Драйвер для светодиодного светильника: что нужно знать о нем для правильного выбора

Драйвер для светодиодного светильника: что нужно знать о нем для правильного выбора 

До сих пор бытует мнение, что для работы осветительных устройств стабильное напряжение – одно из главных условий. Это действительно так для лампочек накаливания: при пониженном напряжении они светят тускло или вообще не включаются, а при повышенном – спираль быстро перегорает. 

Но с переходом на светодиоды ситуация изменилась на противоположную: именно ток вызывает свечение LED элемента, а яркость этого светового потока зависит от величины постоянного тока. Напряжение же может «плавать» в довольно широких пределах (на бытовых ЛЕД лампочках указан рабочий диапазон 170-250V). Возможно, вы обращали внимание, что при аномальном падении напряжения в сети, бытовые электроприборы выключаются, а светодиодные лампы светят как ни в чем не бывало! Это не чудо и не парадокс, просто у LED лампочек есть встроенный драйвер – специальное устройство для преобразования переменного тока в постоянный с необходимыми параметрами.

Вот об этом и поговорим. Из этой статьи вы узнаете, что собой представляет этот драйвер для светодиодного светильника и какие они бывают, чтобы потом не возникали проблемы при выборе и подключении. В глубины теории вдаваться не будем – для правильного понимания процессов будет достаточно базовых знаний из школьного курса физики.

Драйвер светодиодов: что он собой представляет и чем он отличается от блока питания

Светоизлучающие диоды активируются и начинают генерировать свет, когда по ним проходит постоянный ток определенной величины (так кратко можно описать принцип действия любого LED светильника). Источником такого тока постоянной величины для светодиодов и является драйвер – электронное устройство для преобразования переменного тока в постоянный с заданными параметрами. Именно эта стабильность величины тока чрезвычайно важна для функционирования светодиодов:

• Яркость свечения диода напрямую зависит от величины постоянного тока, т. е. при скачках тока интенсивность свечения «плавает». И это совсем не тот результат, на который мы рассчитываем, включая прибор освещения.
• КПД диодного светильника при колебаниях тока также величина непостоянная: в процессе работы происходит перераспределение энергии на свечение и на преобразование в тепло. Даже небольшие скачки тока по величине провоцируют нагрев светодиодов (не обязательно очень мощных), что заметно сокращает срок жизни LED светильника (тепловая деградация – необратимый процесс).

Очень неприятно, когда така «мелочь» как нестабильный ток может практически свести «на нет» все преимущества ЛЕД ламп – энергоэффективность, надежность, качественный яркий свет и долговечность. Решение этой проблемы найдено давно, led устройство к сети нужно подключать через специальный источник питания для светоизлучаюших кристаллов – драйвер.

И тут часто возникает подмена понятий – «источник питания» для диодов путают с «блоком питания». Да, они имеют опцию стабилизации напряжения, на функционал у них различается принципиально.

Драйвер светодиодов – источник тока. LED driver выдает стабилизированный ток, а значение выходного напряжения при этом балансирует в определенном интервале, который зависит от подключенной нагрузки. Вот этот интервал напряжений и указан в маркировке драйвера, а также значение постоянного рабочего тока.

📌Основные функции драйвера:

✔️Стабилизация тока по величине – поддерживает постоянный ток, необходимый для функционирования ЛЕД кристаллов.

✔️Защита от скачков напряжения – продлевает длительность жизни (ресурс) светодиодов.

✔️Регулировка яркости – в некоторых моделях есть возможность диммирования (изменения интенсивности свечения).

Блок питания (БП) – источник стабильного напряжения. БП преобразует сетевое напряжение (обычно, 220V/50Hz) в необходимое для работы устройства (например, DC12V или 24V для led ленты). Блок питания подает на клеммы стабильное напряжение, но величину силы тока не контролирует, в отличие от драйвера.

📌Основные функции блока питания:

✔️ Преобразование сетевого напряжения (220В/50Гц) в постоянное.

✔️ Подача стабильного напряжения на устройство.

✔️ Используется для питания различных приборов, а не только диодных светильников.

Для наглядности, объединим все это в таблицу.

✏️Вывод: драйвер – это специализированный источник питания, предназначенный для светодиодов, а блок питания – это универсальное устройство, которое может питать разнообразную технику и электронику. От типа потребителя электроэнергии (LED светильника в нашем случае) зависит выбор источника питания и его характеристики.

Как работает драйвер светодиодов

Поддержка стабильных значений тока на выходе устройства при постоянном уровне выходного напряжения, так в общем можно описать принцип действия LED-драйвера. От устройства нужно одно – регулировать ток и тем самым обеспечивать стабильную работу светодиодов. Без использования драйвера светоизлучающие кристаллы могут быстро перегореть, поскольку они очень чувствительны к изменению параметров сети.

При подключении драйвера в нем происходят определенные процессы в следующей последовательности:

☑️ Преобразует переменный ток (AC) в постоянный (DC). LED driver принимает входное напряжение от сети АС 220V или какого-нибудь другого низковольтного источника DC (аккумулятора 12/24V, например). На этом этапе драйвер одновременно выполняет функцию двух устройств: как блок питания – «доводит» напряжение до нужного диапазона значений, как стабилизатор тока – «выравнивает» входящий ток, благодаря встроенному выпрямителю.

☑️ Драйвер светодиодов поддерживает на выходе устройства постоянный ток определенной величины (рабочий ток для конкретных кристаллов LED). Этот ток драйвер поддерживает на стабильном уровне независимо от колебаний напряжения в сети или изменений температуры. Для светодиодов колебания тока критические: даже небольшое повышение тока может привести к значительному увеличению яркости и, как следствие, перегреву диода, что сокращает срок службы светильника.

☑️ LED driver ограничивает максимальный ток и поддерживает его на безопасном уровне – предохраняет светодиоды от перегрузки. Этот драйвер предотвращает повреждение светоизлучающих кристаллов в случае скачков напряжения или других проблем с питанием.

Драйвер может выполнять и дополнительные функции – регулировать яркость свечения (с помощью диммера), защищать от короткого замыкания и тем самым повысить безопасность работы ЛЕД устройства.

Если обобщить, драйвер светодиодов – для цепи освещения это «мозг», который обеспечивает стабильную работу, продлевает срок службы LED элементов и предотвращает их преждевременное выход из строя.

Как устроен LED driver

ЛЕД драйвер – это сложное электротехническое устройство. Благодаря продуманной конструкции преобразователь тока для LED обеспечивает стабильную и безопасную работу светодиодов. Обязательными компонентами любого драйвера являются следующие составляющие:

🔹 Диодный мост: преобразует переменный ток AC в постоянный DC.

🔹 Конденсаторы: сглаживают пульсацию выпрямленного тока.

🔹 Микросхема управления: регулирует ток и обеспечивает защиту.

🔹 Транзисторы: контролируют величину тока.

🔹 Резисторы: задают величину тока.

🔹 Дроссели (катушки): накапливают и отдают энергию, сглаживая пульсации.

Каждая деталь отвечает за правильную работу драйвера светодиодов. Тип драйвера и область его применения определяется используемыми компонентами и схемой их подключения.

Какие бывают драйверы для светодиодов: типы классификации по разным признакам

Для каждого случая применение LED driver выбирают индивидуально, поскольку требования к источнику питания зависят от нагрузки светодиодного прибора освещения. Условно драйверы для светодиодов можно разделить на группы по нескольким признакам – конструкции, физическим принципам работы, функционалу и сфере применения.

По конструкции

Для подключения светильника к сети может потребоваться драйвер определенного типа. Различаются они наличием (отсутствием) и компонентами интегральной микросхемы, отвечающей за AC/DC преобразование тока:

🔸Линейный (Linear) LED driver. Наиболее простой по конструкции преобразователь (соответственно, и наиболее бюджетный). На его плате есть только нужные элементы. От скачков напряжения такой драйвер защитить не может. В большинстве случаев этот тип драйвера используют для питания маломощных ламп или в тех случаях, когда нет места для более сложных (и функциональных) драйверов.

🔸Линейный LED driver с простой интегральной микросхемой (Linear IC). Преобразователь тока для светодиодов с интегральной микросхемой простой конструкции. Функционал несколько более продвинутый (по сравнению с Linear LED driver) – может защищать аксессуар от колебаний напряжения, но в очень ограниченном интервале. Бюджетное решение для питания LED светильников может использоваться в любом из типов ламп.

🔸LED driver на основе интегральной микросхемы (IC-драйвер). Многокомпонентный источник питания для светодиодов, наиболее надежный и функциональный. Подходит для использования в светильниках любой конструкции. Помимо преобразования тока, драйвер IC способен активно защищать светодиоды от вредного воздействия скачков напряжения и силы тока. Этот драйвер подходит для всех светодиодных систем освещения.

По принципу преобразования сигнала

Это совсем другой подход к классификации источников питания светодиодов. Здесь также есть несколько вариантов. Различаются LED драйверы по физическому принципу преобразования, возможностям регулировки параметров свечения и другим пользовательским характеристикам. Одним из наиболее важных критериев выбора источника тока для лед светильника является физический принцип преобразования тока.

🔺Линейные драйверы. Самые простые и недорогие, имеют низкий КПД и при работе выделяют много тепла, что очень вредно влияет на светодиоды. Эти драйверы работают по принципу компенсации избыточного напряжения на резисторе (конденсатор в схеме отсутствует), из-за чего способность поглощать скачки напряжения у таких ЛЕД драйверов ограничена. Как ограничена и область применения: подходят они для питания маломощных светодиодов, где не требуется высокая стабильность тока.

🔺Импульсные драйверы. Самый распространенный тип. Работа импульсных ЛЕД драйверов базируется на принципе широтно-импульсной модуляции (ШИМ), при которой ток подается на светодиоды импульсами. Ширина этих импульсов регулируется микросхемой управления драйвера, позволяющей поддерживать постоянный ток. Главные особенности этого типа LED driver – высокий КПД и стабильный ток на выходе. Импульсные источники тока подходят для широкого спектра светодиодов, включая наиболее мощные.

Принцип импульсной модуляции сигнала также используется для создания ЛЕД драйверов с дополнительными функциями, такими как диммирование, управление цветом свечения, со встроенной опцией защиты от КЗ и перегрузок.

По параметрам сигнала на выходе

Этот тип классификации учитывает особенности подключаемой нагрузки. Поэтому эта систематика имеет очень важное значение при выборе соответствующего драйвера светодиодов для конкретного случая применения. Светодиодные светильники могут иметь самые разные требования к входному току, за параметры которого отвечает источник питания. По особенностям управления входным током/напряжением драйверы для светодиодов можно разделить на несколько групп.

🔘Драйверы с постоянным током (Constant Current, CC). Их главная функция – поддерживать постоянный ток в цепи с чувствительными к изменению тока светодиодами. Главная особенность СС LED driver – регулируется выходящий ток, а напряжение в цепи «подстраивается» под потребителя (подключен диодный светильник). Эти драйверы часто используются для электропитания COB-матриц и мощных LED прожекторов, где поддержка точного тока важна для безопасной и надежной работы осветительного прибора.

🔘Драйверы с постоянным напряжением (Constant Voltage, CV) обеспечивают стабильное выходное напряжение (например, 12/24V), а ток в них может подстраиваться в зависимости от нагрузки. Драйверы типа CV обычно используются при подключении большого количества светодиодов: например, светодиодных панелей или LED лент.

Эта классификация (различия драйверов по выходному току/напряжению) – ключевая при выборе источников тока для светодиодов. Если их неправильно выбрать, светильник какое-то время будет работать, но не долго. Классификация светодиодных драйверов вроде сигнала не ограничивается двумя разновидностями – СС и CV. Это базовые, но они тоже имеют варианты исполнения:

🔳Драйверы с диммированием (Dimmable Drivers) позволяют регулировать яркость свечения диодов, управляя током. Используются драйверы в домашнем и офисном освещении, а также в различных декоративных светильниках.

🔳Драйверы с активной коррекцией коэффициента мощности (PFC – Power Factor Correction) оптимизируют использование электроэнергии, обеспечивая более высокий КПД. Используются драйверы в профессиональных и промышленных LED системах, где важна высокая эффективность энергопотребления. (Снижают потери энергии и уменьшают нагрузку на сеть).

🔳Смарт-драйверы могут автоматически изменять характеристики освещения (например, яркость, цвет) в зависимости от внешних условий. Эти драйверы используются в интеллектуальных системах освещения (например, «Умный дом») для автоматической регулировки яркости и других параметров. Часто поддерживают функции управления через приложения, сенсоры или системы управления зданием.

Промышленность выпускает также LED драйверы специализированного назначения – например, драйверы с коэффициентом пылевлагозащиты IP65 используются в приборах уличного освещения.

Вы, видимо, заметили, классификации драйверов пересекаются – и это не ошибка. При различных подходах к выбору драйвера вполне конкретная характеристика электронного устройства рассматривается уже под новым углом – и приобретает несколько иное значение. Иногда, очень важного для выбора.

Как выбрать драйвер для LED-светильника: пошаговая инструкция

От того, как источник питания соответствует потребностям светодиодов, зависит стабильная и неопасная работа LED светильника. Правильный выбор драйвера влияет на эффективность работы прибора освещения, его долговечность и безопасность.

Для начала нужно разобраться, нужен ли вообще драйвер. Это зависит от типа светильника LED. Так например, для включения светодиодной лампы Е27 стандартную сеть АС 220V дополнительный преобразователь тока не требуется, так как в лампе уже имеется встроенный Led driver. Но это скорее исключение.

Для выбора соответствующего драйвера светодиодов проверен временем и опытом алгоритм.

Определяем параметры светодиодов

За точку отсчета нужно взять рабочие характеристики потребителя – ЛЕД осветительного устройства, которое вы планируете подключить:

🔹Номинальное напряжение (V). К примеру, 12/24V для лед ленты или 220V для сетевого светильника.

🔹Рабочий ток (mA или A). К примеру, 350mA, 700mA, 1A.

🔹Мощность (W). Можно взять из техпаспорта или рассчитать по формуле: Мощность = Напряжение × Ток

Требуемый драйвер в идеале должен воспроизводить на выходе указанные параметры.

Выбираем тип драйвера

Важнейший момент при выборе led драйвера – правильно определить, какого типа преобразователь AC/DC нам нужно:

🔸Стабилизатор тока (Constant Current) – CC LED driver. Используется для тех светильников, где важен именно стабильный ток: сфера применения – мощные светодиоды, ЛЕД модули и матрицы.

🔸Стабилизатор напряжения (Constant Voltage) – CV LED driver. Выравнивает ток и поддерживает постоянное напряжение, например 12/24V. Обычно используется для подключения светодиодных лент, линеек, модулей, отдельных чипов.

📍Важно! Если выбрать неправильный тип драйвера, светодиоды могут не работать или даже перегореть.

Рассчитываем запас мощности

Для надежной работы рекомендуется выбрать драйвер для светодиодов с запасом мощности 20-30% на "случай" (аномальные колебания напряжения в сети, КЗ). Ориентируемся на мощность подключения:

Расчетная мощность драйвера = Мощность светильника × 1,2.

Например, для LED светильника мощностью 50W потребуется драйвер не менее 50×1,2 = 60W.

Слишком большой запас мощности закладывать не нужно, 20-30% будет вполне достаточно.

Что еще нужно учесть при выборе драйвера светодиодов

Основные рабочие параметры источника питания для светильника мы определили по характеристикам подключаемого потребителя (диодного светильника). Но это еще не все – нужно учесть особенности использования системы драйвер-светильник.

🔸Условия эксплуатации. В зависимости от зоны установки светильника с драйвером выбираем индекс пылевлагозащиты: IP20 – только для сухих помещений, IP65 – для наружного освещения или светильников в ванной, например.

🔸Наличие дополнительных опций (кроме преобразования тока АС/DС). Для ламп основного света, светильников наружного освещения и декоративной подсветки часто используют диммирование – регулировку яркости за счет изменения напряжения/тока (например, 0-10V – этот диапазон указан в маркировке драйвера с опцией диммирования).

Драйвер можно интегрировать в корпус светильника или установить в отдельном корпусе. Это зависит от размеров ЛЕД драйвера и области применения: в потолочный светильник обычно можно легко встроить LED driver компактных размеров, а для уличного прожектора рекомендуется использовать водозащищенные модели драйверов внешнего подключения.

На драйвере экономить никак нельзя – от него зависит не только стабильная работа LED светильников, но и ваша безопасность (может просто выйти из строя система освещения, а может произойти и возгорание).

Для обустройства домашнего освещения или на работу лучшие драйверы для светодиодов предлагаем приобрести у нас в LED-STORY. В каталоге на сайте представлены преобразователи тока АС/DS в самом широком ассортименте – для использования в быту и для сложных LED осветительных систем. Драйвер светодиодов купить вы можете прямо сейчас. Переходите на страницы каталога и выбирайте/заказывайте домой или на работу лучший LED driver с необходимыми параметрами.