Драйвер для світлодіодного світильника: що потрібно знати про нього для правильного вибору

Драйвер для світлодіодного світильника: що потрібно знати про нього для правильного вибору 

Досі існує думка, що стабільна напруга для роботи освітлювальних пристроїв – запорука якісної роботи. Це дійсно так для лампочок розжарювання: при зниженій напрузі вони світять тьмяно або взагалі не вмикаються, а при підвищеній – спіраль перегорає швидко. 

Але з переходом на світлодіоди ситуація змінилася докорінно: світіння LED елемента викликає саме струм, а яскравість світлового потоку залежить від величини постійного струму. Напруга може взагалі «плавати» в доволі широкому діапазоні, на побутових ЛЕД лампочках вказаний робочий інтервал напруг 170-250V. Можливо, ви помічали, що при аномальному падіння напруги в мережі, побутові електроприлади вимикаються, а світлодіодні лампи світять як ні в чому не бувало! Це не диво і не парадокс, просто LED лампочки мають вбудований драйвер – спеціальний пристрій для перетворення змінного струму в постійний з необхідними параметрами.

Ось про це й поговоримо. З цієї статті ви дізнаєтеся, що собою являє цей драйвер для світлодіодного світильника і які вони бувають, щоб потім не виникали проблеми під час вибору компонентів системи освітлення та її підключення. У глибини теорії надто вдаватися не будемо – для правильного розуміння процесів буде достатньо базових знань зі шкільного курсу фізики.

Драйвер світлодіодів: що він являє собою і чим відрізняється від блоку живлення

Світловипромінювальні діоди активуються і починають генерувати світло, коли по них проходить постійний струм певної величини (так коротко можна описати принцип дії будь-якого LED світильника). Джерелом такого струму постійної величини для світлодіодів є драйвер – електронний пристрій для перетворення змінного струму в постійний із заданими параметрами. Саме ця стабільність величини струму надзвичайно важлива для функціонування світлодіодів:

• Яскравість світіння діода безпосередньо залежить від величини постійного струму, тобто при стрибках струму інтенсивність світла «плаває». І це зовсім не той результат, на який ми розраховуємо, коли вмикаємо лампу.
• ККД діодного світильника при коливаннях струму також величина непостійна: під час роботи світильника відбувається перерозподіл енергії на світіння і утворення тепла. Навіть невеликі стрибки струму за величиною провокують нагрів світлодіодів (не обов'язково дуже потужних), що помітно скорочує термін життя LED світильника (теплова деградація – незворотний процес).

Дуже неприємно, що така така «дрібниця» як нестабільний струм може практично звести нанівець всі переваги ЛЕД ламп – енергоефективність, надійність, якісне яскраве світло та довговічність. Вирішення цієї проблеми знайдено давно, led пристрій до мережі потрібно підключати через спеціальне джерело живлення для світловипромінюючих кристалів – драйвер.

І тут нерідко проявляється підміна понять – «джерело живлення» для діодів плутають з «блоком живлення» Так, вони обидва мають опцію стабілізації напруги, але функціонал у них відрізняється принципово.

Драйвер світлодіодів – джерело струму, що на виході видає стабілізований струм, а значення вихідної напруги при цьому балансує в межах певного інтервали, що залежить від підключеного навантаження.

📌Основні функції драйвера:

✔️Стабілізація струму за величиною – підтримує постійний струм, необхідний для функціонування ЛЕД кристалів.

✔️Захист від стрибків напруги – продовжує тривалість життя (ресурс) світлодіодів.

✔️Регулювання яскравості – у деяких моделях є можливість зміни інтенсивності світіння (підтримує роботу димера).

Блок живлення (БЖ) – джерело стабільної напруги. БЖ перетворює напругу в мережі (зазвичай, 220V/50Hz) в необхідну для роботи пристрою (наприклад, DC12V або 24V для led стрічки). Блок живлення подає на клеми стабільну напругу, але величину сили струму не контролює, на відміну від драйвера.

📌Основні функції блоку живлення:

✔️Перетворення напруги (220В/50Гц) в постійну.

✔️Подача стабільної напруги на пристрій.

✔️Використовується для живлення різних приладів, а не лише діодних світильників.

Для наочності об'єднаємо все це в таблицю.

✏️Висновок: драйвер – це спеціалізоване джерело живлення, призначене для світлодіодів, а блок живлення – це універсальний пристрій, який може живити різноманітну техніку та електроніку. Від типу споживача електроенергії (LED світильника в нашому випадку) і залежить вибір джерела живлення та його характеристики.

Як працює драйвер світлодіодів

Підтримка стабільних значень струму на виході пристрою при постійному рівні вихідної напруги, так загалом можна описати принцип дії LED-драйвера. Від пристрою потрібно одне – регулювати струм і тим забезпечувати стабільну роботу світлодіодів. Без використання драйвера світловипромінюючі кристали можуть швидко перегоріти, оскільки вони дуже чутливі до змін параметрів мережі.

При підключенні драйвера в ньому відбуваються певні процеси у такій послідовності:

☑️ Перетворює змінний струм (AC) на постійний (DC). LED driver приймає вхідну напругу від мережі АС 220V або якогось іншого низьковольтного джерела DC (акумулятора 12/24V, наприклад). На цьому етапі драйвер одночасно виконує функцію двох пристроїв: як блок живлення – «доводить» напругу до потрібного діапазону значень, як стабілізатор струму – «вирівнює» вхідний струм, завдяки вбудованому випрямлячу.

☑️ Драйвер світлодіодів підтримує на виході пристрою постійний струм певної величини (робочий струм для конкретних кристалів LED). Цей струм драйвер підтримує на стабільному рівні, незалежно від коливань напруги в мережі або змін температури. Для світлодіодів коливання струму критичні: навіть невелике підвищення струму може призвести до значного збільшення яскравості і як наслідок – перегріву діода, що скорочує термін служби світильника.

☑️LED driver обмежує максимальний струм та підтримує його на безпечному рівні – захищає світлодіоди від перевантаження. Цим драйвер запобігає пошкодженню світловипромінюючих кристалів у разі стрибків напруги чи інших проблем із живленням.

Драйвер може виконувати і додаткові функції – регулювати яскравість світіння (за допомогою димера), здійснювати захист від короткого замикання й тим самим підвищити безпеку роботи ЛЕД пристрою.

Якщо узагальнити, драйвер світлодіодів – для ланцюга освітлення це «мозок», який забезпечує стабільну роботу, продовжує термін служби LED елементів та запобігає їх передчасному виходу з ладу.

Як влаштовано LED driver

ЛЕД драйвер – це складний електротехнічний пристрій. Завдяки продуманій конструкції, перетворювач струму для LED забезпечує стабільну та безпечну роботу світлодіодів. Обов'язковими компонентами будь-якого драйвера є такі складові:

🔹 Діодний міст: перетворює змінний струм AC на постійний DC.

🔹 Конденсатори: згладжують пульсацію випрямленого струму.

🔹 Мікросхема управління: регулює струм та забезпечує захист.

🔹 Транзистори: контролюють величину струму.

🔹 Резистори: задають величину струму.

🔹 Дроселі (котушки): накопичують та віддають енергію, згладжуючи пульсації.

Кожна деталь відповідає за правильну роботу драйвера світлодіодів. Тип драйвера і сфера його застосування визначається компонентами, що використовуються, і схемою їх підключення.

Які бувають драйвери для світлодіодів: типи класифікації за різними ознаками

Для кожного випадку застосування LED driver вибирають індивідуально, оскільки вимоги до джерела живлення залежать від навантаження – світлодіодного приладу освітлення. Умовно драйвери для світлодіодів можна розділити на групи за декількома ознаками – конструкцією, фізичними принципами роботи, функціоналом та сферою застосування.

За конструкцією

Для підключення світильника LED до мережі може знадобитися драйвер певного типу. Розрізняються вони наявністю (відсутністю) та компонентами інтегральної мікросхеми, яка відповідає за AC/DC перетворення струму:

🔸Лінійний (Linear) LED driver. Найбільш простий за конструкцією перетворювач (відповідно, і найбільш бюджетний). На його платі є лише необхідні елементи. Від стрибків напруги такий драйвер захистити не може. У більшості випадків цей тип драйвера використовують для живлення малопотужних ламп або в тих випадках, якщо немає місця для більш складних (і функціональних) драйверів.

🔸Лінійний LED driver із простою інтегральною мікросхемою (Linear IC). Перетворювач струму для світлодіодів з інтегральною мікросхемою простої конструкції. Функціонал дещо більш просунутий (порівняно з Linear LED driver) – може захищати девайс від коливань напруги, але в дуже обмеженому інтервалі. Бюджетне рішення для живлення LED світильників, може використовуватися в будь-якому з типів ламп.

🔸LED driver на основі інтегральної мікросхеми (IC драйвер). Багатокомпонентне джерело живлення для світлодіодів, найбільш надійні та функціональне. Підходить для використання у світильниках будь-якої конструкції. Крім перетворення струму, драйвер IC здатний активно захищати світлодіоди від шкідливого впливу стрибків напруги і сили струму. Такий драйвер підходить для всіх світлодіодних систем освітлення.

За принципом перетворення сигналу

Це зовсім інший підхід до класифікації джерел живлення світлодіодів. Тут також є кілька варіантів. Розрізняються LED драйвери за фізичним принципом перетворення, можливостями регулювання параметрів світіння та іншими користувацькими характеристиками. Один з найбільш важливих критеріїв вибору джерела струму для лед світильника є фізичний принцип перетворення струму.

🔺Лінійні драйвери. Найпростіші і недорогі, мають низький ККД і під час роботи виділяють багато тепла, що дуже шкідливо впливає на світлодіоди. Ці драйвери працюють за принципом компенсації надлишкової напруги на резисторі (конденсатор у схемі відсутній), через що здатність поглинати стрибки напруги у таких ЛЕД драйверів обмежена. Як обмежена і сфера застосування: підходять вони для живлення малопотужних світлодіодів, де не потрібна висока стабільність струму.

🔺Імпульсні драйвери. Найпоширеніший тип. Робота імпульсних ЛЕД драйверів базується на принципі широтно-імпульсної модуляції (ШІМ), при якій струм подається на світлодіоди імпульсами. Ширина цих імпульсів регулюється мікросхемою управління драйвера, що дозволяє підтримувати постійний струм. Головні особливості цього типу LED driver – високий ККД та стабільний струм на виході. Імпульсні джерела струму підходять для широкого спектру світлодіодів, включаючи найбільш потужні.

Принцип імпульсної модуляції сигналу також використовується для створення ЛЕД драйверів з додатковими функціями, такими як димування, керування кольором світіння, з вбудованою опцією захисту від КЗ та перевантажень.

За параметрами сигналу на виході

Цей тип класифікації враховує особливості навантаження, що підключається. Через це ця систематика має дуже важливе значення при виборі відповідного драйвера світлодіодів для конкретного випадку застосування. Світлодіодні світильники можуть мати найрізноманітніші вимоги щодо вхідного струму, за параметри якого відповідає джерело живлення. За особливостями управління вхідним струмом/напругою драйвери для світлодіодів можна поділити на декілька груп.

🔘Драйвери із постійним струмом (Constant Current, CC). Їхня головна функція – підтримувати постійний струм у ланцюгу з чутливими до зміни струму світлодіодами. Головна особливість СС LED driver – регулюється струм, що виходить, а напруга в ланцюзі «підлаштовується» під споживача (підключений діодний світильник). Ці драйвери часто використовуються для електроживлення COB-матриць і потужних LED-прожекторів, де підтримка точного струму важлива для безпечної та надійної роботи освітлювального приладу.

🔘Драйвери з постійною напругою (Constant Voltage, CV) забезпечують стабільну вихідну напругу (наприклад, 12/24V), а струм у них може «підлаштовуватися» залежно від навантаження. Драйвери типу CV зазвичай застосовуються при підключенні великої кількості світлодіодів: наприклад, світлодіодних панелей чи LED стрічок.

Ця класифікація (відмінності драйверів по вихідному струму/напрузі) – ключова під час вибору джерел струму для світлодіодів. Якщо їх неправильно вибрати, світильник якийсь час працюватиме, але не довго. Класифікація світлодіодних драйверів на кшталт сигналу не обмежується двома цими різновидами – СС і CV. Це базові, але вони теж мають варіанти виконання:

🔳Драйвери з димуванням (Dimmable Drivers) дозволяють регулювати яскравість світіння діодів, керуючи струмом. Використовуються такі драйвери в домашньому та офісному освітленні, а також у різних декоративних світильниках.

🔳Драйвери з активною корекцією коефіцієнта потужності (PFC – Power Factor Correction) оптимізують використання електроенергії, забезпечуючи вищий ККД. Використовуються такі драйвери у професійних та промислових LED системах, де важлива висока ефективність енергоспоживання. (Знижують втрати енергії та зменшують навантаження на мережу)

🔳Смарт-драйвери можуть автоматично змінювати характеристики освітлення (наприклад, яскравість, колір) залежно від зовнішніх умов. Використовуються такі драйвери в інтелектуальних системах освітлення (наприклад, «Розумний дім») для автоматичного регулювання яскравості та інших параметрів. Часто підтримують функції керування через додатки, сенсори або системи керування будівлею.

Промисловість випускає також LED драйвери спеціалізованого призначення – наприклад, драйвери з коефіцієнтом пиловологозахисту IP65 використовуються в приладах вуличного освітлення.

Ви мабуть помітили, класифікації драйверів перетинаються – і це не помилка. При різних підходах до вибору драйвера цілком конкретна характеристика електронного пристрою розглядається вже під новим кутом – і набуває дещо іншого значення. Іноді, дуже важливого для вибору.

Як вибрати драйвер для LED-світильника: покрокова інструкція

Від того, наскільки джерело живлення відповідає потребам світлодіодів, залежить стабільна і безпечна робота LED світильника. Правильний вибір драйвера впливає на ефективність роботи приладу освітлення, його довговічність та безпеку.

Для початку треба розібратися, чи взагалі потрібен драйвер. Це залежить від типу LED світильника. Так наприклад, для включення світлодіодної лампи Е27 стандартну мережу АС 220V додатковий перетворювач струму не потрібен, так як в лампі вже є вбудований Led driver. Але це скоріше виняток.

Для вибору відповідного драйвера світлодіодів є перевірений часом та досвідом алгоритм.

Визначаємо параметри світлодіодів

За точку відліку треба взяти робочі характеристики споживача – ЛЕД освітлювального пристрою, який ви плануєте підключити:

🔹Номінальна напруга (V). Наприклад, 12/24V для лед стрічки або 220V для мережевого світильника.

🔹Робочий струм (mA чи A). Наприклад, 350mA, 700mA, 1A.

🔹Потужність (W). Можна взяти з техпаспорта або розрахувати за формулою: Потужність = Напруга × Струм

Драйвер, який вам потрібен, в ідеалі повинен відтворювати на виході зазначені параметри.

Вибираємо тип драйвера

Найважливіший момент при виборі led драйвера – правильно визначити, якого типу перетворювач AC/DC нам потрібно:

🔸Стабілізатор струму (Constant Current) – CC LED driver. Використовується для тих світильників, де важливим є саме стабільний струм: сфера застосування – потужні світлодіоди, ЛЕД модулі та матриці.

🔸Стабілізатор напруги (Constant Voltage) – CV LED driver. Вирівнює струм та підтримує постійну напругу, наприклад 12/24V. Зазвичай використовується для підключення світлодіодних стрічок, лінійок, модулів, окремих чипів.

📍Важливо! Якщо вибрати неправильний тип драйвера, світлодіоди можуть не працювати чи навіть перегоріти.

Розраховуємо запас потужності

Для надійної роботи рекомендується вибрати драйвер для світлодіодів із запасом потужності 20-30% на «випадок» (аномальні коливання напруги в мережі, КЗ). Орієнтуємось на потужність підключення:

Розрахункова потужність драйвера = Потужність світильника × 1,2.

Наприклад, для LED світильника потужністю 50W знадобиться драйвер щонайменше 50 × 1,2 = 60W.

Занадто великий запас потужності закладати немає потреби, 20-30% буде цілком достатньо.

Що ще потрібно врахувати під час вибору драйвера світлодіодів

Основні робочі параметри джерела живлення для світильника ми визначили з характеристик споживача, що підключається (діодного світильника). Але це ще не все – потрібно врахувати особливості використання системи драйвер-світильник:

🔸Умови експлуатації. Залежно від зони встановлення світильника з драйвером вибираємо індекс пиловологозахисту: IP20 – тільки для сухих приміщень, IP65 – для зовнішнього освітлення чи світильників у ванній, наприклад.

🔸Наявність додаткових опцій (за винятком перетворення струму АС/DС). Для ламп основного світла, світильників зовнішнього освітлення та декоративного підсвічування часто використовують димування – регулювання яскравості за рахунок зміни напруги/струму (наприклад, 0-10V – цей діапазон вказаний у маркуванні драйвера з опцією димування).

Драйвер можна інтегрувати в корпус світильника чи встановити в окремому корпусі. Залежить це від розмірів ЛЕД драйвера та сфери застосування: у стельовий світильник зазвичай можна легко вбудувати LED driver компактних розмірів, а для вуличного прожектора рекомендується використовувати водозахищені моделі драйверів зовнішнього підключення.

На драйвері заощаджувати ніяк не можна – від нього залежить не тільки стабільна робота LED світильників, але і ваша безпека (може просто вийти з ладу система освітлення, а може статися і загоряння).

Для облаштування домашнього освітлення чи собі на роботу найкращі драйвери для світлодіодів пропонуємо придбати у нас в LED-STORY. У каталозі на сайті представлені перетворювачі струму АС/DС в найширшому асортименті – для використання в побуті і для складних LED освітлювальних систем. Драйвер світлодіодів купити ви можете просто зараз. Переходьте на сторінки каталогу і обирайте/замовляйте собі додому або на роботу кращий LED driver з необхідними параметрами.