы или турбины.

Драйверы COB-светодиодов

Светодиоды «чип на плате» (COB) состоят из нескольких светодиодов в кластере вместе с интегральной схемой. Как правило, они включают в себя функцию затемнения. Вам потребуется совместимый драйвер или трансформатор с достаточным номинальным напряжением. Драйверы постоянного тока и постоянного напряжения совместимы с драйверами светодиодов COB, но модели постоянного тока легче применять.

Драйвер светодиодной ленты

Светодиодные ленты обычно имеют меньшие огни. Обычно они используются для световых эффектов настроения — например, рождественских огней. Драйверы мини-светодиодов являются лучшим выбором для них, хотя требования к общему напряжению могут возрасти для более длинных цепочек.

Как использовать светодиодный драйвер

Инструкции по установке светодиодного драйвера

Убедитесь, что ваш светодиодный драйвер полностью совместим с вашим источником питания и светодиодной системой, к которой вы собираетесь его подключить. Номинальные значения силы тока и напряжения должны совпадать.

Убедитесь, что водитель не будет подвергаться нагрузкам окружающей среды, на которые он не рассчитан. Например, если вы устанавливаете светодиоды на открытом воздухе, убедитесь, что ваш драйвер имеет достаточный уровень водонепроницаемости.

Определите положительный и отрицательный провода в розетке, затем отключите розетку от сети.

Установите драйвер — прикрепите его к светодиодной системе с помощью винтов с цветовой маркировкой.

Подсоедините положительный и отрицательный провода светодиодной системы к соответствующим клеммам на драйвере.

Подключите зеленый провод заземления (GND) на приводе к клемме заземления.

Подключите положительный и отрицательный провода в розетке к соответствующим клеммам на драйвере.

Тщательно протестируйте установку, чтобы убедиться в правильности и надежности соединений и в отсутствии перегрева. При возникновении неисправностей отключите источник питания и определите причину

Как отремонтировать драйвер светодиодной лампы

Откройте драйвер с помощью отвертки и внимательно проверьте на наличие видимых дефектов и следов пригорания.

Используйте электрическое испытательное оборудование для выявления неисправных компонентов.

Замените эти компоненты, если это возможно, и проверьте устройство. Если это невозможно сделать, потребуется замена всего драйвера.

В целях безопасности убедитесь, что проверка и ремонт драйвера светодиодов выполняются квалифицированным инженером.

Какой светодиодный драйвер мне нужен?

к решите, какой размер светодиодного драйвера вам понадобится Чтобы соответствовать вашим требованиям, вам необходимо знать:

Напряжение сети электропитания, которое вы будете использовать

Суммарная потребляемая мощность светодиодов в системе

Требуют ли светодиоды постоянного напряжения или постоянного тока

Любые другие технические факторы, которые могут повлиять на работу драйверов светодиодов, например, необходимость точного управления цветом или потенциальное воздействие воды. Водонепроницаемость определяется рейтингом IP светодиода — чем выше значение, тем выше устойчивость. Степень защиты IP 44 указывает на пригодность для использования на кухнях или в других помещениях, где возможно периодическое попадание брызг. Между тем, высокий рейтинг IP 67 указывает на то, что драйвер подходит для использования вне помещений. Драйверы со степенью защиты IP 20 предназначены для использования только в сухих помещениях.

Другим фактором является бренд или производитель. Популярные бренды светодиодных драйверов включают:

Какой тип светодиодного драйвера мне нужен? Постоянный ток против постоянного напряжения

«Какой тип светодиодного драйвера мне нужен?» Поиск драйверов для светодиодов может быть более сложным, чем вы думаете, учитывая разнообразие доступных вариантов. Есть много факторов, на которые следует обратить внимание при выборе того, который лучше всего подходит для вас, мы подробно рассмотрели это в нашем руководстве по светодиодным драйверам здесь. Одним из важных вариантов выбора является выбор драйвера светодиодов постоянного тока вместо драйвера светодиодов постоянного напряжения. Теперь известно, что драйверы светодиодов считаются устройствами постоянного тока, так почему же производители предлагают драйверы постоянного напряжения и для светодиодов? Как мы можем определить разницу между этими двумя?

Читайте также:

Как установить слив для душа

Драйверы светодиодов постоянного тока и драйверы светодиодов постоянного напряжения

Драйверы постоянного тока и постоянного напряжения являются жизнеспособными вариантами источника питания для светодиодных источников света, разница заключается в способе подачи питания. Драйверы светодиодов являются движущей силой, которая обеспечивает и регулирует необходимую мощность для обеспечения безопасной и стабильной работы светодиодов. Понимание разницы между двумя типами может:

Помощь в правильном питании светодиодов
Избегайте серьезных повреждений ваших инвестиций в светодиоды

Что такое драйвер постоянного тока для светодиодов?

Драйверы светодиодов постоянного тока рассчитаны на определенный диапазон выходных напряжений и фиксированный выходной ток (мА). Светодиоды, которые рассчитаны на работу с драйвером постоянного тока, требуют определенного источника тока, обычно указанного в миллиамперах (мА) или амперах (А). Эти драйверы изменяют напряжение в электронной цепи, что позволяет току оставаться постоянным во всей светодиодной системе. Драйвер постоянного тока Mean Well AP является хорошим примером, показанным ниже:

Более высокие значения тока делают светодиод ярче, но если его не регулировать, светодиод будет потреблять больше тока, чем он рассчитан. Термический разгон относится к избыточному току сверх максимального тока возбуждения светодиодов, что приводит к значительному сокращению срока службы светодиодов и преждевременному перегоранию из-за повышения температуры. Драйвер постоянного тока — лучший способ управлять мощными светодиодами, поскольку он поддерживает постоянную яркость для всех светодиодов в серии.

Что такое драйвер постоянного напряжения для светодиодов?

Драйверы постоянного напряжения рассчитаны на одно выходное напряжение постоянного тока. Наиболее распространенные драйверы постоянного напряжения (или блоки питания) имеют напряжение 12 В или 24 В постоянного тока. Светодиодный светильник, рассчитанный на постоянное напряжение, обычно указывает величину входного напряжения, необходимую для правильной работы.

Источник постоянного напряжения получает стандартное линейное напряжение (120-277 В переменного тока). Это тип питания, который обычно выводится из настенных розеток по всему дому. Драйверы постоянного напряжения переключают это напряжение переменного тока (VAC) на низкое напряжение постоянного тока (VDC). Драйвер всегда будет поддерживать постоянное напряжение, независимо от того, какая токовая нагрузка на него возложена. Пример источника постоянного напряжения приведен ниже в Mean Well LPV-60-12.

LPV-60-12 будет поддерживать постоянное напряжение 12 В постоянного тока, если ток остается ниже максимального значения 5 ампер, указанного в таблице. Чаще всего драйверы постоянного напряжения используются в светильниках под шкафами и других гибких светодиодных лентах, но они не ограничиваются этими категориями.

Итак, как мне узнать, какой тип светодиодного драйвера мне нужен?

Дело за постоянный ток драйверы:

Если вы посмотрите на мощные светодиоды, то увидите, что одной из уникальных характеристик является экспоненциальная зависимость между приложенным к светодиоду прямым напряжением и током, протекающим через него. Это хорошо видно из электрических характеристик Cree XP-G2, приведенных ниже на рисунке 1. Когда светодиод включен, даже минимальное изменение напряжения на 5 % (от 2.74 В до 2.87 В) может привести к увеличению тока на 100 %. перешел на XP-G2, как видно по красным меткам, ток увеличился с 350 мА до 700 мА.

Теперь более высокий ток делает светодиод ярче, но он также в конечном итоге приведет к перегрузке светодиода. См. рис. 2, где приведены характеристики Cree по максимальному прямому току и кривые снижения номинальных характеристик при различных температурах окружающей среды. В приведенном выше примере мы по-прежнему могли бы управлять светодиодом XP-G2 при токе 700 мА, однако, если бы у вас не было устройства ограничения тока, светодиод потреблял бы больше тока, поскольку его электрические характеристики изменились из-за повышения температуры. Это в конечном итоге подтолкнет текущий уровень выше предела… особенно в более жарких условиях. Избыточный прямой ток приведет к дополнительному нагреву системы, сокращению срока службы светодиодов и, в конечном итоге, к выходу их из строя. Мы называем это тепловым разгоном, который более подробно объясняется здесь. По этой причине предпочтительным методом питания мощных светодиодов является драйвер светодиода постоянного тока. С источником постоянного тока, даже когда напряжение изменяется в зависимости от температуры, драйвер поддерживает постоянный ток, не перегружая светодиод и предотвращая тепловой разгон.

Когда я использую Драйвер светодиода с постоянным напряжением?

Вышеприведенный пример относится к мощным светодиодам и в меньшем масштабе, поскольку мы говорили только об использовании одного светодиода. Что касается освещения в реальном мире, то создавать все вручную из одного диода неудобно и неэкономично, светодиоды обычно используются вместе в последовательных и / или параллельных цепях для достижения желаемого результата. К счастью для дизайнеров освещения, производители представили на рынке множество светодиодных продуктов, в которых несколько светодиодов уже собраны вместе, например, светодиодные ленты, светодиодные полосы и т. д.

Наиболее распространенные светодиодные ленты имеют группу светодиодов, последовательно соединенных с токоограничивающим резистором. Производители следят за тем, чтобы резисторы были правильного номинала и находились в правильном положении, чтобы светодиоды на полосках были менее подвержены изменению источника напряжения, как мы говорили с XP-G2. Поскольку их ток уже регулируется, все, что им нужно, это постоянное напряжение для питания светодиодов.

Когда светодиоды или массив светодиодов сконструированы таким образом, они обычно указывают рабочее напряжение. Поэтому, если вы видите, что ваша полоса потребляет 12 В постоянного тока, не беспокойтесь о драйвере постоянного тока, все, что вам нужно, это источник постоянного напряжения 12 В постоянного тока, поскольку ток уже регулируется встроенной схемой, встроенной производителем.

Преимущество использования светодиодного драйвера постоянного тока

Поэтому, когда вы создаете свой собственный светильник или работаете с нашими мощными светодиодами, в ваших интересах использовать драйверы постоянного тока, потому что:

Они не нарушают максимальный ток, указанный для светодиодов, что позволяет избежать перегорания/теплового разгона.
Дизайнерам проще управлять приложениями, и они помогают создать свет с более постоянной яркостью.

Преимущество использования светодиодного драйвера постоянного напряжения

Драйвер светодиода с постоянным напряжением используется только при использовании светодиода или массива, рассчитанного на определенное напряжение. Это полезно как:

Постоянное напряжение — гораздо более знакомая технология для инженеров-конструкторов и монтажников.
Стоимость этих систем может быть ниже, особенно в крупномасштабных приложениях.

Не стесняйтесь взглянуть на наше руководство по светодиодным лентам, в котором есть много устройств, которые могут работать от постоянного напряжения. Кроме того, если вам нужна помощь в выборе драйвера светодиода постоянного тока, перейдите к нашему полезному сообщению о том, как выбрать правильный драйвер.

Блоки питания для светодиодных лент – Гибкие блоки питания для светодиодных лент

FLEXFIRE LEDs РУКОВОДСТВО ПО ИСТОЧНИКАМ ПИТАНИЯ: Используйте таблицы, чтобы выяснить, какой блок питания для светодиодной ленты вам нужен.

Используйте ключ ниже, чтобы увидеть, какой блок питания вам понадобится. Посмотрите ниже и найдите количество футов, которые вы собираетесь использовать. Затем просмотрите последний столбец, чтобы узнать о рекомендуемом источнике питания для светодиодов.

Введение

Поскольку наши продукты светодиодного освещения настраиваются и поставляются в разных размерах, необходимый вам источник питания будет зависеть от ДЛИНА & ТИП светодиодной ленты, которую вы используете для своего проекта.

Правильный источник питания, необходимый для вашего проекта светодиодного освещения, легко рассчитать. Следуйте пошаговым инструкциям и примерам ниже, чтобы определить, какой блок питания вам нужен.

На протяжении всей статьи, в оранжевом , мы создадим фиктивный пример, которому вы можете следовать.

Шаг 1. Какую серию светодиодных лент вы будете использовать?

Компания первый шаг заключается в том, чтобы выбрать, какую гибкую светодиодную ленту вы собираетесь использовать для своего проекта. Каждая лента использует разную мощность или напряжение. Выберите серию и длину полосы света, которую вы будете устанавливать.

Для нашего пробного проекта мы будем использовать 10-футовую полосу света Architectural Series в качестве примера.

Имейте в виду рекомендуемую максимальную длину хода ламп из-за падения напряжения.

Серия Architectural имеет максимальную длину пробега 42 фута в версии на 24 В.
Вы можете подключить более 42 футов к источнику питания, установив трассы параллельно.

Шаг 2. Проверьте, является ли вход вашей полосы 12 В, 24 В или 48 В постоянного тока.

Проверьте характеристики продукта или маркировку на полосе. Это важно проверить, потому что неправильное входное напряжение может привести к неисправности или другим угрозам безопасности. Кроме того, некоторые полосы света используют высокое напряжение переменного тока и не требуют источника питания.

Итак, в нашем продолжении примера серия Architectural использует вход 24 В.

Шаг 3 – Проверьте, сколько ватт на фут будет потреблять ваша светодиодная лента

Этот шаг очень важен для определения того, какой мощности блок питания вам понадобится. Каждая полоса потребляет определенное количество энергии на фут (ватт/фут). Если у вас недостаточно энергии для освещения ваших полосок, они могут казаться тусклыми, мерцать или вообще не светиться. Ватты на фут можно найти на странице продукта полосы света.

Архитектурная серия использует 4.4 Вт / фут.

Шаг 4 – Рассчитайте расчетное энергопотребление

Этот расчет важен для определения размера необходимого источника питания. Опять же, это зависит от типа и длины световой полосы.

Наша примерная установка длиной 10 футов будет использовать 4.4 Вт / фут x 10 футов = 44 Вт.

Шаг 5 – Поймите правило 80%

При выборе блока питания рекомендуется убедиться, что вы используете только 80% максимальной номинальной мощности, чтобы увеличить срок службы блока питания и обеспечить его охлаждение во избежание перегрева. Это называется дерейтинг. Этот расчет выполняется путем деления расчетной мощности ленты на 0.8.

В нашем дальнейшем примере 44 Вт делят на 0.8 = 55 Вт минимальной номинальной мощности источника питания.

Это означает, что вам понадобится блок питания с минимальная выходная мощность 55 Вт при 24 В постоянного тока.

Шаг 6. Соберите все вместе, чтобы определить, какой блок питания вам понадобится.

В нашем примере мы определили, что нам нужен 24V блок питания с минимальной выходной мощностью 55W.

Как только вы узнаете необходимое напряжение и минимальную мощность, вы можете выбрать источник питания. В зависимости от вашей установки вы можете выбрать один из трех различных типов блоков питания.

1. Блок питания Zurik™ с регулируемой яркостью – отлично подходит для диммеров переменного тока, таких как Lutron, Leviton и т. д. Отличная гарантия, которой доверяют во всем мире.

2. Настольный блок питания в пластиковом корпусе «подключи и работай». Подключи и работай, прост в установке, предназначен для использования в помещении.

3. Блок питания без регулировки яркости, как у бренда Mean Well™ – Надежный, рассчитанный на использование в помещении и на открытом воздухе, высокая выходная мощность, длительная гарантия, пользующийся доверием во всем мире.