EM ultimamente Os consumidores estão cada vez mais interessados ​​em iluminação LED. A popularidade das lâmpadas LED é bem fundamentada – nova tecnologia a iluminação não emite radiação ultravioleta, é econômica e a vida útil dessas lâmpadas é superior a 10 anos. Além disso, com a ajuda de elementos LED em interiores de casas e escritórios, é fácil criar texturas de luz originais em exteriores.

Se você decidir adquirir esses dispositivos para sua casa ou escritório, saiba que eles são muito exigentes nos parâmetros das redes elétricas. Para desempenho ideal iluminação, você precisará de um driver de LED. Como o mercado da construção está repleto de dispositivos de qualidade e preços variados, antes de adquirir dispositivos LED e uma fonte de alimentação para os mesmos, é uma boa ideia familiarizar-se com os conselhos básicos dados por especialistas no assunto.

Primeiro, vamos ver por que é necessário um dispositivo como driver.

Qual é o propósito dos motoristas?

Um driver (fonte de alimentação) é um dispositivo que desempenha as funções de estabilizar a corrente que flui pelo circuito de LED e é responsável por garantir que o dispositivo que você adquiriu funcione pelo número de horas garantido pelo fabricante. Ao selecionar uma fonte de alimentação, você deve primeiro estudar minuciosamente suas características de saída, incluindo corrente, tensão, potência, eficiência, bem como o grau de sua proteção e exposição a fatores externos.

Por exemplo, o brilho do LED depende das características do fluxo de corrente. O símbolo digital de tensão reflete a faixa na qual o driver opera durante possíveis picos de tensão. E, claro, quanto maior a eficiência, mais eficientemente o dispositivo funcionará e sua vida útil será maior.

Onde os drivers de LED são usados?

Um dispositivo eletrônico - um driver - geralmente é alimentado por uma rede elétrica de 220 V, mas foi projetado para funcionar com baixa tensão v10, 12 e 24V. A faixa de tensão de saída operacional, na maioria dos casos, é de 3 V a várias dezenas de volts. Por exemplo, você precisa conectar sete LEDs de 3V. Neste caso, você precisará de um driver com tensão de saída de 9 a 24 V, avaliada em 780 mA. Observe que, apesar de sua versatilidade, tal driver terá baixa eficiência se você aplicar uma carga mínima.

Se precisar instalar iluminação em um carro, inserir uma lâmpada no farol de uma bicicleta ou motocicleta, em um ou dois pequenos postes de luz ou em uma luminária de mão, uma fonte de alimentação de 9 a 36V será suficiente para você.

Drivers de LED mais potentes deverão ser selecionados se você pretende conectar um sistema LED composto por três ou mais dispositivos ao ar livre, se o escolheu para decorar seu interior ou se possui luminárias de mesa de escritório que funcionam pelo menos 8 horas por dia.

Como funciona o motorista?

Como já dissemos, o driver de LED atua como fonte de corrente. A fonte de tensão produz uma certa tensão na sua saída, idealmente independente da carga.

Por exemplo, vamos conectar um resistor de 40 Ohm a uma fonte de 12 V. Uma corrente de 300mA fluirá através dele.

Agora vamos ligar dois resistores ao mesmo tempo. A corrente total já será de 600mA.

A fonte de alimentação mantém a corrente especificada em sua saída. A tensão pode mudar neste caso. Vamos também conectar um resistor de 40 Ohm ao driver de 300 mA.

A fonte de alimentação criará uma queda de tensão de 12 V no resistor.

Se você conectar dois resistores em paralelo, a corrente também será de 300mA e a tensão cairá pela metade.

Quais são as principais características Drivers de LED?

Ao selecionar um driver, preste atenção a parâmetros como tensão de saída, potência consumida pela carga (corrente).

— A tensão de saída depende da queda de tensão no LED; número de LEDs; dependendo do método de conexão.

— A corrente na saída da fonte de alimentação é determinada pelas características dos LEDs e depende de sua potência e brilho, quantidade e esquema de cores.

Detenhamo-nos nas características de cor das lâmpadas LED. Aliás, a potência de carga depende disso. Por exemplo, o consumo médio de energia de um LED vermelho varia dentro de 740 mW. Para verde, a potência média será de cerca de 1,20 W. Com base nesses dados, você pode calcular antecipadamente quanta potência do driver será necessária.

P=Pleiado x N

onde Pled é a potência do LED, N é o número de diodos conectados.

Outra regra importante. D Para uma operação estável da fonte de alimentação, a reserva de energia deve ser de pelo menos 25%. Ou seja, a seguinte relação deve ser satisfeita:

Pmáx ≥ (1,2…1,3)xP

onde Pmax é a potência máxima da fonte de alimentação.

Como conectar LEDs corretamente?

Existem várias maneiras de conectar LEDs.

O primeiro método é a administração sequencial. Aqui você precisará de um driver com tensão de 12V e corrente de 300mA. Com este método, os LEDs da lâmpada ou da faixa queimam com a mesma intensidade, mas se você decidir conectar mais LEDs, precisará de um driver com tensão muito alta.

O segundo método é a conexão paralela. Uma fonte de alimentação de 6 V é adequada para nós, e a corrente será consumida aproximadamente o dobro do que com conexão serial. Há também uma desvantagem - um circuito pode brilhar mais que o outro.

Conexão série-paralelo - encontrada em holofotes e outras lâmpadas potentes que operam em tensão contínua e alternada.

O quarto método é conectar o driver em série, dois de cada vez. É o menos preferido.

Também existe uma opção híbrida. Ele combina as vantagens de consistência e conexão paralela LEDs.

Os especialistas aconselham a escolha de um driver antes de comprar LEDs, e também é aconselhável determinar primeiro o diagrama de conexão. Dessa forma, a fonte de alimentação funcionará com mais eficiência para você.

Drivers lineares e de pulso. Quais são os seus princípios de funcionamento?

Hoje, drivers lineares e de pulso são produzidos para lâmpadas e tiras de LED.
A saída linear é um gerador de corrente, que fornece estabilização de tensão sem criar interferência eletromagnética. Esses drivers são fáceis de usar e não são caros, mas sua baixa eficiência limita seu escopo de aplicação.

Os drivers de comutação, por outro lado, apresentam alta eficiência (cerca de 96%) e também são compactos. É preferível usar um driver com essas características para dispositivos de iluminação portáteis, o que permite aumentar o tempo de operação da fonte de alimentação. Mas também há um ponto negativo - devido ao alto nível de interferência eletromagnética, é menos atraente.

Você precisa de um driver de LED de 220V?

Drivers lineares e de pulso são produzidos para inclusão em uma rede de 220V. Além disso, se as fontes de alimentação possuírem isolamento galvânico (transferência de energia ou sinal entre circuitos elétricos sem contato elétrico entre eles), demonstram alta eficiência, confiabilidade e segurança na operação.

Sem isolamento galvânico, a fonte de alimentação custará menos, mas não será tão confiável e exigirá cuidado ao conectar devido ao perigo de choque elétrico.

Ao selecionar os parâmetros de potência, os especialistas recomendam escolher drivers de LED com potência superior ao mínimo exigido em 25%. Essa reserva de energia evitará que o dispositivo eletrônico e a fonte de alimentação falhem rapidamente.

Vale a pena comprar drivers chineses?

Fabricado na China – hoje no mercado você encontra centenas de drivers de diversas características fabricados na China. O que eles são? Estes são principalmente dispositivos com fonte de corrente pulsada de 350-700mA. O preço baixo e a presença de isolamento galvânico permitem que esses drivers sejam muito procurados pelos compradores. Mas também existem desvantagens em um dispositivo fabricado na China. Muitas vezes não possuem carcaça, o uso de elementos baratos reduz a confiabilidade do driver e também não há proteção contra superaquecimento e oscilações na fonte de alimentação.

Os motoristas chineses, como muitos produtos produzidos no Reino Médio, têm vida curta. Portanto, se você deseja instalar um sistema de iluminação de alta qualidade que irá atendê-lo por anos, é melhor comprar um conversor LED de um fabricante confiável.

Qual é a vida útil de um driver de LED?

Os drivers, como qualquer aparelho eletrônico, têm sua própria vida útil. A vida útil garantida do driver LED é de 30.000 horas. Mas não se esqueça que o tempo de funcionamento do aparelho dependerá também da instabilidade da tensão da rede, do nível de umidade e das mudanças de temperatura e da influência de fatores externos sobre o mesmo.

A carga incompleta do driver também reduz a vida útil do dispositivo. Por exemplo, se o driver de LED for projetado para 200 W, mas operar com uma carga de 90 W, metade de sua potência será devolvida para rede elétrica, causando sobrecarga. Isso provoca falhas frequentes de energia e o dispositivo pode queimar depois de servir por apenas um ano.

Siga nossas dicas e você não precisará trocar os dispositivos LED com frequência.

Os LEDs para sua alimentação requerem o uso de dispositivos que estabilizem a corrente que passa por eles. No caso de indicadores e outros LEDs de baixa potência, você pode conviver com resistores. Seu cálculo simples pode ser ainda mais simplificado usando a Calculadora LED.

Para usar LEDs de alta potência, você não pode prescindir do uso de dispositivos estabilizadores de corrente - drivers. Os drivers certos têm uma eficiência muito alta – até 90-95%. Além disso, eles fornecem corrente estável mesmo quando a tensão da fonte de alimentação muda. E isso pode ser relevante se o LED for alimentado, por exemplo, por baterias. Os limitadores de corrente mais simples - resistores - por sua natureza, não podem fornecer isso.

Familiarize-se com a teoria de linear e estabilizadores de pulso atual pode ser encontrada no artigo "Drivers para LEDs".

Claro, você pode comprar um driver pronto. Mas é muito mais interessante fazer você mesmo. Isso exigirá habilidades básicas de leitura. diagramas elétricos e possuir um ferro de soldar. Vejamos alguns circuitos de driver caseiros simples para LEDs de alta potência.

Motorista simples. Montado em uma placa de ensaio, alimenta o poderoso Cree MT-G2

Muito circuito simples driver linear para LED. Q1 – Transistor de efeito de campo de canal N com potência suficiente. Adequado, por exemplo, IRFZ48 ou IRF530. Q2 é um transistor NPN bipolar. Usei 2N3004, você pode usar qualquer similar. O resistor R2 é um resistor de 0,5-2W que determinará a corrente do driver. A resistência R2 2,2Ohm fornece uma corrente de 200-300mA. A tensão de entrada não deve ser muito alta - é aconselhável não ultrapassar 12-15V. O driver é linear, portanto a eficiência do driver será determinada pela relação V LED / V IN, onde V LED é a queda de tensão no LED e V IN é tensão de entrada. Quanto maior a diferença entre a tensão de entrada e a queda no LED e quanto maior a corrente do driver, mais o transistor Q1 e o resistor R2 aquecerão. No entanto, V IN deve ser maior que V LED em pelo menos 1-2V.

Para testes, montei o circuito em uma placa de ensaio e alimentei-o com um poderoso LED CREE MT-G2. A tensão da fonte de alimentação é 9V, a queda de tensão no LED é 6V. O motorista trabalhou imediatamente. E mesmo com uma corrente tão pequena (240mA), o mosfet dissipa 0,24 * 3 = 0,72 W de calor, o que não é nada pequeno.

O esquema é muito simples e mesmo em dispositivo acabado pode ser montado por instalação suspensa.

O circuito do próximo driver caseiro também é extremamente simples. Envolve o uso de um chip conversor de tensão redutor LM317. Este microcircuito pode ser usado como estabilizador de corrente.

Um driver ainda mais simples no chip LM317

A tensão de entrada pode ser de até 37V, deve ser pelo menos 3V maior que a queda de tensão no LED. A resistência do resistor R1 é calculada pela fórmula R1 = 1,2/I, onde I é a corrente necessária. A corrente não deve exceder 1,5A. Mas nesta corrente, o resistor R1 deve ser capaz de dissipar 1,5 * 1,5 * 0,8 = 1,8 W de calor. O chip LM317 também ficará muito quente e não será possível sem um dissipador de calor. O driver também é linear, portanto para que a eficiência seja máxima a diferença entre V IN e V LED deve ser a menor possível. Como o circuito é muito simples, também pode ser montado por instalação suspensa.

Na mesma placa de ensaio foi montado um circuito com dois resistores de um watt com resistência de 2,2 Ohms. A intensidade da corrente acabou sendo menor que a calculada, pois os contatos na placa de ensaio não são ideais e agregam resistência.

O próximo driver é um driver pulse buck. Ele é montado no chip QX5241.

O circuito também é simples, mas consiste em um número um pouco maior de peças e aqui sem fabricação placa de circuito impresso não consigo sobreviver. Além disso, o próprio chip QX5241 é fabricado em um pacote SOT23-6 bastante pequeno e requer atenção durante a soldagem.

A tensão de entrada não deve exceder 36V, a corrente máxima de estabilização é 3A. O capacitor de entrada C1 pode ser qualquer coisa - eletrolítico, cerâmico ou de tântalo. Sua capacidade é de até 100 µF, a tensão máxima de operação não é inferior a 2 vezes a entrada. O capacitor C2 é cerâmico. O capacitor C3 é cerâmico, capacidade 10 μF, tensão - pelo menos 2 vezes maior que a entrada. O resistor R1 deve ter potência de pelo menos 1W. Sua resistência é calculada pela fórmula R1 = 0,2 / I, onde I é a corrente necessária do driver. Resistor R2 - qualquer resistência de 20-100 kOhm. O diodo Schottky D1 deve suportar a tensão reversa com reserva - pelo menos 2 vezes o valor da entrada. E deve ser projetado para uma corrente não inferior à corrente necessária do driver. Um dos elementos mais importantes do circuito é o transistor de efeito de campo Q1. Este deve ser um dispositivo de campo de canal N com a resistência mínima possível no estado aberto, é claro, deve suportar a tensão de entrada e a intensidade de corrente necessária com uma reserva; Uma boa opção são os transistores de efeito de campo SI4178, IRF7201, etc. O indutor L1 deve ter uma indutância de 20-40 μH e uma corrente operacional máxima não inferior à corrente necessária do driver.

O número de peças deste driver é muito pequeno, todas elas de tamanho compacto. O resultado pode ser um driver bastante pequeno e, ao mesmo tempo, poderoso. Esse driver de pulso, sua eficiência é significativamente maior que a dos drivers lineares. No entanto, é recomendado selecionar uma tensão de entrada que seja apenas 2-3 V maior que a queda de tensão nos LEDs. O driver também é interessante porque a saída 2 (DIM) do chip QX5241 pode ser usada para dimerização - regulando a corrente do driver e, consequentemente, o brilho do LED. Para isso, pulsos (PWM) com frequência de até 20 KHz devem ser fornecidos a esta saída. Qualquer microcontrolador adequado pode lidar com isso. O resultado pode ser um driver com vários modos de operação.

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O uso de LEDs como fontes de iluminação geralmente requer um driver especializado. Mas acontece que o driver necessário Não tenho em mãos, mas preciso organizar a iluminação, por exemplo, de um carro, ou testar o brilho do LED. Nesse caso, você pode fazer isso sozinho para os LEDs.

Como fazer um driver para LEDs

Os circuitos abaixo utilizam os elementos mais comuns que podem ser adquiridos em qualquer loja de rádios. Nenhum equipamento especial é necessário para a montagem; todas as ferramentas necessárias estão amplamente disponíveis. Apesar disso, com uma abordagem cuidadosa, os aparelhos funcionam por bastante tempo e não são muito inferiores aos modelos comerciais.

Materiais e ferramentas necessários

Para montar um driver caseiro você precisará de:

• Ferro de soldar com potência de 25-40 W. Também pode ser usado mais poder, mas ao mesmo tempo aumenta o perigo de superaquecimento dos elementos e sua falha. O melhor é usar um ferro de soldar com resistência de cerâmica e ponta que não queime, porque... uma ponta de cobre normal oxida rapidamente e precisa ser limpa.
• Fluxo para soldagem (breu, glicerina, FKET, etc.). É aconselhável utilizar um fluxo neutro - ao contrário dos fluxos ativos (ácidos fosfórico e clorídrico, cloreto de zinco, etc.), não oxida os contatos com o tempo e é menos tóxico. Independentemente do fluxo utilizado, após a montagem do aparelho é melhor lavá-lo com álcool. Para fluxos ativos este procedimento é obrigatório, para fluxos neutros - em menor grau.
• Solda. A mais comum é a solda de estanho-chumbo de baixo ponto de fusão POS-61. As soldas sem chumbo são menos prejudiciais se os vapores forem inalados durante a soldagem, mas têm mais alta temperatura derretendo com menos fluidez e tendência à degradação da costura com o tempo.
• Alicate pequeno para dobrar cabos.
• Cortadores de fio ou cortadores laterais para cortar pontas longas de cabos e fios.
• Os fios de instalação são isolados. Os multifilamentares são mais adequados fios de cobre seção transversal de 0,35 a 1 mm2.
• Multímetro para monitoramento de tensão em pontos nodais.
• Fita isolante ou tubo termorretrátil.
• Um pequeno protótipo de placa feita de fibra de vidro. Uma placa de 60x40 mm será suficiente.

Placa de desenvolvimento PCB para instalação rápida

Circuito de driver simples para LED de 1 W

Um dos circuitos mais simples para alimentar um LED potente é mostrado na figura abaixo:

Como você pode ver, além do LED, inclui apenas 4 elementos: 2 transistores e 2 resistores.

O poderoso transistor de efeito de campo VT2 de canal n atua aqui como um regulador da corrente que passa pelo LED. O resistor R2 determina a corrente máxima que passa pelo LED e também funciona como sensor de corrente para o transistor VT1 no circuito opinião.

Quanto mais corrente passa pelo VT2, maior a queda de tensão em R2, respectivamente, o VT1 abre e diminui a tensão na porta do VT2, reduzindo assim a corrente do LED. Desta forma, consegue-se a estabilização da corrente de saída.

O circuito é alimentado por uma fonte Tensão CC 9 - 12 V, corrente não inferior a 500 mA. A tensão de entrada deve ser pelo menos 1-2 V maior que a queda de tensão no LED.

O resistor R2 deve dissipar 1-2 W de potência, dependendo da corrente necessária e da tensão de alimentação. O transistor VT2 é de canal n, projetado para uma corrente de pelo menos 500 mA: IRF530, IRFZ48, IRFZ44N. VT1 – qualquer npn bipolar de baixa potência: 2N3904, 2N5088, 2N2222, BC547, etc. R1 - potência 0,125 - 0,25 W com resistência de 100 kOhm.

Devido ao pequeno número de elementos, a montagem pode ser realizada por instalação suspensa:

Outro circuito de driver simples baseado no regulador de tensão controlado linear LM317:

Aqui a tensão de entrada pode ser de até 35 V. A resistência do resistor pode ser calculada usando a fórmula:

onde I é a intensidade da corrente em amperes.

Neste circuito, o LM317 irá dissipar uma potência significativa dada a grande diferença entre a tensão de alimentação e a queda do LED. Portanto, terá que ser colocado em um tamanho pequeno. O resistor também deve ser classificado para pelo menos 2 W.

Este esquema é discutido mais claramente no vídeo a seguir:

Aqui mostramos como conectar um LED potente usando baterias com tensão de cerca de 8 V. Quando a queda de tensão no LED é de cerca de 6 V, a diferença é pequena e o chip não esquenta muito, então você pode ficar sem um dissipador de calor.

Observe que se houver uma grande diferença entre a tensão de alimentação e a queda no LED, é necessário colocar o microcircuito em um dissipador de calor.

Circuito driver de energia com entrada PWM

Abaixo está um circuito para alimentar LEDs de alta potência:

O driver é construído em um comparador duplo LM393. O circuito em si é um conversor buck, ou seja, um conversor de tensão redutor de pulso.

Recursos do driver

• Tensão de alimentação: 5 - 24 V, constante;
• Corrente de saída: até 1 A, ajustável;
• Potência de saída: até 18 W;
• Proteção contra curto-circuito de saída;
• A capacidade de controlar o brilho usando um sinal PWM externo (será interessante ler como).

Princípio de funcionamento

O resistor R1 com diodo D1 forma uma fonte de tensão de referência de cerca de 0,7 V, que é regulada adicionalmente resistor variável VR1. Os resistores R10 e R11 servem como sensores de corrente para o comparador. Assim que a tensão entre eles ultrapassar a de referência, o comparador fechará, fechando assim o par de transistores Q1 e Q2, e eles, por sua vez, fecharão o transistor Q3. Porém, o indutor L1 neste momento tende a retomar o fluxo de corrente, então a corrente fluirá até que a tensão em R10 e R11 se torne menor que a referência, e o comparador abra o transistor Q3 novamente.

O par Q1 e Q2 atua como um buffer entre a saída do comparador e a porta de Q3. Isso protege o circuito de falsos positivos devido à interferência na porta Q3 e estabiliza sua operação.

A segunda parte do comparador (IC1 2/2) é usada para controle adicional de brilho usando PWM. Para isso, o sinal de controle é aplicado à entrada PWM: quando os níveis lógicos TTL (+5 e 0 V) ​​são aplicados, o circuito abrirá e fechará Q3. A frequência máxima do sinal na entrada PWM é de cerca de 2 KHz. Esta entrada também pode ser utilizada para ligar e desligar o aparelho através do controle remoto.

D3 é um diodo Schottky classificado para corrente de até 1 A. Se você não conseguir encontrar um diodo Schottky, poderá usar um diodo de pulso, por exemplo FR107, mas a potência de saída diminuirá ligeiramente.

A corrente máxima de saída é ajustada selecionando R2 e ligando ou desligando R11. Desta forma você pode obter os seguintes valores:

• 350 mA (LED de 1 W): R2=10K, R11 desabilitado,
• 700 mA (3 W): R2=10K, R11 conectado, nominal 1 Ohm,
• 1A (5W): R2=2,7K, R11 conectado, nominal 1 Ohm.

Dentro de limites mais estreitos, o ajuste é feito usando um resistor variável e um sinal PWM.

Montando e configurando o driver

Os componentes do driver são montados em uma placa de ensaio. Primeiro é instalado o chip LM393, depois os menores componentes: capacitores, resistores, diodos. Em seguida, são instalados transistores e, por último, um resistor variável.

É melhor colocar os elementos na placa de forma a minimizar a distância entre os pinos conectados e usar o mínimo possível de fios como jumpers.

Na hora de conectar é importante observar a polaridade dos diodos e a pinagem dos transistores, que pode ser encontrada em descrição técnica a esses componentes. Os diodos também podem ser usados ​​​​no modo de medição de resistência: no sentido direto, o dispositivo mostrará um valor da ordem de 500-600 Ohms.

Para alimentar o circuito você pode usar fonte externa Tensão DC 5-24 V ou baterias. 6F22 (“coroa”) e outras baterias têm capacidade muito pequena, portanto seu uso é impraticável ao usar LEDs de alta potência.

Após a montagem, você precisa ajustar a corrente de saída. Para isso, LEDs são soldados na saída e o motor VR1 é colocado na posição mais baixa conforme o diagrama (verificado com multímetro no modo “teste”). Em seguida, aplicamos a tensão de alimentação à entrada e girando o botão VR1 alcançamos o brilho de brilho necessário.

Lista de elementos:

Conclusão

Os dois primeiros circuitos considerados são muito simples de fabricar, mas não oferecem proteção contra curto-circuito e têm eficiência bastante baixa. Para uso a longo prazo, recomenda-se o terceiro circuito do LM393, pois não apresenta essas desvantagens e possui maior capacidade de ajuste da potência de saída.

Recentemente, um amigo me pediu para ajudar com um problema. Ele está desenvolvendo lâmpadas LED e vendendo-as ao longo do caminho. Ele acumulou diversas lâmpadas que não funcionam corretamente. Externamente, isso é expresso da seguinte forma: quando ligada, a lâmpada pisca por um curto período (menos de um segundo), apaga por um segundo e se repete indefinidamente. Ele me deu três dessas lâmpadas para estudar, resolvi o problema, a falha ficou muito interessante (bem no estilo de Hercule Poirot) e quero contar a vocês como encontrar a falha.

A lâmpada LED fica assim:

Figura 1. Aparência lâmpada LED desmontada

O desenvolvedor usou uma solução interessante - o calor dos LEDs operacionais é retirado por um tubo de calor e transferido para um radiador de alumínio clássico. Segundo o autor, esta solução permite garantir as corretas condições térmicas dos LEDs, minimizando a degradação térmica e garantindo a maior vida útil possível dos díodos. Ao mesmo tempo, a vida útil do driver de potência do diodo aumenta, uma vez que a placa do driver é removida do circuito térmico e a temperatura da placa não ultrapassa 50 graus Celsius.

Esta solução - separar as zonas funcionais de emissão de luz, remoção de calor e geração de corrente de energia - permitiu obter características de alto desempenho da lâmpada em termos de confiabilidade, durabilidade e facilidade de manutenção.
A desvantagem de tais lâmpadas, curiosamente, decorre diretamente de suas vantagens - os fabricantes não precisam de uma lâmpada durável :). Todos se lembram da história da conspiração entre os fabricantes de lâmpadas incandescentes sobre a vida útil máxima de 1.000 horas?

Bem, não posso deixar de notar a aparência característica do produto. Meu “controle estatal” (esposa) não me permitiu colocar essas lâmpadas no lustre onde elas fossem visíveis.

Voltemos aos problemas do driver.

Esta é a aparência da placa do driver:

Fig 2. Aparência da placa de driver de LED do lado da montagem em superfície

E no verso:

Fig 3. Aparência da placa de driver de LED do lado das peças de alimentação

Estudá-lo ao microscópio permitiu determinar o tipo de chip de controle - é o MT7930. Este é um chip de controle do conversor flyback (Fly Back), coberto com diversas proteções, como árvore de Natal- brinquedos.

O MT7930 possui proteção integrada:

Do excesso de corrente do elemento chave
redução da tensão de alimentação
aumentando a tensão de alimentação
curto-circuito na carga e ruptura de carga.
de exceder a temperatura do cristal

Declarar proteção contra curto-circuito na carga para uma fonte de corrente é mais de natureza comercial :)

Não foi possível obter um diagrama esquemático apenas para esse driver, mas uma pesquisa na Internet rendeu vários diagramas muito semelhantes. O mais próximo é mostrado na figura:

Fig 4. Driver de LED MT7930. Diagrama do circuito elétrico

A análise deste circuito e a leitura cuidadosa do manual do microcircuito me levaram à conclusão de que a origem do problema de piscar é o acionamento da proteção após a partida. Aqueles. ocorre o procedimento de inicialização inicial (a lâmpada pisca - é isso mesmo), mas depois o conversor desliga devido a uma das proteções, os capacitores de potência são descarregados e o ciclo recomeça.

Atenção! O circuito contém tensões potencialmente fatais! Não repita sem a devida compreensão do que você está fazendo!

Para estudar sinais com um osciloscópio, é necessário desacoplar o circuito da rede para que não haja contato galvânico. Para isso usei um transformador de isolamento. Na varanda, foram encontrados nas reservas dois transformadores TN36 de fabricação soviética, datados de 1975. Pois bem, são aparelhos atemporais, maciços, revestidos com verniz totalmente verde. Conectei de acordo com o esquema 220 – 24 – 24 -220. Aqueles. Primeiro baixei a tensão para 24 volts (4 enrolamentos secundários de 6,3 volts cada) e depois aumentei. Ter vários enrolamentos primários com derivação me deu a oportunidade de brincar com diferentes tensões de alimentação - de 110 volts a 238 volts. Esta solução é, obviamente, um tanto redundante, mas bastante adequada para medições únicas.

Fig 5. Foto do transformador de isolamento

Da descrição da partida no manual segue-se que quando a energia é aplicada, o capacitor C8 começa a carregar através dos resistores R1 e R2 com uma resistência total de cerca de 600 kohms. Dois resistores são usados ​​por razões de segurança, de modo que se um deles quebrar, a corrente através deste circuito não exceda o valor seguro.

Assim, o capacitor de potência carrega lentamente (desta vez é cerca de 300-400 ms) e quando a tensão atinge 18,5 volts, o procedimento de inicialização do conversor é iniciado. O microcircuito começa a gerar uma sequência de pulsos para o transistor de efeito de campo chave, o que leva ao aparecimento de tensão no enrolamento Na. Esta tensão é usada de duas maneiras - para gerar pulsos de feedback para controlar a corrente de saída (circuito R5 R6 C5) e para gerar a tensão de alimentação operacional do microcircuito (circuito D2 R9). Ao mesmo tempo, surge uma corrente no circuito de saída, que leva ao acendimento da lâmpada.

Por que a proteção funciona e por qual parâmetro?

Primeiro palpite

Disparo da proteção quando a tensão de saída é excedida?

Para testar essa suposição, retirei a solda e testei os resistores no circuito divisor (R5 10 kohm e R6 39 kohm). Não é possível verificá-los sem soldá-los, pois eles estão em paralelo através do enrolamento do transformador. Os elementos estavam bem, mas em algum momento o circuito começou a funcionar!

Verifiquei os formatos e tensões dos sinais em todos os pontos do conversor com um osciloscópio e fiquei surpreso ao ver que todos eles estavam totalmente certificados. Sem desvios da norma...

Deixei o circuito funcionar por uma hora - estava tudo bem.

E se você deixar esfriar? Após 20 minutos desligado, ele não funciona.

Muito bom, aparentemente é questão de aquecer algum elemento?

Mas qual? E quais parâmetros de elemento podem desaparecer?

Neste ponto concluí que havia algum tipo de elemento sensível à temperatura na placa conversora. O aquecimento deste elemento normaliza completamente o funcionamento do circuito.
O que é esse elemento?

Segunda suposição

A suspeita recaiu sobre o transformador. O problema foi pensado da seguinte forma: o transformador, devido a imprecisões de fabricação (digamos, o enrolamento foi enrolado algumas voltas), opera na região de saturação, e devido a uma queda acentuada na indutância e um aumento acentuado na corrente, a proteção de corrente da chave de campo é acionada. Este é um resistor R4 R8 R19 no circuito de drenagem, cujo sinal é fornecido ao pino 8 (CS, aparentemente Current Sense) do microcircuito e é usado para o circuito de realimentação de corrente e, quando a configuração de 2,4 volts é excedida, desliga a geração para proteção transistor de efeito de campo e transformador contra danos. Na placa em estudo existem dois resistores R15 R16 em paralelo com resistência equivalente 2,3 ohms.

Mas, pelo que eu sei, os parâmetros do transformador se deterioram quando aquecido, ou seja, O comportamento do sistema deve ser diferente - ligue, funcione por 5 a 10 minutos e desligue. O transformador na placa é bastante grande e sua constante térmica não é inferior a alguns minutos.
Talvez, é claro, contenha volta em curto-circuito, que desaparece quando aquecido?

Resoldar o transformador para um com garantia de funcionamento era impossível naquele momento (ainda não haviam entregue uma placa com garantia de funcionamento), então deixei essa opção para mais tarde, quando não houvesse mais versões :). Além disso, o sentimento intuitivo não é isso. Confio na minha intuição de engenharia.

Neste ponto, testei a hipótese sobre o funcionamento da proteção de corrente reduzindo pela metade o resistor de corrente de corrente, soldando o mesmo em paralelo a ele - isso não afetou em nada o piscar da lâmpada.

Isso significa que tudo está normal com a corrente do transistor de efeito de campo e não há excesso de corrente. Isso era claramente visível no formato do sinal na tela do osciloscópio. O pico do sinal dente de serra foi de 1,8 volts e claramente não atingiu o valor de 2,4 volts, no qual o microcircuito desliga a geração.

O circuito também se mostrou insensível a mudanças na carga - nem conectar o segundo cabeçote em paralelo, nem mudar um cabeçote quente para um frio e vice-versa mudou nada.

Terceiro palpite

Examinei a tensão de alimentação do microcircuito. Ao operar no modo normal, todas as tensões estavam absolutamente normais. Também no modo intermitente, pelo que se pode julgar pelas formas de onda na tela do osciloscópio.

Como antes, o sistema piscou frio e começou a funcionar normalmente quando a perna do transformador foi aquecida com um ferro de soldar. Aqueça por 15 segundos e tudo começa bem.

Aquecer o microcircuito com um ferro de solda não adiantou nada.

E o curto tempo de aquecimento era muito confuso... o que poderia mudar em 15 segundos?

Em algum momento, sentei-me e cortei metodicamente e logicamente tudo o que tinha garantia de funcionar. Quando a lâmpada acender, significa que os circuitos de partida estão funcionando.
Depois que o aquecimento da placa consegue iniciar o sistema e funcionar por horas, significa que os sistemas de energia estão funcionando corretamente.
Ele esfria e para de funcionar - algo depende da temperatura...
Há uma rachadura na placa do circuito de feedback? Esfria e contrai, o contato é rompido, esquenta, expande e o contato é restaurado?
Subi em uma prancha fria com um testador - não há quebras.

O que mais pode interferir na transição do modo de inicialização para o modo de operação?!!!

Totalmente desesperado, soldei intuitivamente um capacitor eletrolítico de 10 uF 35 volts em paralelo para alimentar o mesmo microcircuito.

E então a felicidade veio. Está funcionando!

Substituir o capacitor de 10 uF por um capacitor de 22 uF resolveu completamente o problema.

Aqui está, o culpado do problema:

Figura 6. Capacitor com capacitância incorreta

Agora o mecanismo do mau funcionamento ficou claro. O circuito possui dois circuitos de alimentação para o microcircuito. O primeiro, acionando, carrega lentamente o capacitor C8 quando 220 volts são fornecidos através de um resistor de 600 kΩ. Após ser carregado, o microcircuito passa a gerar impulsos para o operador de campo, iniciando a parte de potência do circuito. Isso leva à geração de energia para o microcircuito em modo de operação em um enrolamento separado, que é fornecido ao capacitor através de um diodo com resistor. O sinal deste enrolamento também é usado para estabilizar a corrente de saída.

Até que o sistema atinja o modo de operação, o microcircuito é alimentado pela energia armazenada no capacitor. E faltava apenas um pouco - literalmente alguns ou três por cento.
A queda de tensão foi suficiente para que o sistema de proteção do microcircuito acionasse quando havia pouca energia e desligasse tudo. E o ciclo recomeçou.

Não foi possível detectar essa queda na tensão de alimentação com um osciloscópio - era uma estimativa muito aproximada. Pareceu-me que estava tudo bem.

O aquecimento da placa aumentou a capacidade do capacitor na porcentagem que faltava - e já havia energia suficiente para uma inicialização normal.

É claro por que apenas alguns dos drivers falharam, embora os elementos estivessem completamente operacionais. Uma combinação bizarra dos seguintes fatores desempenhou um papel:

Baixa capacitância da fonte de alimentação. A tolerância para a capacitância dos capacitores eletrolíticos (-20% +80%) desempenhou um papel positivo, ou seja, capacitâncias com valor nominal de 10 microfarads em 80% dos casos têm capacidade real de cerca de 18 microfarads. Com o tempo, a capacidade diminui devido à secagem do eletrólito.
Dependência positiva da temperatura da capacitância dos capacitores eletrolíticos com a temperatura. Aumento da temperatura no ponto de controle de saída - apenas alguns graus são suficientes e a capacidade é suficiente para a inicialização normal. Se assumirmos que no local de controle de saída não eram 20 graus, mas 25-27, então isso foi suficiente para passar quase 100% no controle de saída.

O fabricante do driver economizou dinheiro, é claro, usando capacitores com valor nominal inferior em comparação com o projeto de referência do manual (22 µF é indicado lá), mas capacitores novos em temperaturas elevadas e levando em consideração o spread de +80% permitiram o lote de drivers a serem entregues ao cliente. O cliente recebeu drivers aparentemente funcionando, mas com o tempo eles começaram a falhar por algum motivo desconhecido. Seria interessante saber se os engenheiros do fabricante levaram em consideração as peculiaridades do comportamento dos capacitores eletrolíticos com o aumento da temperatura e a dispersão natural, ou isso aconteceu por acaso?

As fontes de luz LED estão rapidamente ganhando popularidade e substituindo lâmpadas incandescentes antieconômicas e perigosas contrapartes fluorescentes. Eles utilizam a energia de forma eficiente, duram muito tempo e alguns deles podem ser reparados após uma falha.

Para substituir ou reparar adequadamente um elemento quebrado, você precisará de um circuito de lâmpada LED e de conhecimento dos recursos de design. E examinamos detalhadamente essas informações em nosso artigo, prestando atenção aos tipos de lâmpadas e seu design. Também trouxemos breve visão geral dispositivos dos modelos LED mais populares de fabricantes conhecidos.

Um conhecimento próximo do design de uma lâmpada LED pode ser necessário apenas em um caso - se for necessário reparar ou melhorar a fonte de luz.

Os artesãos caseiros, tendo um conjunto de elementos em mãos, podem usar LEDs, mas um iniciante não consegue.

Considerando que os dispositivos LED se tornaram a base dos sistemas de iluminação de apartamentos modernos, a capacidade de compreender a estrutura das lâmpadas e repará-las pode economizar uma parte significativa do orçamento familiar.

Mas, tendo estudado o circuito e tendo habilidades básicas no trabalho com eletrônica, até um iniciante poderá desmontar a lâmpada, substituir peças quebradas, restaurando a funcionalidade do aparelho. Para conhecer instruções detalhadas Para identificar uma avaria e reparar você mesmo uma lâmpada LED, acesse.

Faz sentido reparar uma lâmpada LED? Sem dúvida. Ao contrário dos análogos com filamentos incandescentes de 10 rublos cada, os dispositivos LED são caros.

Vamos supor que uma “pêra” GAUSS custe cerca de 80 rublos e uma OSRAM alternativa melhor custe 120 rublos. Substituir um capacitor, resistor ou diodo custará menos e a vida útil da lâmpada pode ser estendida com uma substituição oportuna.

Existem muitas modificações nas lâmpadas LED: velas, peras, bolas, holofotes, cápsulas, tiras, etc. Para ver claramente a diferença de uma lâmpada incandescente, considere o modelo comum em formato de pêra.

Em vez de uma lâmpada de vidro há um difusor fosco, o filamento é substituído por diodos de “longa duração” na placa, o excesso de calor é removido por um radiador e a estabilidade da tensão é garantida pelo driver

Se você desviar o olhar da forma usual, poderá notar apenas um elemento familiar - . Faixa de tamanho As bases permanecem as mesmas, por isso cabem em tomadas tradicionais e não necessitam de alteração no sistema elétrico. Mas é aí que as semelhanças terminam: estrutura interna Os dispositivos LED são muito mais complexos que as lâmpadas incandescentes.

As lâmpadas LED não foram projetadas para operar diretamente em uma rede de 220 V, portanto, um driver está localizado dentro do dispositivo, que é ao mesmo tempo fonte de alimentação e unidade de controle. Consiste em muitos pequenos elementos, cuja principal tarefa é retificar a corrente e reduzir a tensão.

Tipos de esquemas e suas características

Para criar a tensão ideal para operação do dispositivo, os diodos são montados com base em um circuito com capacitor ou transformador abaixador. A primeira opção é mais barata, a segunda é usada para equipar lâmpadas potentes.

Existe um terceiro tipo - circuitos inversores, que são implementados tanto para a montagem de lâmpadas reguláveis, quanto para dispositivos com um grande número diodos.

Opção nº 1 – com capacitores para reduzir a tensão

Consideremos um exemplo envolvendo um capacitor, já que tais circuitos são comuns em lâmpadas domésticas.

Circuito elementar de um driver de lâmpada LED. Os principais elementos que amortecem a tensão são os capacitores (C2, C3), mas o resistor R1 também desempenha a mesma função

O capacitor C1 protege contra interferência na fonte de alimentação e C4 suaviza as ondulações. No momento da alimentação da corrente, dois resistores - R2 e R3 - limitam-na e ao mesmo tempo protegem contra curto-circuito, e o elemento VD1 converte a tensão alternada.

Quando a alimentação de corrente é interrompida, o capacitor é descarregado usando o resistor R4. A propósito, R2, R3 e R4 não são utilizados por todos os fabricantes de produtos LED.

Opção #4 – Lâmpada Jazzway 7,5w GU10

Os elementos externos da lâmpada são facilmente removidos, para que você possa chegar ao controlador com rapidez suficiente desaparafusando dois pares de parafusos. Vidro de segurança preso por travas. A placa contém 17 diodos com comunicação serial.

No entanto, o próprio controlador, localizado na base, é generosamente preenchido com composto e os fios são pressionados nos terminais. Para liberá-los, é necessário usar uma furadeira ou dessoldar.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Feito em casa com elementos de sucata:

Hoje em dia você pode adquirir kits e elementos individuais para montagem de luminárias de diversas potências.

Se desejar, você pode reparar uma lâmpada LED com defeito ou modificar uma nova para obter um melhor resultado. No momento da compra recomendamos que verifique cuidadosamente as características e idoneidade das peças.

Você ainda tem dúvidas depois de ler o material acima? Ou você deseja adicionar informações valiosas e outros diagramas de lâmpadas com base em experiência pessoal reparo de led lâmpadas? Escreva suas recomendações, adicione fotos e diagramas, faça perguntas no bloco de comentários abaixo.