Как сделать драйвер для светодиода

В приведенных ниже схемах используются самые распространенные элементы, которые можно приобрести в любом радиомагазине. При сборке не требуется специальное оборудование, — все необходимые инструменты находятся в широком доступе. Несмотря на это, при аккуратном подходе устройства работают достаточно долго и не сильно уступают коммерческим образцам.

LED — драйверы

В статье С.Косенко Сетевая светодиодная лампа с блоком питания на микросхеме VIPer22A (Радио, 04/2012, с.21-23) приведена схема драйвера для лампы на LED:

Применение 2-х типов светодиодов с разными углами рассеяния (15 и 120 град.) обусловлено получением светового потока без резких границ с большей яркостью в центре. Преобразователь обеспечивает на выходе напряжение 32 В при токе нагрузки 40 мА.

Дроссель L1 — доработанный высокочастотный ДМ-0,1 500 мкГн. Для увеличения его индуктивности до 2,2 мГн к имеющейся обмотке добавляют не меняя направление обмотки 2 слоя по 100 витков ПЭВ-2 0,12 мм с изоляцией между слоями (можно скотчем).

Монтаж деталей лампы, кроме светодиодов, выполнен на печатной плате:

Светодиоды установлены на другой плате:

Регулировка яркости светодиодного модуля F6040

Данный светодиодный модуль представляет собой светодиодную матрицу со встроенным контроллером предназначен для подключение к сети питания напряжением 220 В.

…регулировка яркости отдельного модуля

На рисунках ниже приведены схемы для управления яркостью данного модуля. Все регуляторы можно разместить, например, внутри старых ненужных корпусах зарядок для телефонов.

Рис.1. С использованием стабилитрона TL431

Рис.2. С использованием индикаторной лампы

Рис. 3. С применением SMD компонентов

Устройства можно собрать на следующих печатных платах:

Печатная плата для схемы, изображенной на рис.2 Печатная плата для схемы, изображенной на рис.3

Подробное описание работы устройств регулировки модулей LED приведено в источнике.

…регулировка яркости нескольких модулей F6040

Устройство представляет собой повышающий преобразователь до 400В с ШИМ регулировкой. регулятор можно использовать и с другими LED матрицами суммарной мощностью не более 80 Вт.

Печатная плата рассчитана под резисторы МЛТ (или аналогичные импортные), переменный резистор СПО, С5 — керамический, С1 — плёночный, остальные плёночные серии К73 . Микросхему КР1446ВИ1 можно заменить на ICM7555.Диодный мост с обратным напряжением не менее 400 В и током не менее 1 А (можно поставить диоды, например, 1N4007). Стабилитрон — любой маломощный на напряжение 8..12 В, диоды КД510 заменимы диодами серий КД522, 1N4148, а FR155P — HER106-HER108, HER206-HER208.

В схеме применен полевой транзистор от импульсных блоков питания STR4NK60ZFP отличительная особенность которого — наличие защитных стабилитронов между затвором и стоком. Можно применить IFR840 (IRFBC40) с добавлением цепи защиты.

Дроссели L1 и L2 — от ЭПРА КЛЛ (они выполнены на гантелеобразных ферритовых магнитопроводах диаметром 8 мм и высотой 10 мм.

Дроссели L3 и L4 — индуктивностью 2,6 мГн намотаны на Ш-образном сердечнике от ЭПРА КЛЛ размером 14х12х12 мм.

…стробоскоп на модуле F6040

В состав драйвера LED модуля F6040 входит выпрямительный мост MB10C и две микросхемы DF6811BC (аналоги: MX2082S, SM2082C) — линейные стабилизаторы тока. Значение тока подбирается внешним резистором. Из-за отсутствия сглаживающего конденсатора в схеме, модуль можно использовать в качестве стробоскопа [3].

Схема светомузыкального стробоскопа

Предложенная автором схема позволяет превратить LED модуль в приставку-стробоскоп управляемую звуком (например, чем громче играет музыка, чем чаще вспышки). При повторении устройства LED матрицы необходимо установить на теплоотвод. Чертежи плат в формате Sprint LayOut можно скачать по ссылке указанной в источнике [3].

• И.Нечаев Уменьшение пульсаций яркости светодиодного модуля F6040 и регулятор яркости для него. — Радио, 2020, №5, с.44-48
• И.Нечаев Регулятор яркости для нескольких светодиодных модулей F6040
• И.Нечаев Стробоскоп на светодиодных модулях F6040. Радио, 2021, №2, с.45-47

Сетевой драйвер для светодиодов на BP2866XJ

Драйвер предназначен для использования в осветительных лампах на напряжение питания 85 — 265 В в диапазоне температур -40..105 град. С. Для использования требует минимальное количество навесных элементов.

Типовая схема включения BP2866

Ток, протекающий через светодиоды задается резистором Rcs (далее, токовый резистор). Максимальный выходной ток для светодиодов определяется индексом XJ в маркировке микросхемы.

Ниже приведена схема расчета внешних компонентов.

Пиковый ток определяется из выражения (в мА):

где Rcs значение токового резистора.

Ток, протекающий через светодиоды:

Время включения MOSFET в драйвере задается выражением:

Где:
L — значение индуктивности;
Vin — напряжение постоянного тока после выпрямительного моста;
Vled — напряжение на светодиодах.

Время выключения MOSFET в драйвере задается выражением:

Индуктивность рассчитывается по формуле:

f — частота переключения системы, которая
пропорционально входному напряжению. Минимальная
частота переключения устанавливается при самом низком входном напряжении, максимальная частота переключения устанавливается на самом высоком уровне входного напряжения. Минимальное и максимальное время выключения BP2866XJ составляет 2,5 мкс и 250 мкс соответственно. Эти данные учитываются при расчете.

Rovp рассчитывается по формулам:

где: Vcs = 373 мВ, Vovp — необходимое значение напряжения OVP. Вывод Rovp имеет функцию «разрешения». Когда напряжение на выводе OVP ниже 0,3 в, микросхема отключена. Поэтому резистор надо выбирать более 15 кОм для активации выхода.

С1 — 10 мкФ х 400 В, С2 — 2,2 мкФ х 400 В. Диоды с обратным напряжением не менее 400 В. Взамен D1-D4 можно использовать диодную сборку.

Драйвер для фонарика на YX8115

Микросхема YX8115 предназначена для использования в малогабаритных фонариках и позволяет питать яркие светодиоды от источника тока напряжением 0,9 В — 1,5 В.

Микросхема отличается низким энергопотреблением и малой потребностью в дополнительных навесных элементах. Позволяет питать светодиоды током в диапазоне 0-500 мА, регулировка осуществляется за счет подбора индуктивности. КПД >80%.

Электролитический конденсатор С1 ёмкостью 10-100 мкФ на напряжение 10-16В, диод VD2 — шоттки, например, IN5817, IN5819 и др.

Каскадный драйвер

Схема каскадного драйвера реализована на ШИМ контроллере LM3478 и работоспособна от напряжения 3 В, не содержит дефицитных деталей и рассчитан на мощность 1,5 Вт и питание одновременно до 30 светодиодов. ШИМ контроллер работает на частоте 300 кГц (регулируется резистором R1). Резистор R5 входит в цепь измерения тока, его сопротивление выбирается как можно меньше для повышения КПД.

Источник: Grant Smith Каскадный преобразователь расширяет возможности драйвера светодиодов. — РадиоЛоцман, 2020, №3, с.58-60.

LED балансир на LM317

Линейный стабилизатор напряжения LM317 можно вполне успешно (если не придираться к КПД подобных устройств) в качестве балансиров для питания светодиодов. В общем случае LM317 включается по схеме стабилизации тока. Ниже приведено как классическое (по документации) подключение, так и нестандартное подключение.

Рис.1

На рис.1 приведена схема классического включения LM317 в качестве балансира для цепочки LED. Для уменьшения тепловыделения на микросхеме входное напряжение желательно выбирать не более чем на 2-3 вольта превышающее питание светодиодов.

рис.2

В схеме на рис. 2 в цепь стабилизации тока микросхемы включена только одна цепочка светодиодов, однако, при соблюдении одинаковости параметров элементов, во второй цепочке будет протекать тот же ток.

Принцип работы.

Электронная схема должна обеспечить строго стабилизированные напряжение и ток, подводимые к кристаллу. Небольшое превышение в цепи питания существенно снижает ресурс светоизлучателя.

В простейшем и самом дешевом случае просто ставят ограничительный резистор.

Питание диода через ограничивающий резистор.

Это простейшая линейная схема. Она не способна автоматически поддерживать ток. С ростом напряжения, он будет расти, при превышение допустимого значения произойдет разрушение кристалла от перегрева. В более сложном случае управление реализуется через транзистор. Недостаток линейной схемы – бесполезное рассеивание мощности. С ростом напряжения будут расти и потери. Если для маломощных LED-источников света такой подход еще допустим, то при использовании мощных светоизлучающих диодов такие схемы не используются. Из плюсов только простота реализации, низкая себестоимость, достаточная надежность схемы.

Можно применить импульсную стабилизацию. В простейшем случае схема будет выглядеть так:

Пример.Импульсная стабилизация (упрощенно)

При нажатии на кнопку происходит заряд конденсатора, при отпускании, он отдает накопленную энергию полупроводнику, а тот излучает свет. При росте напряжения время на зарядку сокращается, при падении – увеличивается. Вот так на кнопку и надо нажимать, поддерживая свечение. Естественно, сейчас это все делает электроника. В источниках питания роль кнопки выполняет транзистор, либо тиристор. Это — принцип ШИМ — широтно-импульсная модуляция. Замыкание происходит десятки, а то и тысячи раз в секунду. КПД ШИМ может достигать 95%.

Категорически не стоит путать светодиодный драйвер и ПРА для люминесцентных ламп, у них разные принципы работы.

Типы драйверов светодиодных ламп

Linear

Linear, или просто линейный драйвер, является самым простым и дешевым драйвером. На его плате присутствуют только самые необходимые элементы. Основная его функция – преобразование переменного тока в постоянный, он не защищает светодиоды от перепадов напряжения в сети. Чаще всего этот тип драйвера используется в лампах, в которых недостаточно места для размещения более сложных типов драйверов и в маломощных лампах. Например, Linear драйвер часто используют в филаментных лампах.

Linear драйвер – это плата с электронными компонентами, которая преобразовывает переменный ток в постоянный.

Constant Linear драйвер.

Linear IC

Linear IC драйвер (Integrated Circuit — интегральная микросхема) отличается наличием простой IC микросхемы. Такой драйвер защищает лампу от перепадов напряжения в узком диапазоне, но не от перепадов силы тока и всё ещё является бюджетным решением для LED лампы. Linear IC драйвера используются во всех типах светодиодных ламп и светильников.

Linear IC драйвер – это плата с электронными компонентами, преобразовывающая переменный ток в постоянный и содержащая микросхему стабилизирующую напряжение.

DoB Linear IC драйвер.

IC

Самый сложный – это IC драйвер . В нём больше всего компонентов что делает его более массивным, но и более надёжным в работе. Наличие IC микросхемы позволяет драйверу контролировать не только поступающее на светодиоды напряжение, но и силу тока. Высокочастотный EMC-фильтр устраняет помехи, создающиеся при преобразовании тока, а трансформатор (или катушка) снижает входящее напряжение до уровня, необходимого для стабильной работы светодиодов. Такой драйвер обеспечивает продолжительную работу светодиодной лампы и используется во всех видах лампочек и светильников.

IC драйвер – это плата с электронными компонентами, которая преобразует переменный ток в постоянный и содержит микросхему, стабилизирующую входящее напряжение и силу тока.

Constant IC драйвер с компонентами, размещёнными на одной стороне платы.

Электронные компоненты IC драйвера могут быть расположены как на одной стороне платы, так и на обеих. Размещение на обеих сторонах обеспечивает лучшее охлаждение компонентов и увеличивает срок их службы.

Constant IC драйвер с компонентами, размещёнными на разных сторонах платы.

Вариант №2: Установка обновленных драйверов

Еще одна причина проблемы – это сторонние приложения, которые для своего корректного функционирования подменяют оригинальный драйвер устройства. Чтобы вернуть стандартные настройки на свое место, потребуется проделать следующие шаги:

1. Открываем «Диспетчер устройств» так же, как это было описано в предыдущем способе.
2. Далее выбираем нужный нам монитор и из его контекстного меню кликаем по пункту «Обновить драйвер».

Запускаем обновление драйвера

Запускаем поиск драйвера в системе

Открываем список доступных драйверов

Запускаем инсталляцию подходящего драйвера

Выполнив указанные операции, вы установите стандартный драйвер монитора. Однако для корректного функционирования некоторые устройства используют собственное программное обеспечение, которое можно загрузить с официального сайта производителя. Кроме этого, для устранения неполадок с регулировкой яркости можно обновить драйвер видеокарты, загрузив его с сайта разработчика адаптера.

Питание светодиодных линеек: каким оно должно быть

Современные светодиодные ленты могут иметь напряжение 12 или 24 вольта. Их мощность может находиться в диапазоне от 30 до 400 ватт. С помощью стабилизирующих источников питания мощностью от 18 до 100 Вт можно обеспечить работу светодиодных линеек, отдельных светодиодов и иных изделий РЭА, использующих в качестве источника питания сеть 220 В. Также питание светодиодных линеек имеет тепловую защиту с автоматическим возвратом.

Выбирая светодиодный светильник, важно уделить должное внимание приобретению подходящего блока питания, особенности которого следует учитывать при разработке системы LED освещения. Правильный выбор LED драйвера станет залогом долгой и успешной службы светодиодов и светильника.