Schakelingen van voedingen voor LED-strips en niet alleen

LED's vervangen dit soort lichtbronnen, zoals fluorescentielampen en gloeilampen. Bijna elk huis heeft al LED-lampen, ze verbruiken veel minder dan twee van hun voorgangers (tot 10 keer minder dan gloeilampen en 2 tot 5 keer minder dan spaarlampen of energiebesparende fluorescentielampen). In situaties waarin u een lange lichtbron nodig heeft of wanneer u een actieve verlichting van een complexe vorm moet organiseren led strip.

Led tape is ideaal voor een aantal situaties, het belangrijkste voordeel ten opzichte van individuele LED's en LED-arrays zijn stroombronnen. Ze zijn gemakkelijker te koop in bijna elke winkel voor elektrische goederen, in tegenstelling tot stuurprogramma's voor krachtige LED's, bovendien wordt de selectie van een voeding alleen uitgevoerd op basis van stroomverbruik, omdat de overgrote meerderheid van LED-strips heeft een voedingsspanning van 12 volt.

Terwijl voor high-power LED's en modules, bij het kiezen van een stroombron, moet worden gezocht naar een stroombron met het vereiste vermogen en nominale stroom, d.w.z. overweeg 2 parameters, wat de selectie bemoeilijkt.

Dit artikel bespreekt typische schema's van voedingen en hun componenten, evenals tips voor hun reparatie voor beginnende hammen en elektriciens.

Typen en vereisten voor voedingen voor LED-strips en 12V LED-lampen

De belangrijkste vereiste voor een stroombron voor zowel LED's als LED-strips is hoogwaardige spannings- / stroomstabilisatie, ongeacht schommelingen in de netspanning, evenals lage uitgangsrimpels.

Afhankelijk van het type uitvoering worden voedingen voor LED-producten onderscheiden:

• Verzegeld. Ze zijn moeilijker te repareren, de behuizing is niet altijd geschikt voor nauwkeurige demontage en kan van binnenuit zelfs worden gevuld met afdichtmiddel of compound.

• Lekvrij voor gebruik binnenshuis. Beter te repareren, omdat het bord wordt verwijderd na het losdraaien van meerdere schroeven.

Op type koeling:

• Passieve antenne. De voeding wordt gekoeld door natuurlijke convectie van lucht door de perforatie van de behuizing. Het nadeel is het onvermogen om een ​​hoog vermogen te bereiken met behoud van de algehele afmetingen;

• Actieve lucht. De voeding wordt gekoeld met behulp van een koeler (een kleine ventilator, zoals geïnstalleerd op de pc-systeemunits). Met dit type koeling kunt u meer vermogen op dezelfde grootte bereiken met een passieve voeding.

Voedingsschema's voor LED-strips

Het moet duidelijk zijn dat in de elektronica niet zoiets bestaat als een "voeding voor een LED-strip", in principe past elke voeding met een geschikte spanning en stroom die groter is dan die verbruikt door het apparaat, op elk apparaat. Dit betekent dat de hieronder beschreven informatie van toepassing is op vrijwel elke stroomvoorziening.

In het dagelijks leven is het echter gemakkelijker om te praten over de voeding voor het beoogde gebruik voor een bepaald apparaat.

Algemene structuur van een stroomvoorziening

De afgelopen decennia zijn gepulseerde voedingen (UPS) gebruikt voor het voeden van LED-strips en andere apparatuur. Ze verschillen van die van transformatoren doordat ze niet werken op de frequentie van de voedingsspanning (50 Hz), maar op hoge frequenties (tientallen en honderden kilohertz).

Daarom is voor zijn werking een hoogfrequente generator nodig, goedkoop en ontworpen voor voedingen met kleine stroomsterkte (eenheden van ampère), vaak wordt een zelfgenererend circuit gevonden, dat wordt gebruikt in:

• elektronische transformatoren;

• elektronische voorschakelapparaten voor fluorescentielampen;

• Opladers voor mobiele telefoons;

• goedkope UPS voor LED-strips (10-20 W) en andere apparaten.

Een diagram van een dergelijke voeding is te zien in de figuur (klik op de afbeelding om te vergroten):

De structuur is als volgt:

1. Gemarkeerd in blauw diodebrugstaande op de ingang van de voedingseenheid, corrigeert het de ingangsspanning, om de volgende knooppunten te voorzien van een constante spanning van 220 * 1,41 = 310 V. Controleer in geval van een storing de aanwezigheid en de grootte van de spanning VOOR de brug en NA, als deze afwezig is, moet u de diodes of brug vervangen als het wordt geassembleerd in een hotelgebouw.

Het wordt niet weergegeven in het diagram, maar er kan een zekering of weerstand met lage weerstand aanwezig zijn op de 220 V-lijn, controleer de integriteit ervan voordat u begint met reparaties.

2. Een rimpelfilter is bruin omcirkeld, het belangrijkste element is C4 - elektrolytische condensator. De capaciteit is afhankelijk van hoeveel de fabrikant heeft bespaard, meestal tot 220 microfarads per 400 volt. L1 - filterrimpeling en elektromagnetische interferentie die optreden tijdens werking van een schakelende voeding. In de meeste goedkope voedingen ontbreekt het.

Een veel voorkomend filterprobleem - drogen, ontploffing of een opgeblazen gevoel van een elektrolytische condensator leidt tot een slechte werking van de gehele stroomvoorziening of de volledige onbruikbaarheid ervan. U kunt het vervangen door dezelfde en grotere capaciteit, maar geschikt in grootte.

3. Het vermogensdeel VT1 vermogenstransistor is groen gemarkeerd, in dit geval een veldeffecttransistor, maar het kan ook bipolair zijn. T1 - pulstransformator met drie wikkelingen: primair, secundair en basis.

De derde wikkeling is noodzakelijk voor het genereren van hoogfrequente oscillaties - als het principe van de zelfgenererende voedingseenheid interessant is, is het beter om de boeken van Moin, Zinoviev en andere handboeken over pulsvoeding te lezen.

Pulstransformatoren zijn veel kleiner dan netwerktransformatoren, opnieuw vanwege het werk bij hoge frequenties en zijn niet van ijzer, maar van ferriet gemaakt. Meestal faalt de stroomschakelaar.

Ring de transistor multimeter in diodetestmodus, en u zult onmiddellijk de afbraak of breuk ontdekken. De resterende elementen zijn de omsnoering van dit knooppunt, dat afzonderlijk zelden afbreekt, voornamelijk na de vermogenstransistor. Zorg er echter altijd voor dat de nominale waarden van de weerstanden en condensatoren consistent zijn.

De diodes in de omsnoering van de transformator VD7 en VD5 fungeren als een snubber die de circuits beschermt tegen bursts van tegen-EMF, op het moment van het schakelen van de transistor. Ze zijn ook een behoorlijk druk en verantwoordelijk knooppunt.

4. De terugkoppeling van de spanning is rood gemarkeerd gebaseerd op de instelbare zenerdiode TL431 en hun analogen (alle letters in de aanduiding met cijfers "431").Aanvullende informatie over TL431:Legendarische analoge chips

Het besturingssysteem bevat een optocoupler U1, met zijn hulp wordt een uitgangssignaal geleverd aan het vermogensdeel van de oscillator en wordt een stabiele uitgangsspanning gehandhaafd.Er is mogelijk geen spanning in het uitgangsdeel vanwege de breuk van de VD8-diode, vaak is dit een te vervangen Schottky-assemblage. De opgeblazen C10-elektrolytische condensator veroorzaakt ook vaak problemen.

Zoals u ziet, werkt alles met een veel kleiner aantal elementen, de betrouwbaarheid is passend ...

Duurdere en voedingen

De schakelingen die u hieronder ziet, zijn vaak te vinden in voedingen voor LED-strips, dvd-spelers, radiobandrecorders en andere apparaten met laag vermogen (tientallen watt).

Maak uzelf vertrouwd met de structuur van een schakelende voeding met een PWM-controller voordat u begint met de bespreking van populaire circuits.

Het bovenste deel van het circuit is verantwoordelijk voor het filteren, corrigeren en afvlakken van de rimpelingen van de netspanning 220, in wezen hetzelfde als in het vorige type en in de volgende.

Het meest interessante is het PWM-blok, het hart van elke fatsoenlijke stroomvoorziening. Een PWM-controller is een apparaat dat de duty-cycle van de pulsen van het uitgangssignaal regelt op basis van een door de gebruiker gedefinieerde instelling of feedback op stroom of spanning.PWM kan zowel het belastingsvermogen besturen met behulp van een veldsleutel (bipolair, IGBT) als een halfgeleidergestuurde sleutel als onderdeel van een converter met een transformator of inductor.

Door de breedte van de pulsen op een bepaalde frequentie te wijzigen - u wijzigt de werkelijke waarde van de spanning, terwijl u de amplitude behoudt, kunt u deze integreren met C- en LC-circuits om rimpel te elimineren. Deze methode wordt Pulse Width Simulation genoemd, dat wil zeggen signaalmodellering vanwege de breedte van de pulsen (duty cycle / duty cycle) met een constante frequentie.

In het Engels klinkt het als een PWM-controller of Pulse-Width Modulation-controller.

De figuur toont een bipolaire PWM. Rechthoekige signalen zijn de besturingssignalen op transistors van de controller, de stippellijn toont de spanningsvorm in de belasting van deze toetsen - de effectieve spanning.

Betere voedingen met laag gemiddeld vermogen worden vaak gebouwd op geïntegreerde PWM-controllers met een ingebouwde stroomschakelaar. Voordelen boven het automatisch genererende schema:

• De werkfrequentie van de omzetter is niet afhankelijk van de belasting of van de voedingsspanning;

• Betere stabilisatie van outputparameters;

• Mogelijkheid tot eenvoudiger en betrouwbaardere afstemming van de werkfrequentie in de ontwerp- en moderniseringsfase van de unit.

Hieronder volgen enkele typische voedingscircuits (klik op de afbeelding om te vergroten):

Hier is de RM6203 zowel een controller als een sleutel in één geval.

Dit circuit gebruikt externe mosfet-sleutel.

Hetzelfde, maar dan op een andere chip.

Feedback wordt uitgevoerd met behulp van een weerstand, soms optocouplers aangesloten op een ingang genaamd Sense (sensor) of Feedback (feedback). Reparatie van dergelijke voedingen is over het algemeen vergelijkbaar. Als alle elementen bruikbaar zijn en de voedingsspanning wordt geleverd aan de microcircuit (Vdd- of Vcc-poot), dan is de kwestie er waarschijnlijk in, meer precies kan worden bepaald met behulp van een oscilloscoop kijkend naar de uitgangssignalen (afvoer, poortpoot).

Bijna altijd kun je een dergelijke controller vervangen door een analoog met een vergelijkbare structuur, hiervoor moet je de datasheet vergelijken met degene die op het bord is geïnstalleerd en degene die je hebt en deze solderen, met inachtneming van de pinout, zoals weergegeven in de volgende foto's.

Of hier is een diagram van de vervanging van dergelijke microschakelingen.

Krachtige en dure voedingen

Voedingen voor LED-strips, evenals sommige voedingen voor laptops, worden uitgevoerd op de UC3842 PWM-controller.

Het schema is complexer en betrouwbaarder. De hoofdstroomcomponent is Q2-transistor en transformator. Tijdens de reparatie is het noodzakelijk om de filterende elektrolytische condensatoren, de stroomschakelaar, de Schottky-diodes in de uitgangscircuits en de uitgang LC-filters, de voedingsspanning van de microschakeling te controleren, anders zijn de diagnosemethoden vergelijkbaar.

Meer gedetailleerde en nauwkeurige diagnostiek is echter alleen mogelijk met het gebruik van een oscilloscoop, anders - controleer de kortsluiting van het bord, solderen van elementen en onderbrekingen zijn duurder. Verdachte knooppunten vervangen door duidelijk werkende knooppunten kan helpen.

Meer geavanceerde modellen van voedingen voor LED-strips worden gemaakt op de bijna legendarische TL494-chip (alle letters met de cijfers "494") of de analoge KA7500. Overigens zijn de meeste AT- en ATX-computervoedingen op deze controllers gebouwd.

Hier is een typisch stroomvoorzieningscircuit op deze PWM-controller (klik op het circuit):

Dergelijke voedingen zijn zeer betrouwbaar en stabiel.

Kort verificatie-algoritme:

1. We voeden de microschakeling volgens de pinout van een externe voedingsbron van 12-15 volt (12 poten zijn plus en min 7 voor 7 poten).

2. Een spanning van 5 volt moet op 14 poten verschijnen, die stabiel blijft wanneer het vermogen verandert, als het "zweeft" - een vervangende chip.

3. Op de 5e uitgang moet er een zaagtandspanning zijn om te "zien", dit kan alleen worden gedaan met behulp van een oscilloscoop.Als het er niet is of de vorm is vervormd, controleren we of de nominale waarden van het RC-timingcircuit zijn verbonden met de 5 en 6 pins, zo niet, het diagram toont R39 en C35, ze zullen worden vervangen, als er daarna niets is veranderd, is de microschakeling defect.

4. Aan de uitgangen 8 en 11 moeten er rechthoekige pulsen zijn, maar deze zijn mogelijk niet te wijten aan het specifieke feedbackimplementatieschema (conclusies 1-2 en 15-16). Als u 220 V uitschakelt en aansluit, zullen ze daar enige tijd verschijnen en zal het apparaat opnieuw in de verdediging gaan - dit is een teken van een werkende microschakeling.

5. U kunt de PWM controleren door de 4 en 7 poten kort te sluiten, de breedte van de pulsen zal toenemen, en kort bij 4 bij 14 poten - de pulsen zullen verdwijnen. Als u andere resultaten krijgt, ligt het probleem in de MS.

Dit is de meest beknopte test van deze PWM-controller: er is een heel boek over "Schakelen van voedingen voor IBM PC" over het repareren van voedingen op basis daarvan..

Hoewel het is gewijd aan computervoedingen, maar er is veel nuttige informatie voor elke radioamateur.

conclusie

Het circuit van voedingen voor LED-strips is vergelijkbaar met alle voedingen met vergelijkbare kenmerken, het kan eenvoudig worden gerepareerd, gemoderniseerd en aangepast aan de vereiste spanning, uiteraard binnen redelijke grenzen.

Zie ook op onze website:

Schematische diagrammen van voedingen voor draagbare elektronische apparaten

Wat is een schakelende voeding en hoe verschilt deze van een conventionele analoog

Tips voor het repareren van schakelvoedingen

Video-opname van het reparatieproces van verschillende huishoudelijke apparaten