Питание светодиодов, блок питания для светодиодов

pitanie-svetodiodov-00

Постоянные читатели часто интересуются, как правильно сделать питание для светодиодов, чтобы срок службы был максимален. Особенно это актуально для led  неизвестного производства с плохими техническими характеристиками или завышенными.

По внешнему виду и параметрам  невозможно определить качество. Частенько приходится рассказывать как рассчитать блок питания для светодиодов, какой лучше купить или сделать своими руками. В основном рекомендую купить готовый, любая схема после сборки требует проверки и настройки.

Содержание

  • 1. Основные типы
  • 2. Как сделать расчёт
  • 3. Калькулятор для расчёта
  • 4. Подключение в автомобиле
  • 5. Напряжения питания светодиодов
  • 6. Таблица для LED на 1W, 3W, 5W
  • 7. Таблица для мощных светодиодов 10W, 20W, 30W, 50W, 100W
  • 8. Подключение от 12В
  • 9. Подключение от 1,5В
  • 10. Как рассчитать драйвер
  • 11. Низковольтное от 9В до 50В
  • 12. Встроенный драйвер, хит 2016
  • 13. Характеристики

Основные типы

Светодиод – это полупроводниковый электронный элемент, с низким внутренним сопротивлением. Если подать на него стабилизированное напряжение, например 3V, через него пойдёт большой ток, например 4 Ампера, вместо требуемого 1А. Мощность на нём составит 12W, у него сгорят тонкие проводники, которыми подключен кристалл. Проводники отлично видно на цветных и RGB диодах, потому что на них нет жёлтого люминофора.

Если блок питания для светодиодов  12V со стабилизированным напряжением, то для ограничения тока последовательно устанавливают резистор. Недостатком такого подключения будет более высокое потребление энергии, резистор тоже потребляет некоторую энергию. Для светодиодных аккумуляторных фонарей на 1,5В применять такую схему нерационально. Количество вольт на батарейке быстро снижается, соответственно будет падать яркость.  И без повышения минимум до 3В диод не заработает.

Этих недостатков  лишены специализированные светодиодные драйвера на ШИМ контроллерах. При изменениях напряжения  ток остаётся постоянным.

Как сделать расчёт

Чтобы рассчитать блок питания для светодиодов необходимо учитывать 2 основных параметра:

  1. номинальная потребляемая мощность или желаемая;
  2. напряжение падения.

Суммарное энергопотреблением подключаемой электрической цепи не должно превышать  мощности блока.

Падения напряжения зависит от того, какой свет излучает лед чип. Я рекомендую покупать фирменные LED, типа Bridgelux, разброс параметров у них минимальный. Они гарантированно держат заявленные характеристики и имеют запас по ним. Если покупаете на китайском базаре, типа Aliexpress, то не надейтесь на чудо, в 90% вас обманут и пришлют барахло с параметрами в 2-5 раз хуже. Это многократно проверяли мои коллеги, которые заказывали недорогие LED 5730 иногда по 10 раз. Получали они SMD5730 на 0,1W, вместо 0,5W. Это определяли по вольтамперной-характеристике.

Пример различной яркости кристаллов Пример различной яркости кристаллов

К тому же у дешевых разброс параметров очень большой. Что бы  это определить в домашних условиях своими руками, подключите их последовательно 5-10 штук. Регулирую количество вольт, добейтесь чтобы они слегка светились. Вы увидите, что часть светит ярче, часть едва заметно. Поэтому некоторые в номинальном рабочем режиме будут греться сильнее, другие меньше. Мощность будет на них разная, поэтому самые нагруженные выйдут из строя раньше остальных.

Калькулятор для расчёта

Для удобства читателей опубликовал онлайн калькулятор для расчёта резистора для светодиодов при подключении к стабильному напряжению.

Калькулятор учитывает 4 параметра:

  • количество вольт на выходе;
  • снижение напряжения на одном LED;
  • номинальный рабочий ток;
  • количество LED в цепи.

Подключение в автомобиле

При заведенном двигателе бывает в среднем 13,5В — 14,5В, при заглушенном12В — 12,5В. Особые требования при включении в автомобильный прикуриватель или бортовую сеть. Кратковременные скачки могут быть до 30В. Если у вас используется токоограничивающее сопротивление, то сила тока возрастает прямо пропорционально повышению напряжению питания светодиодов. По этой причине лучше ставить стабилизатор на микросхеме.

Недостатком использования светодиодных драйверов в авто может быть появление помех на радио в УКВ диапазоне. ШИМ контроллер работает на высоких частотах и будет давать помехи на ваш радиоприёмник. Можно попробовать заменить на другой или линейный типа стабилизатор тока LM317 для светодиодов. Иногда помогает экранирование металлом и размещение подальше от головного устройства авто.

Напряжения питания светодиодов

Из таблиц видно, для маломощных на 1W, 3W этот показатель  2В для красного, желтого цвета, оранжевого. Для белого , синего, зелёного он от 3,2В до 3,4В. Для мощных от 7В до 34В. Эти циферки придется использовать для расчётов.

Таблица для LED на 1W, 3W, 5W

Таблица для мощных светодиодов 10W, 20W, 30W, 50W, 100W

Подключение от 12В

Одно из самых распространенных напряжений это 12 Вольт, они присутствуют в бытовой  технике, в автомобиле и автомобильной электронике. Используя 12V можно полноценно подключить 3 лед диода. Примером служит светодиодная лента на 12V, в которой 3 штуки и резистор подключены последовательно.

Пример на диоде 1W,  его номинальный ток 300мА.

  • Если на одном LED падает 3,2В, то для 3шт получится 9,6В;
  • на резисторе будет 12В – 9,6В = 2,4В;
  • 2,4 / 0,3 = 8 Ом номинал нужного сопротивления;
  • 2,4 * 0,3 = 0,72W будет рассеиваться на резисторе;
  • 1W + 1W + 1W + 0,72 = 3,72W полное энергопотребление всей цепи.

Аналогичным образом можно вычислить и для другого количества элементов в цепи.

Подключение от 1,5В

Источник питания для светодиодов может быть и простой пальчиковой батарейкой на 1,5В. Для LED диода требуется обычно минимум 3V, без стабилизатора тут никак не обойтись. Такие специализированные светодиодные драйвера используются в  ручных фонариках на Cree Q5 и Cree XML T6. Миниатюрная микросхема повышает количество вольт до 3V и стабилизирует  700мА. Включение от 1.5 вольт при помощи токоограничивающего сопротивления невозможно. Если применить две  батареи на  1.5 вольт, соединив их последовательно, получим 3В. Но батарейки достаточно быстро разряжаются,  а яркость будет падать еще быстрее. При 2,5В емкости в батареях останется еще много, но диод уже практически потухнет. А светодиодный драйвер будет поддерживать номинальную яркость даже при 1В.

Обычно такие модули заказываю на Aliexpress,  у китайцев  стоят 50-100руб, в России они дороговаты.

Как рассчитать драйвер

Чтобы рассчитать драйвер питания для светодиодов со стабильным током:

  1. составьте на бумаге схему подключения;
  2. если драйвер китайский, то желательно проверить выдержит он заявленную мощность или нет;
  3. учитывайте, что для разных цветов (синий, красный, зеленый) разное падение вольт;
  4. суммарная мощность не должна быть выше, чем у источника тока.

Нарисуйте схему включения, на которой распределите элементы, если они подключены не просто последовательно, а комбинировано с параллельным соединением.

На китайском блоке питания неизвестного производителя мощность может быть значительно ниже. Они запросто  указывают максимальную пиковую мощность, а не номинальную долговременную. Проверять сложнее, надо предельно нагрузить блок питания и замерить параметры.

Для третьего пункта используйте примерные таблицы для  1W,3W, 5W, 10W, 20W, 30W, 50W, 100W, которые приведены выше. Но больше доверяйте характеристикам, которые вам дал продавец. Для однокристальных бывает 3V, 6V, 12V.

Если энергопотребление цепи  в сумме  превысит номинальную мощность  источника питания, то ток просядет и увеличится нагрев. Он восстановится до нормального уровня, если снизить нагрузку.

Для светодиодных лент сделать расчёт очень просто. Измерьте количество Ватт на 1 метр и умножьте на количество метров. Именно измерьте, в большинстве случаем мощность завышена и вместо 14,4 Вт/м получите 7 Вт/м. Ко мне слишком часто обращаются с такой проблемой разочарованные покупатели.

Низковольтное от 9В до 50В

Кратко расскажу, что использую для включения для блоков на 12В, 19V, 24В и  для подключения к автомобильным 12В.

Чаще всего покупаю готовые модули на ШИМ микросхемах:

  1. бывают повышающие, например, на входе 12V, на выходе 22В;
  2. понижающие, например из 24В до 17В.

Не всем хочется тратить большую денежку на покупку готового прожектора для авто, светодиодного светильника или заказывать готовый драйвер. Поэтому обращаются ко мне, что бы из подручных комплектующих собрать что-нибудь приличное. Цена таких модулей начинается от 50руб до 300руб за модель на 5А с радиатором. Покупаю заранее по несколько штук, расходятся быстро.

Больше всех популярен вариант на линейной ИМС LM317T LM317, простой, надежный устаревший.

Очень популярны модели на LM2596, но она уже устарела и советую обратить внимание на более современное с хорошим КПД. Такие блоки имеют от 1 до 3 подстроечных сопротивлений, которыми можно настроить любые параметры до 30В и до 5А.

Встроенный драйвер, хит 2016

В начале 2016 года стали набирать популярность светодиодные модули и COB диоды с интегрированным драйвером. Они включаются сразу в сеть 220В, идеальный вариант для сборки светотехники своими руками. Все элементы находятся на одной теплопроводящей пластине. ШИМ контроллеры миниатюрные, благодаря хорошему контакту с системой охлаждения. Тестировать надежность и стабильность еще не приходилось, первые отзывы появятся минимум через полгода использования. Уже заказал самую дешевую и доступную модель COB на 50W. Чтобы найти такие на китайском базаре Алиэкспресс, укажите в поиске «integrated led driver».

Характеристики

 

Глобальная проблема, это подделка светодиодов Cree и Philips в промышленных масштабах. У китайцев для этого есть целые предприятия, внешне копируют на 95-99%, простому покупателю отличить невозможно. Самое плохое, когда такую подделку вам продают под видом оригинального Cree T6. Вы будете подключать поддельный по техническим спецификациям оригинального. Подделка имеет характеристики в среднем на 30% хуже. Меньше световой поток, ниже максимальная рабочая температура, ниже энергопотребление. Про обман вы узнаете очень не скоро, он проработает примерно в 5-10 раз меньше настоящего, особенно на двойном токе.

Недавно измерял световой поток своих фонариков на левых Cree производства  LatticeBright. Доставал всю плату с драйвером и ставил в фотометрический шар. Получилось 180-200 люмен, у оригинала 280-300лм. Без серьезного оборудования, которое преимущественно есть в лабораториях, вы не сможете измерить, соответственно узнать правду.

Иногда попадаются разогнанные диоды,  сила тока на которых на 30%-60% выше номинальной, соответственно и мощность. Недобросовестный производитель, особенно  подвально-китайский пользуется тем, что срок службы трудно измерить в часах. Ведь никто не засекает отработанное время, а когда светильник или светодиодный прожектор выйдут из строя продавца уже не найти. Да и искать бессмысленно, срок гарантии на такую продукцию дают всегда меньше периода службы.

Если вам понравилась моя статья,
то добавьте её к себе на страницу Вконтакте

Оцените статью звёздочками
Очень плохоПлохоСреднеХорошоОтлично
(голосов: 16, в среднем: 4,56 из 5)
Loading...Loading...

Ваши отзывы и вопросы

  1. Егор

    Добрый день собрал лампу из 6 матриц по 20 w , проверил по одному горят . Собрал в цепь 5 из 6 драйверов взорвались . Драйвера китайские открытые по характеристикам все четко 0.6 ма 20 ватные чипы питал 20 ватными дровами . Брак или что ? Взорвались конденсаторы по всей видимости

    1. Ответ эксперта

      Это вам к взрывотехникам, я такое редко взрываю.

  2. Петр

    Добрый день ..Не могу понять почему горят диоды ..Купил диоды 3w ток 600 ma.
    Так же приобрел драйвер питания QH-40lp10-18×3(40W 600ma) …Беру блок питания подключаю один диод для теста диода, диод раз и пыхнул ,второй то же самое .Что это может быть .Не подскажете ..Как можно проверит номинальный ток блока питания? ….Почему горят диоды когда я их по одному подключаю ….Ведь ток же одинаков что для трех диодов последовательно соединенных , что для одного ???

    1. Ответ эксперта

      Мультиметром замерить реальный ток на диодах. У драйвера есть минимальное подключаемое количество диодов.

  3. Андрей

    Здравствуйте.
    Собрал светильник на 10-ти 3W светодиода.
    Едут 10 светодиодов по 5W . (6-7 v 700mA)
    Если для первого варианта есть драйверы с маркировкой 6-10*3 Вт То какой драйвер взять для 5-ти ватных LED?
    Спасибо !

    1. Ответ эксперта

      Драйвер с подходящим током.

  4. Дмитрий

    Здраствуй . Хочю сделать для аквариума 2 светильника в кажном из светильнике будеть стоять по 35 светодиодов по 3 вата и напряжением 3.2 вольма прямой ток 300 ma . не знаю какой длок питания поставить на сколько вольт . и возможно ли от обыкновеного блока питания да 12 вольт 15 w подключить к нему выше упомянутый повышающий драйвер от 12 вольт до 36 вольт на 150 ват

    1. Ответ эксперта

      Мощность блока питания на 12 вольт должна быть не менее 150 ватт.

  5. СЕРГЕЙ

    Лампа led ASD 11ватт, цоколь Е27. Драйвер собран на дискриминаторе 9918С. Вздулись 2 конденсатора 2,2мкФ/400В и 4,7мкФ/400В и сгорел 1 из 18 последовательно подключенных светодиодов 2835. На аналогичной рабочей лампе напряжение на светодиодной панеле 160В постоянного тока. При отключенной панеле напряжение 307В постоянного тока. После замены конденсаторов 307В появилось. Вопрос: какой светодиод 2835 впаять? Есть 2 вида с али-экспресс: 1)светодиод 2835, мощность 0,5Вт, ток 150мА, падение напряжения 3,2В 2) светодиод 2835, мощность 1,0Вт, ток 100мА, падение напряжения 9В.Забыл добавить. На плате маркировка указывает на мощность платы 9,5Ватт. При замере рабочей лампы мощность потребляемая тоже была 9,5Ватт.

    1. Ответ эксперта

      Поставьте светодиод подходящий по току.

  6. василийи

    Добрый день. Имею желание запитать и уравлять на аквариуме двумя паралельно запитаными такими rgb диодами: 24W EPILEDS 32-35 mil chips, Red VF=16-20V, Green/Blue VF=24-28V, IF=350mA. Основание 52×56 мм но не имею умения. Какой блок питания, какой контроллер и где лучше всего приобрести и реально ли вообще такую схему запустить? Буду очень благодарен за помощь.

    1. Ответ эксперта

      Запустить реально. Купите подходящий RGB драйвер, примерно 8 ватт на каждый цвет. Ток у вас указан 350 мА.

  7. Виктор

    Здравствуйте. Хочу собрать очень мощный подводный прожектор с питанием от 12В автомобильного аккумулятора. Думаю использовать CREE XHP70 на 12В и подходящую оптику водонепроницаемую, с охлаждением думаю проблем не будет, т.к. работать он будет всегда под водой. Вода будет отлично отводить тепло от корпуса прожектора. Единственная задача-нужно ли использовать драйвер-стабилизатор напряжения и тока или будет достаточно того, что питание и так от аккумулятора 12В? Или по мере разряда аккумулятора яркость будет нестабильной? Может лучше использовать CREE XHP70 на 6В и поставить драйвер с 12 на 6В? Только драйвер придется ставить отдельно от прожектора, например рядом с аккумулятором, т.к. в корпусе прожектора он вряд ли поместится. До этого было опробованы разные источники освещения под водой-самый надежный-обычный отражатель с галогеновой лампой типа H1, без стекла, т.е. лампа работает в воде без герметизации-отлично и долго светит, только много потребляет. Пробовал различные светодиодные прожекторы герметичные на 18-27Вт 12В, типа противотуманок-их недостатки-светят не лучше галогенки, потребляют лишь чуть поменьше и периодически в них сгорает часть светодиодов. Напишите, пожалуйста, Ваши соображения на этот счет. Прожектор с аккумулятором соединяется гибким резиновым проводом. Можно ли для лучшего охлаждения сделать прожектор вообще открытым со светодиодом, работающем в воде или вода со временем разъест мелкие токопроводники и пайку светодиода? Зато охлаждаться он точно будет лучше. Прожектор нужен для подводной охоты с лодки подсвечивать дно водоема для ныряющего-чем мощнее, тем лучше. Или у Вас есть какие другие предложения? Заранее спасибо. Виктор.

    1. Ответ эксперта

      Купите фонарик на XHP70 и сделайте внешнее питание от аккумулятора.

Задайте вопрос или оставьте комментарий