ความจริงทั้งหมดเกี่ยวกับการหรี่ไฟ LED: หรี่แสงไดรเวอร์และทฤษฎี

การปรับความสว่างของแหล่งกำเนิดแสงถูกใช้เพื่อสร้างความสว่างของห้องหรือที่ทำงาน การปรับความสว่างเป็นไปได้ที่จะจัดให้มีหลายวงจรที่เปิดโดยสวิตช์แต่ละตัว ในกรณีนี้คุณจะได้รับการเปลี่ยนแปลงแบบขั้นตอนในการส่องสว่างเช่นเดียวกับการแยกหลอดไฟส่องสว่างและปิดซึ่งอาจทำให้เกิดความไม่สะดวก

โซลูชันการออกแบบที่ทันสมัยและมีความเกี่ยวข้องรวมถึงการปรับความสว่างโดยรวมอย่างราบรื่นทำให้หลอดไฟทั้งหมดติดสว่าง สิ่งนี้ช่วยให้คุณสร้างทั้งบรรยากาศที่เป็นกันเองสำหรับการพักผ่อนและความสดใสสำหรับการเฉลิมฉลองหรือทำงานด้วยรายละเอียดเล็ก ๆ น้อย ๆ

ก่อนหน้านี้เมื่อแหล่งกำเนิดแสงหลักคือหลอดไส้และไฟสปอร์ตไลท์ที่มีหลอดฮาโลเจนไม่มีปัญหาในการปรับ ถูกนำมาใช้ ปกติหรี่ 220V บน triac (หรือไทริสเตอร์) ซึ่งโดยปกติแล้วจะอยู่ในรูปแบบของสวิตช์โดยมีปุ่มหมุนแทนปุ่ม

ด้วยการถือกำเนิดของการประหยัดพลังงาน (หลอดฟลูออเรสเซนต์ขนาดกะทัดรัด) และจากนั้น LED วิธีนี้จึงเป็นไปไม่ได้ เมื่อเร็ว ๆ นี้แหล่งกำเนิดแสงส่วนใหญ่คือหลอดไฟ LED และหลอดไฟและห้ามใช้หลอดไฟกับหลอดไส้ในหลายประเทศ

เป็นที่น่าสนใจบนบรรจุภัณฑ์จากหลอดไส้ในประเทศตอนนี้พวกเขาบ่งบอกถึงสิ่งที่ต้องการ: "หม้อน้ำไฟฟ้า"

ในบทความนี้คุณจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับหลักการควบคุมความสว่างของไฟ LED รวมถึงลักษณะในทางปฏิบัติ

ทฤษฎี

ใด ไดโอดเซมิคอนดักเตอร์ - นี่คืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ส่งกระแสไฟฟ้าในทิศทางเดียว ในกรณีนี้การไหลของกระแสไม่ได้มีการพึ่งพาเชิงเส้นของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ แต่มันคล้ายกับกิ่งพาราโบลา ซึ่งหมายความว่าเมื่อคุณใช้แรงดันไฟฟ้าขนาดเล็กกับ LED ปัจจุบันจะไม่ไหล

กระแสไหลผ่านมันเฉพาะเมื่อแรงดันไฟฟ้าของไดโอดเกินค่าเกณฑ์ สำหรับไดโอดเรียงกระแสสามัญมันมีตั้งแต่ 0.3V ถึง 0.8V ขึ้นอยู่กับวัสดุที่ทำไดโอด ไดโอดซิลิคอนประมาณ 0.7V, เจอร์เมเนียม 0.3V Schottky ไดโอดของคำสั่งของ 0.3V

ไดโอดเปล่งแสง ก็ไม่มีข้อยกเว้น แรงดันไฟฟ้าเกณฑ์ของ LED สีขาวประมาณ 3V โดยทั่วไปจะขึ้นอยู่กับสารกึ่งตัวนำที่ผลิตขึ้นสีของแสงจะขึ้นอยู่กับสิ่งนี้ ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าของ LED สีแดงจะอยู่ที่ประมาณ 1.7 V เมื่อถึงแรงดันไฟฟ้านี้กระแสไฟฟ้าจะไหลและ LED จะสว่างขึ้น ด้านล่างคุณจะเห็นคุณสมบัติของแรงดันไฟฟ้าของ LED

ความสว่างของ LED ขึ้นอยู่กับความแรงของกระแสผ่าน นี่คือภาพสะท้อนในกราฟด้านล่าง

ความสว่างของ LED ทฤษฎีเชิงอุดมคติขึ้นอยู่กับกระแสไฟฟ้าเชิงเส้น แต่ในความเป็นจริงสิ่งต่าง ๆ ค่อนข้างแตกต่างกัน นี่คือสาเหตุที่ความต้านทานแตกต่างของไดโอดและการสูญเสียความร้อน

มันดังต่อไปนี้:

LED คืออุปกรณ์ที่ขับเคลื่อนโดยกระแสไฟฟ้าไม่ใช่แรงดันไฟฟ้า ดังนั้นเพื่อปรับความสว่างของมันคุณจะต้องเปลี่ยนความแรงของกระแส

แน่นอนความแรงของกระแสขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ แต่ในขณะที่คุณสามารถตัดสินจากกราฟแรกแม้การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยของแรงดันไฟฟ้าจะนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของกระแสที่ไม่แน่นอน

ดังนั้นการปรับความสว่างด้วย rheostat อย่างง่ายจึงเป็นการออกกำลังกายที่ไร้ประโยชน์ ในรูปแบบดังกล่าวเมื่อความต้านทานของตัวต้านทานลดลง, LED จะสว่างขึ้นทันทีและหลังจากความสว่างจะเพิ่มขึ้นเล็กน้อยจากนั้นเมื่อใช้แรงดันไฟฟ้ามากเกินไปมันจะเริ่มร้อนขึ้นและล้มเหลว

จากที่นี่มางาน: ปรับกระแสที่ค่าแรงดันที่แน่นอนด้วยการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย

วิธีควบคุมความสว่างของไฟ LED: ตัวควบคุมเชิงเส้น "อนาล็อก"

สิ่งแรกที่ควรคำนึงถึงคือการใช้ทรานซิสเตอร์สองขั้วเพราะกระแสเอาต์พุต (ตัวสะสม) ขึ้นอยู่กับกระแสอินพุต (ฐาน) ที่รวมอยู่ในวงจรตัวสะสมทั่วไป เราได้พิจารณางานของพวกเขาแล้ว ในบทความขนาดใหญ่เกี่ยวกับทรานซิสเตอร์สองขั้ว.

หลักการทำงาน:

คุณเปลี่ยนกระแสฐานโดยการเปลี่ยนแรงดันตกที่ชุมทางตัวปล่อยฐานด้วยความช่วยเหลือของโพเทนชิออมิเตอร์ R2 จำเป็นต้องมีตัวต้านทาน R1 และ R3 เพื่อ จำกัด กระแสกับทรานซิสเตอร์เปิดสูงสุดที่คำนวณตามสูตร:

R = (U supply-U ดรอปดาวน์ LEDs-U บนทรานซิสเตอร์) / ไฟ I

ฉันตรวจสอบวงจรนี้มันควบคุมกระแสผ่านแอลอีดีและความสว่างของแสงได้ค่อนข้างดี แต่มีระดับการก้าวที่ชัดเจนที่ตำแหน่งโพเทนชิออมิเตอร์บางทีอาจเป็นเพราะความจริงที่ว่าโพเทนชิออมิเตอร์แบบลอการิทึมใด ๆ ไดโอดด้วย CVC เดียวกัน

วงจรกันโคลงในปัจจุบันดีกว่าสำหรับงานนี้ บนตัวปรับความเสถียร LM317แม้ว่ามันจะถูกใช้บ่อยกว่าเป็นตัวปรับแรงดันไฟฟ้า

นอกจากนี้ยังสามารถใช้ในการรับกระแสคงที่ที่แรงดันคงที่ สิ่งนี้มีประโยชน์โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเชื่อมต่อ LED กับเครือข่ายออนบอร์ดของรถซึ่งแรงดันไฟฟ้าในเครือข่ายที่ดับเครื่องยนต์อยู่ที่ประมาณ 11.7-12V และเมื่อกระทบยอดถึง 14.7V จะมีความแตกต่างมากกว่า 10% ยังใช้งานได้ดีเมื่อใช้พลังงานจากแหล่งจ่ายไฟ

การคำนวณกระแสไฟขาออกค่อนข้างง่าย:

มันกลับกลายเป็นคำตอบที่ค่อนข้างกะทัดรัด:

วิธีนี้ไม่ได้มีประสิทธิภาพสูงขึ้นอยู่กับความต่างศักย์ระหว่างอินพุตของโคลงและเอาท์พุท แรงดันไฟฟ้าทั้งหมด“ เผาไหม้” ใน LM-ke การสูญเสียพลังงานถูกกำหนดโดยสูตร:

P = Uin-Uout / I

เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของคอนโทรลเลอร์จำเป็นต้องใช้วิธีการที่ต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงคือคอนโทรลเลอร์ชีพจรหรือคอนโทรลเลอร์ PWM

วิธีปรับความสว่าง: การปรับ PWM

PWM ย่อมาจาก Pulse Width Modulation มันขึ้นอยู่กับการเปิดและปิดพลังงานไฟฟ้าด้วยความเร็วสูง ดังนั้นเราจะได้รับการเปลี่ยนแปลงในปัจจุบันผ่าน LED เพราะทุกครั้งที่ได้รับแรงดันไฟฟ้าเต็มรูปแบบที่จำเป็นในการเปิด มันเปิดและปิดที่ความสว่างเต็มรูปแบบได้อย่างรวดเร็ว แต่เนื่องจากความเฉื่อยของวิสัยทัศน์ของเราเราจึงไม่สังเกตเห็นสิ่งนี้และดูเหมือนว่าความสว่างจะลดลง

ด้วยวิธีการนี้แหล่งกำเนิดแสงสามารถสร้างระลอกคลื่นได้ไม่แนะนำให้ใช้แหล่งกำเนิดแสงที่มีระลอกคลื่นมากกว่า 10% ค่าโดยละเอียดสำหรับห้องแต่ละประเภทอธิบายไว้ใน SNIP-23-05-95 (หรือ 2010)

การทำงานภายใต้แสงที่สั่นสะเทือนจะทำให้เกิดความเหนื่อยล้าปวดศีรษะและยังสามารถทำให้เกิดเอฟเฟกต์แบบสโตรโบสโคปเมื่อชิ้นส่วนที่หมุนอยู่นิ่ง นี่เป็นสิ่งที่ยอมรับไม่ได้เมื่อทำงานกับเครื่องกลึงพร้อมสว่านและสิ่งอื่น ๆ

มีวงจรและตัวเลือกมากมายสำหรับการดำเนินการควบคุม PWM ดังนั้นทั้งหมดจึงไม่มีรายการ ตัวเลือกที่ง่ายที่สุดคือการประกอบคอนโทรลเลอร์ PWM ขึ้นอยู่กับชิปจับเวลา NE555. นี่เป็นชิปที่ได้รับความนิยม ด้านล่างคุณจะเห็นไดอะแกรมของตัวหรี่ไฟ LED:

แต่ในความเป็นจริงนี่เป็นหนึ่งเดียวและวงจรเดียวกันความแตกต่างคือทรานซิสเตอร์พลังงานถูกแยกออกจากที่นี่และเหมาะสำหรับการปรับไฟ LED พลังงานต่ำ 1-2 ตัวด้วยกระแสไฟสองสามหมื่นมิลลิแอมป์ นอกจากนี้ยังไม่รวมตัวปรับแรงดันไฟฟ้าสำหรับชิพ 555 ตัว

วิธีการปรับความสว่างของหลอดไฟ LED 220V

คำตอบสำหรับคำถามนี้ง่ายมาก: หลอดไฟ LED ธรรมดา ไม่ได้รับการควบคุมจริง - เช่น ไม่มีทาง เมื่อต้องการทำเช่นนี้หลอดไฟ LED ที่หรี่แสงได้พิเศษจะถูกขายซึ่งเขียนไว้บนบรรจุภัณฑ์หรือไอคอนหรี่ลงมา

บางทีอาจเป็นช่วงที่กว้างที่สุดของหลอดไฟ LED หรี่แสงได้นำเสนอโดย GAUSS - รูปแบบการออกแบบและ socles ที่หลากหลาย

ทำไมจึงไม่สามารถหรี่ไฟ 220V LED ได้

ความจริงก็คือวงจรแหล่งจ่ายไฟของหลอดไฟ LED ทั่วไปนั้นสร้างขึ้นบนพื้นฐานของแหล่งจ่ายไฟแบบบัลลาสต์ (ตัวเก็บประจุ) หรือบนไดอะแกรม ตัวแปลงบั๊ก pulsed ที่ง่ายที่สุดในชนิดแรก. สวิตช์หรี่ไฟ 220V เพียงปรับค่าแรงดันไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพ

ด้านหน้าของงานมีสวิตช์หรี่ไฟ:

1. Dimmers ตัดขอบนำของครึ่งคลื่น (edge ​​edge) มันเป็นรูปแบบดังกล่าวที่พบมากที่สุดในหน่วยงานกำกับดูแลของใช้ในครัวเรือน นี่คือกราฟของแรงดันไฟขาออก:

2. Dimmers ตัดขอบต่อท้ายของครึ่งคลื่น (Falling Edge) แหล่งข้อมูลหลายแห่งอ้างว่าหน่วยงานกำกับดูแลดังกล่าวทำงานได้ดีขึ้นกับหลอดไฟ LED ทั่วไปและหรี่แสงได้ แต่พวกเขาเป็นเรื่องธรรมดาน้อยมาก

มันดังต่อไปนี้:

หลอดไฟ LED ทั่วไปจะไม่เปลี่ยนความสว่างด้วยหรี่เช่นนี้นอกจากนี้สามารถเร่งความล้มเหลวของพวกเขา ผลจะเหมือนกับในวงจร rheostat ที่แสดงในส่วนก่อนหน้าของบทความ

เป็นที่น่าสังเกตว่าหลอดไฟ LED แบบปรับได้ที่ราคาถูกที่สุดส่วนใหญ่จะทำงานเหมือนกันกับหลอดไฟธรรมดา แต่มีราคาสูงกว่า

การปรับความสว่างของหลอดไฟ LED - โซลูชัน 12V แบบมีเหตุผล

หลอดไฟ LED 12V มีการกระจายอย่างกว้างขวางในฐานสำหรับสปอตไลท์เช่น G4, GX57, G5.3 และอื่น ๆ ความจริงก็คือว่าบ่อยครั้งในหลอดไฟเหล่านี้ไม่มีรูปแบบพลังงานเช่นนี้ แม้ว่าบางส่วนจะถูกติดตั้งที่ทางเข้า ไดโอดบริดจ์และตัวเก็บประจุตัวกรองแต่สิ่งนี้ไม่ส่งผลกระทบต่อความเป็นไปได้ของการควบคุม

ซึ่งหมายความว่าเป็นไปได้ที่จะควบคุมหลอดไฟดังกล่าวโดยใช้ตัวควบคุม PWM

ในลักษณะเดียวกับการปรับความสว่าง แถบ LED. รุ่นที่ง่ายที่สุดของตัวควบคุมเช่นที่นี่ในสายไฟในร้านค้าที่พวกเขามักจะเรียกว่า: "12-24V หรี่สำหรับแถบ LED"

พวกเขาทนทานขึ้นอยู่กับรุ่นประมาณ 10 แอมแปร์ หากคุณต้องการใช้ในรูปทรงที่สวยงามเช่น หากแทนที่จะใช้สวิตช์ธรรมดาคุณจะสามารถหาสวิตช์หรี่แสงแบบสัมผัสไว 12V หรือตัวเลือกที่มีด้ามจับแบบหมุนได้

นี่คือตัวอย่างของการใช้โซลูชันดังกล่าว:

นำไปใช้ก่อนหน้านี้ หลอดฮาโลเจน 12V พวกมันขับเคลื่อนโดยหม้อแปลงอิเล็กทรอนิกส์และนั่นเป็นทางออกที่ยอดเยี่ยม 12 โวลต์เป็นแรงดันไฟฟ้าที่ปลอดภัย ในการจ่ายไฟให้กับหลอดไฟเหล่านี้บนหม้อแปลงอิเล็กทรอนิกส์ 12V ไม่ทำงานคุณต้องใช้แหล่งจ่ายไฟสำหรับแถบ LED โดยหลักการแล้วนี่คือการเปลี่ยนแปลงของแสงจากหลอดฮาโลเจนเป็นหลอดไฟ LED

ข้อสรุป

ทางออกที่เหมาะสมที่สุดในการควบคุมความสว่างของไฟ LED คือการใช้หลอดไฟ 12V หรือแถบ LED เมื่อความสว่างลดลงแสงอาจกะพริบเพราะคุณสามารถลองใช้ไดรเวอร์อื่นและหากคุณใช้คอนโทรลเลอร์ PWM ด้วยมือของคุณเองให้เพิ่มความถี่ PWM