Блок живлення або драйвер для світлодіодів?

інтенсивний розвиток світлодіодних технологій за останні п'ять років призвело до їх впровадження в усі сфери діяльності, які потребують підсвічуванні. Надійність і економічність - ось головна перевага, яке стало незаперечним фактом. А якщо до цих показників додати тривалий термін служби і безпеку експлуатації, то стає зрозумілим, чому звичні джерела штучного світла поступово здають позиції. Дійсно, люмінесцентні лампи завдають непоправної шкоди екології, а лампи розжарювання дуже ненажерливі і недовговічні.

Поговоримо сьогодні про джерелах живлення для світлодіодів . Одна справа, коли ви робите невеликий каганець на парі дрібних світлодіодів, інша справа, коли ви збираєтеся повністю замінити освітлення в будинку на світлодіодне. Так ось, для світлодіодів високої потужності і придумали таку штуку як драйвер. Чому саме драйвер і що це таке розглянемо нижче.

Перш за все, розглянемо відмінність стандарного блоку живлення і драйвера для світлодіодів . Для початку потрібно визначитися - що таке блок живлення? У загальному випадку це - джерело живлення будь-якого типу, що представляє собою окремий функціональний блок. Зазвичай він має певні вхідні і вихідні параметри, причому неважливо - для харчування яких саме пристроїв призначений. Драйвер для живлення світлодіодів забезпечує стабільний струм на виході. Іншими словами - це теж блок живлення. Драйвер - це лише маркетинговий позначення - щоб уникнути плутанини. До появи світлодіодів джерела струму - а їм і є драйвер, не мали широкого поширення. Але ось з'явився надяскравих світлодіод - і розробка джерел струму пішла семимильними кроками. А щоб не плутатися - їх називають драйверами. Отже, давайте домовимося про деякі терміни. Блок живлення - це джерело напруги (constant voltage), Драйвер - джерело струму (constant current). Навантаження - то, що ми підключаємо до блоку живлення або драйверу.

Існує два основних параметри, які об'єднують всі типи світлодіодів. Це ток споживання і падіння напруги. Зміна цих параметрів більшу сторону дозволяє винахідникам постійно дивувати нас новими надпотужними екземплярами. Але почнемо по порядку, з найпростіших світлодіодів в прозорому корпусі. Найчастіше вони зустрічаються діаметром від трьох до десяти міліметрів, що сильно не впливає на їх вольтамперних характеристику. В даному випадку набагато більший вплив робить колірна відмінність. Тобто довжина хвилі випромінювання безпосередньо залежить від напівпровідникового матеріалу, який, в свою чергу, задає падіння напруги на pn переході. Нижче наведена таблиця, що наочно демонструє зворотну залежність між довжиною хвилі і напругою на діод.

Як вже говорилося вище, ми неодноразово підключали світлодіоди до блоку живлення. Пам'ятайте золоте правило такого підключення? Завжди підключати світлодіод тільки через резистор! Це правило мотивується тим, що світлодіод це нелінійний споживач струму. А отже, він може потягнути з джерела живлення більше ампер, ніж йому потрібно для стабільної роботи. В цьому випадку може вийти з ладу як світлодіод, так і блок живлення; тому ми завжди обмежуємо струм, перш ніж відправити його до світлодіоду.

Як видно з малюнка найпростіше включення передбачає наявність джерела постійного струму напругою +5 В і двох елементів ланцюга: світлодіода і резистора. За допомогою закону Ома і елементарних математичних обчислень можна без праці розрахувати значення опору. Якщо IVD = 20мА, UVD = 3В, то отримаємо R = (5-3) /0.02=100 Ом.

При послідовно-паралельному включенні декількох світлодіодів в кожну гілку потрібно включати елементи з однаковим робочим струмом. В іншому випадку неможливо правильно розрахувати компенсує резистор, що позначиться на яскравості світіння. Для швидкого і точного розрахунку більш складних електричних ланцюгів застосовують закони Кірхгофа. Складніше ситуація з кольоровими діодами. Усередині корпусу розміщені кристали червоного, синього і зеленого кольору, які з'єднані з висновками. Крім цих трьох висновків є ще один - загальний (анод або катод). Підключення таких зразків вимагає точних даних про технічні характеристики, так як кожен колір має різний падіння напруги. Наприклад, модель MCDL-5013RGB (I = 20 мА): Ured = 2.0В; Ugreen = 3.5В; Ublue = 3.5В.

В цьому і полягає основна слабкість блоку живлення перед світлодіодом. Блок живлення - це джерело, який забезпечує стабільну напругу, а для роботи світлодіода потрібен стабільний струм, а не напруга. Стабільним струмом БП нас забезпечити не може, ось тому і з'явилися на світ драйвери. Якщо міркувати не дуже глобально, то можна заявити, що драйвер є блоком живлення з обмежуючим резистором. Це не далеко від істини, але все ж не зовсім так. Насправді, замість резистора в драйверах використовуються заумні схеми, які підлаштовуються під будь-які скачки напруги і на виході дають необхідний, а головне стабільний струм. У випадку зі звичайним блоком живлення, все скачки напруги будуть перетворюватися в тепло виділяється резистором. Резистор, в свою чергу, не може вважатися надійним захисником світлодіода. Звичайно, при стрибку напруги, навіть в разі якщо світлодіод скине свою напругу до нуля, - резистор все одно обмежить одержуваний світлодіодом струм; в результаті частина потужності світлодіода буде поглинена резистором. Чим більше таких стрибків - тим більше потужності буде втрачено в резисторі. Світлодіодний драйвер (на відміну БП з резистором) забезпечує не тільки стабільний струм, але і стабільну потужність, яка не буде загублена при скачках напруги.

Таким чином, підвівши риску під всім вищесказаним, наш вибір - світлодіодний драйвер. Спробую коротко перерахувати основні переваги цього пристрою перед блоком живлення:

• - стабільний струм;
• - стабільна потужність;
• - термін служби світлодіода набагато вище при використанні драйвера, так як світлодіод захищений від перепадів напруги, а як результат від падіння споживаної потужності;
• - драйвер економічніше, так як не витрачає енергію на нагрівання резисторів;
• - світлодіод підключений до драйверу світить яскравіше, так як отримує всю необхідну для його роботи потужність і не витрачає її на нагрів резисторів.

Примітка: світлодіодні стрічки завжди виготовляються з використанням резисторів, тому їх можна підключати до блоку живлення.