Beschreibung des Treibers für die LED-Stromversorgung
LEDs sind vielseitige und kostengünstige Lichtquellen, die mittlerweile in jedem Haushalt zu finden sind. Moderne LED-Lampen werden zur Beleuchtung von Wohnungen, Häusern, Büros, öffentlichen Gebäuden und Straßen eingesetzt. Das wichtigste Element eines jeden LED-Geräts ist der Treiber. Das Bauteil hat eine Reihe von Eigenschaften, die bei der Verwendung von Elektrogeräten zu beachten sind.
LED-Treiber - was ist das?
Eine direkte Übersetzung des Wortes "driver" bedeutet "Fahrer". Der Treiber einer LED-Lampe hat also die Aufgabe, die dem Gerät zugeführte Spannung zu steuern und die Beleuchtungsparameter einzustellen.
LEDs sind elektrische Geräte, die Licht in einem bestimmten Spektrum aussenden können. Damit das Gerät ordnungsgemäß funktioniert, muss es ausschließlich eine konstante Spannung mit minimaler Restwelligkeit liefern. Dies gilt insbesondere für Hochleistungs-LEDs. Schon kleinste Spannungsschwankungen können das Gerät beschädigen. Ein leichter Abfall der Eingangsspannung wirkt sich unmittelbar auf die Lichtleistung aus. Wird der eingestellte Wert überschritten, überhitzt der Kristall und brennt durch, ohne dass eine Wiederherstellung möglich ist.
Der Treiber übernimmt die Funktion der Stabilisierung der Eingangsspannung. Diese Komponente ist für die Einhaltung der erforderlichen Stromwerte und den ordnungsgemäßen Betrieb der Lichtquelle verantwortlich. Die Verwendung von Qualitätstreibern garantiert eine lange und sichere Nutzung des Geräts.
Wie der Treiber funktioniert
Ein LED-Treiber ist eine Konstantstromquelle, die am Ausgang eine Spannung erzeugt. Im Idealfall sollte sie unabhängig von der auf den Fahrer wirkenden Last sein. Wechselstromnetze sind instabil und weisen oft große Schwankungen auf. Der Stabilisator soll die Schwankungen ausgleichen und verhindern, dass sie sich negativ auswirken.
Wenn man beispielsweise einen 40-Ohm-Widerstand an eine 12-V-Spannungsquelle anschließt, kann man einen stabilen Strom von 300 mA erzielen.
Wenn Sie zwei identische 40-Ohm-Widerstände parallel schalten, beträgt der Ausgangsstrom bereits 600 mA. Diese Schaltung ist recht einfach und charakteristisch für die billigsten elektrischen Geräte. Es ist nicht in der Lage, automatisch den erforderlichen Strom zu liefern und der Spannungswelligkeit in vollem Umfang standzuhalten.
Arten von
Leistungstreiber für LEDs werden je nach Funktionsprinzip in zwei große Gruppen unterteilt: lineare und gepulste.
Impuls-Stabilisierung
Die Impulsstabilisierung zeichnet sich durch Zuverlässigkeit und Effizienz im Umgang mit Dioden fast jeder Leistung aus.
Das Regelelement ist ein Druckknopf und die Schaltung wird durch einen Speicherkondensator ergänzt. Nach dem Anlegen der Spannung wird der Knopf gedrückt, wodurch der Kondensator gezwungen wird, Energie zu speichern. Dann wird der Taster geöffnet und die Gleichspannung aus dem Kondensator wird an die Beleuchtungseinrichtung angelegt. Sobald der Kondensator entladen ist, wird der Vorgang wiederholt.
Die steigende Spannung verkürzt die Zeit, die zum Aufladen des Kondensators benötigt wird. Die Spannungsversorgung wird durch einen speziellen Transistor oder Thyristor ausgelöst.
Alles geschieht automatisch mit einer Geschwindigkeit von etwa Hunderttausenden von Kurzschlüssen pro Sekunde. Der Wirkungsgrad erreicht in diesem Fall oft beeindruckende 95 %. Die Schaltung ist auch bei Verwendung von Hochleistungs-LEDs effizient, da der Energieverlust während des Betriebs vernachlässigbar ist.
Linearer Regler
Das lineare Prinzip der Stromregelung ist anders. Das einfachste Diagramm einer solchen Schaltung ist in der folgenden Abbildung dargestellt.
In der Schaltung ist ein Strombegrenzungswiderstand eingebaut. Ändert sich die Versorgungsspannung, so kann durch Änderung des Widerstandes der Stromwert neu eingestellt werden. Der Linearregler überwacht automatisch den Strom, der durch die LED fließt, und regelt ihn bei Bedarf über einen Widerstandsschalter. Das Verfahren ist extrem schnell und hilft, auch auf kleinste Schwankungen in der Netzversorgung schnell zu reagieren.
Ein solches Schema ist einfach und effektiv, hat aber den Nachteil, dass der Strom, der durch das Regelelement fließt, unnötige Verlustleistung verursacht. Aus diesem Grund ist diese Variante optimal für den Einsatz bei geringen Betriebsströmen. Die Verwendung von Hochleistungsdioden kann dazu führen, dass das Regelelement mehr Strom verbraucht als die Lampe selbst.
Wie man wählt
Bei der Auswahl eines LED-Treibers müssen Sie die Eigenschaften des Geräts als Ganzes berücksichtigen:
- Eingangs- und Ausgangsspannung;
- Ausgangsstrom;
- Macht;
- Schutzniveau gegen schädliche Einflüsse.
Zunächst wird die Energieversorgung festgelegt. Es können Standard-Wechselstromnetze, Batterien, Netzteile und mehr verwendet werden. Die Hauptsache ist, dass die Eingangsspannung innerhalb des im Datenblatt des Geräts angegebenen Bereichs liegt. Auch der Strom sollte mit dem Netzeingang und der angeschlossenen Last übereinstimmen.
Die Geräte werden von den Herstellern mit oder ohne Gehäuse angeboten. Die Gehäuse schützen wirksam vor Feuchtigkeit, Staub und widrigen Umwelteinflüssen. Ein Gehäuse ist jedoch nicht erforderlich, wenn das Gerät direkt in die Leuchte integriert werden soll.
Wie man berechnet
Um die elektrische Schaltung richtig zu gestalten, ist es wichtig, die Ausgangsparameter zu berechnen. Auf der Grundlage der ermittelten Daten kann ein bestimmtes Modell ausgewählt werden.
Zugehöriges Video: Wie man einen Treiber für eine LED-Leuchte auswählt.
Die Berechnung beginnt mit der Betrachtung der LEDs in Bezug auf ihre Spannung und ihren Strom. Die Spezifikationen können in den Dokumenten eingesehen werden. Zum Beispiel werden Dioden mit einer Spannung von 3,3 V und einem Strom von 300 mA verwendet. Es ist eine Leuchte zu entwerfen, in der drei LEDs hintereinander in Reihe angeordnet sind. Der Spannungsabfall im Stromkreis wird berechnet: 3,3 * 3 = 9,9 В. Der Strom bleibt in diesem Fall konstant. Der Benutzer bräuchte also einen Treiber mit einer Ausgangsspannung von 9,9 V und einem Strom von 300 mA.
Es wird nicht möglich sein, ein solches Gerät gezielt zu finden, da moderne Geräte für die Verwendung innerhalb eines bestimmten Bereichs ausgelegt sind. Die Stromstärke des Geräts kann etwas niedriger sein, die Lampe wird weniger hell sein. Es ist verboten, den Strom zu überschreiten, da dies zu einer Fehlfunktion des Geräts führen kann.
Nun muss die Wattzahl des Geräts bestimmt werden. Er ist gut, wenn er den geforderten Wert um 10-20 % übersteigt. Die Leistung wird nach der Formel berechnet, indem die Betriebsspannung mit dem Strom multipliziert wird: 9,9 * 0,3 = 2,97 W.
Anschluss an LEDs
Der Treiber kann auch ohne besondere Kenntnisse an die LEDs angeschlossen werden. Die Kontakte und Anschlüsse sind auf dem Gehäuse gekennzeichnet.
Die Kennzeichnung INPUT bezeichnet die Eingangsstromkontakte, OUTPUT den Ausgang. Es ist wichtig, die Polarität zu beachten. Wenn die anzuschließende Spannung Gleichspannung ist, muss der "+"-Kontakt mit dem Pluspol der Batterie verbunden werden.
Bei Verwendung von Wechselspannung ist die Kennzeichnung der Eingangsleitungen zu beachten. Das "L" ist die Phase, das "N" ist der Nullpunkt. Die Phase kann mit einem Schraubenzieher gefunden werden.
Wenn "~", "AC" oder keine Kennzeichnung vorhanden ist, muss die Polarität nicht beachtet werden.
Wenn Dioden in Reihe in Reihe geschaltet sind, ist es wichtig, die Polarität in jedem Fall zu beachten. In diesem Fall wird das "Plus" des Treibers an die Anode der ersten LED im Schaltkreis und das "Minus" an die Kathode der letzten LED angeschlossen.
Das Vorhandensein einer großen Anzahl von LEDs in einer Schaltung kann es erforderlich machen, diese in mehrere parallel geschaltete Gruppen aufzuteilen. Die Leistung ergibt sich aus der Summe der Leistungen aller Gruppen, während die Betriebsspannung der einer Gruppe im Stromkreis entspricht. Auch in diesem Fall werden die Ströme addiert.
So testen Sie einen LED-Lampentreiber
Sie können den Betrieb des LED-Treibers überprüfen, indem Sie die Lampe an das Stromnetz anschließen. Sie müssen sich nur vergewissern, dass die Leuchte in gutem Zustand ist und keine Risse aufweist.
Es gibt auch eine Möglichkeit, den LED-Treiber ohne die LED zu überprüfen. Er wird an 220 V angeschlossen und die Leistung wird gemessen. Der Messwert sollte konstant sein und leicht über dem auf der Verpackung angegebenen Wert liegen. Die auf dem Block angegebenen Werte betragen beispielsweise 28-38 V, was einer Ausgangsspannung ohne Last von etwa 40 V entspricht.
Die beschriebene Prüfmethode gibt keinen vollständigen Aufschluss über die korrekte Funktion des Treibers. Es ist nicht ungewöhnlich, dass defekte Geräte im Leerlauf nicht anspringen oder ohne Last instabil arbeiten. Die Lösung scheint darin zu bestehen, einen speziellen Belastungswiderstand an das Gerät anzuschließen. Wählen Sie Widerstand kann nach dem Ohmschen Gesetz unter Berücksichtigung der auf dem Gerät angegebenen Werte gewählt werden.
Wenn die Ausgangsspannung nach dem Anschließen des Widerstands wie angegeben erscheint, ist der Treiber in Ordnung.
Nutzungsdauer
Die Autofahrer haben ihre eigene Lebenszeit. Oft garantieren die Hersteller 30.000 Betriebsstunden bei intensiver Nutzung.
Die Lebensdauer wird auch durch Netzspannungsschwankungen, Temperatur und Feuchtigkeit beeinflusst.
Eine Unterbelastung kann die Lebensdauer des Geräts erheblich verkürzen. Wenn der Treiber für 200 W ausgelegt ist, aber mit 90 W betrieben wird, führt der größte Teil der freien Kapazität zu einer Überlastung des Netzes. Es kommt zu Fehlfunktionen, Flackern, die Lampe kann innerhalb eines Jahres durchbrennen.
Ebenfalls von Interesse: Überprüfung einer LED-Lampe auf ordnungsgemäßen Betrieb mit einem Multimeter.
