L ời giới thiệu
2. Chọn driver led
38 2.1 LED driver dòng không đổi (constant current)
- Trong mỗi Driver dòng không đổi liên tục thay đổi điện áp trên mạch điện tử của nó để giữ và duy trì một dòng điện không đổi.
- Các driver cung cấp dòng không đổi cho các đèn LED điện yêu cầu dòng điện ra cố định và một dải điện áp đầu ra. Sẽ chỉ có một đầu ra hiện tại được chỉ định, được gắn nhãn trong amps hoặc milliamps, cùng với một loạt các điện áp sẽ thay đổi tùy thuộc vào tải (công suất) của đèn LED. Hình ví dụ bên dưới, đầu ra hiện tại là 700mA, và phạm vi điện áp đầu ra là 4-13V DC (volt của dòng điện trực tiếp).
Hình 4.2: Driver led dòng không đổi
Ưu điểm Nhược điểm
Tránh đèn vượt khỏi quy định dòng tối đa cho các đèn LED.
Hạn chế việc gia tăng nhiệt/cháy đèn. Dễ dàng cho nhà thiết kế chiếu sáng và ứng dụng điều khiển, tạo ra một ánh sáng với độ sáng ổn định và nhất quán hơn.
Hạn chế sử dụng cho đèn led công suất thấp
2.2 LED driver điện áp không đổi (constant voltage)
Các trình điều khiển điện áp không đổi các đèn LED điện yêu cầu điện áp đầu ra cố định với dòng đầu ra tối đa. Trong các đèn LED này, dòng điện đã được điều chỉnh, hoặc bằng các điện trở đơn giản hoặc một bộ điều khiển dòng không đổi bên trong, trong mô đun LED. Những đèn LED này yêu cầu một điện áp ổn định, thường là 12V DC hoặc 24V DC. Trong hình ví dụ bên dưới, điện áp đầu ra là 24V DC và dòng điện đầu ra tối đa là 1,04A.
Hình 4.2: Driver led áp không đổi
Ưu điểm Nhược điểm
Là một công nghệ quen thuộc giúp
39 kế và lắp đặt.
Các chi phí có thể thấp hơn, đặc biệt là khi ứng dụng quy mô lớn hơn.
mức điện thế nhất định 2.3 LED Driver sử dụng điện trở để hạ áp
Đây là loại nguồn led driver cơ bản và thô sơ nhất với nguyên tắc hoạt động đơn giản là sử dụng điện trở đến hạ áp .
Hình 4.2: Driver led sử dụng điện trở để hạ áp
Ưu điểm Nhược điểm
Có thể sử dụng trong thiết kế các loại đèn
giá rẻ, chất lượng thấp. Sản phẩm đời cũ nên còn ít các loại đèn Led sử dụng Drive này 2.4 Nguồn LED sử dụng IC
Drive này vượt trội hơn hẳn Drive đời đầu. Nó sử dụng IC và một hệ thống biến thế để điều chỉnh dòng điện.
Ưu điểm Nhược điểm
Là một công nghệ quen thuộc giúp cho các kỹ sư dễ dàng hơn trong việc thiết kế và lắp đặt.
Các chi phí có thể thấp hơn, đặc biệt là khi ứng dụng quy mô lớn hơn. +
Chỉ dùng cho đèn led hoặc hệ thống điện nào đã được xác định sẵn dùng cho một mức điện thế nhất định
2.5 LED Driver Dimmable
Đây là nguồn led có thể nói là hiện đại nhất và được sử dụng phổ biến. Bản thần nguồn led dimmable có thể thực hiện các công việc của các dòng đèn ở trên; bên cạnh đó có còn có thể thay đổi độ sáng cả ánh đèn.
Sản phẩm này có một thành phần được gọi là chiết áp và nhờ chiết áp đèn có thể cho người sử dụng thay đổi màu ánh sáng phát ra .
Ưu điểm Nhược điểm
Sở hữu tính năng vượt trội và được ứng dụng rộng rãi nhất để thiết kế các loại đèn led chiếu sáng hiện nay.
Có thể sử dụng với bộ chiết áp để
Quá trình lắp đặt phức tạp hơn, tốn kém thời gian.
Giá thành cao hơn các loại nguồn khác.
40 thay đổi độ sáng của ánh sáng đèn led theo ý muốn để phù hợp với từng không gian khác nhau
Các Driver LED sử dụng phổ biến cho đèn LED Driver LED 12V
Điện áp đầu ra: 12V, điện áp này đảm bảo an toàn cho đèn led và người dùng. Ứng dụng dùng cho đèn led chiếu sáng dân dụng, đèn led trang trí, quảng cáo,…
- Nguồn LED 24V
Điện áp đầu ra 24V phù hợp với không gian lắp đặt dễ có nước tác động.
Điện áp này đảm bảo an toàn cho đèn led và người dùng khi dùng cho đèn chiếu sáng dưới nước hoặc đèn ngoài trời.
- Nguồn LED Driver 36V
Led Driver 36V có kích thước nhỏ gọn, dễ dàng lắp đặt.
Nguồn giúp biến đổi điện áp xoay chiều sang 1 chiều cấp nguồn cho các thiết bị.
Nguồn 36V thường sử dụng trong tủ điện công nghiệp, các hộ gia đình, cho camera, cho bảng quảng cáo led, máy bơm DC…
- Nguồn LED 220V
Thường dùng để biến đổi dòng điện 1 chiều AC 220V ra DC 220V. Thường được dùng để gắn cho đèn led dây; đèn nhà xưởng.
Nguồn 220v dùng cho led dây có sự đa dạng về công suất, nhằm đáp ứng tối đa mọi nhu cầu sử dụng.
Công suất tải tối đa 50M led dây. - Nguồn LED Driver 18w
Nguồn led Driver 18w là bộ nguồn chỉ dùng cho đèn led có công suất 18w. Ứng dụng cho các loại đèn led dân dụng hoặc đèn led trang trí công suất nhỏ. 3. Khảo sát mạch driver LED
41
Hình 4.3: Cấu tạo Driver led 4 bộ phận chính của Driver LED
- Diode chỉnh lưu
Có vai trò biến đổi dòng điện xoay chiều AC ra dòng điện một chiều DC. - Biến áp
Giúp cho việc hạ điện áp xuống ngưỡng điện áp hoạt động của đèn led.
Chất lượng của biến áp sẽ quyết định chất lượng cũng như khả năng tiết kiệm điện. - Tụ hóa
Tụ lọc nguồn đầu vào: San phẳng và lọc nhiễu điện áp đầu vào giúp dòng ổn định trước khi đưa qua tụ lọc thứ cấp.
Tụ lọc nguồn đầu ra: Các tụ lọc thứ cấp sẽ tiếp tục lọc điện áp đầu ra để thành điện áp một chiều giúp đèn chiếu sáng ổn định hơn.
- Mosfet công suất
Mosfet là bộ phận quan trọng trong nguồn led driver. Bộ phận mosfet có thể đóng cắt
với tần số rất cao. Cấu tạo mạch điện nguồn đèn led có chất lượng rất tốt hiện nay.
3.2 Nguyên lý hoạt động
Hình 4.3: Sơ đồ khối Driver led - Khối 1
Cầu diode có chức năng chỉnh lưu, biến nguồn điện xoay chiều AC đầu vào thành dòng điện một chiều DC.
- Khối 2
Đây là bộ phận được coi là như “trái tim” của bộ nguồn Driver bao gồm IC điều khiển cùng bộ đóng ngắt Mosfet.
Nguyên lý hoạt động của khối này là tạo nên những xung dao động một chiều, làm khối 4 hoạt động.
42
Dòng điện khi có những sự thay đổi thì IC sẽ điều khiển đóng ngắt Mosfet để giúp công suất luôn được đảm bảo.
- Khối 3
Khối có chức năng làm phẳng xung điện đầu ra của Mosfet. Khi xung một chiều ra khỏi mosfet do hoạt động đóng ngắt của Mosfet nên xung sẽ không phẳng mà bị nhiễu kim.
Khối 3 này sẽ có tác dụng làm phẳng xung điện, loại trừ nhiễu áp cao từ đó có thể giúp tăng tuổi thọ của bóng đèn led.
Chú ý: chỉ những bộ nguồn cao cấp mới sở hữu khối này. - Khối 4
Khối điều chỉnh ngưỡng điện áp xuống mức hoạt động của đèn led là 10V. 12V hay 24VDC.
Nếu biến áp càng tốt thì hiệu suất hoạt động của bộ nguồn càng cao. - Khối 5
Đây là các bộ tụ điện lọc điện áp đầu ra. San phẳng điện áp đầu ra giúp ánh sáng phát ra từ chip led hoạt động được ổn định.
Với các bộ nguồn kém chất lượng thì tụ điện sẽ không đủ lớn để xử lý và khiến cho đèn dễ xảy ra lỗi hơn trong quá trình hoạt động.
- Khối 6
Khối cuối cùng chính là đèn led. Chip led trong thân đèn phát sáng khi có dòng điện chạy qua làm điot phát sáng.
4. Các hư hỏng thường gặp và cách khắc phục
- Cầu chì bị đứt – Thay cầu chì có thông số tương đương - Phù tụ cao áp - Tháo và thay tụ
- Diode chỉnh lưu – tháo và thay diode tuong tương - Cuộn lọc nhiễu – kiểm tra cuộn lọc, quấn lại
- IC nguồn driver - Tạo dao động( Tích hợp con mosfet bên trong) + Tách board ra khỏi led, hàn dây nguồn vào để cấp nguồn 220V để test + Dùng đồng hồ số để đo điện áp DC( chỉnh thanh đo 1000VDC)
+ Kiểm tra nguồn tại cầu diode (khoảng 300 VDC ) + Tiến hành đo điện áp ngõ ra (khoảng 280 VDC ) + Xả điện cho tụ 10uF/400V
+ Chỉnh VOM ở thang đo diode để kiểm tra IC nguồn tạo dao động
+ Đo chân 1 và chân 4 cấp nguồn cho IC và đảo chiều để kiểm tra( nếu IC tốt thì điện trở lớn khoảng trên 500Ω)
43
BÀI 5: MẠCH INVERTER Giới thiệu:
Mạch inverter được thiết kế để sử dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực từ máy tính, thắp sáng, trong năng lượng sạch: điện gió,mặt trời…..Bài này chúng ta tìm hiểu nguyên lý cấu tạo và hoạt động của một mạch inverter.
Mục tiêu:
Sau khi học xong bài này người học có khả năng: - Kiến thức:
+ Xác định được nhiệm vụ và chức năng của từng linh kiện trong mạch. + Giải thíchđược nguyên lý hoạt động.
- Kỹ năng:
+ Chẩn đoán, kiểm tra, sửa chữa những hư hỏng
Nội dung chính:
1. Sơ đồ mạch inverter
Hình 5.1: Sơ đồ khối mạch inverter
- Khối nguồn DC sử dụng acquy hoặc từ Pin mặt trời, từ motor một chiều….
- Khối dao động: tạo dao động 50Hz kích mở transistor công suất. Sử dụng bộ dao động đa hài tín hiệu ra sẽ đóng mở với tần số phù hợp với tần số của mạch
- Khối công suất: sử dụng các transistor công suất (ví dụ 2N3055) có nhiệm vụ đóng mở liên tục với tần số 50Hz cung cấp dòng cho cuộn sơ cấp của biến áp. - Biến áp: có nhiệm vụ biến đổi điện áp xoay chiều thành điện áp xoay chiều có giá
trị tùy theo mục đích sử dụng nhưng không làm thay đổi tần số dòng điện. 2. Mạch inverter
44 2.1 Mạch inverter 100w sử dụng CD4047 và IRF540 Hình 5.2: mạch inverter 100W dùng CD4047 2.2 Mạch inverter 100w sử dụng CD4047 và 2N3055 Hình 5.2: mạch inverter 100W dùng CD4047 và 2N3055 Chức năng các khối - Khối nguồn:
Nguồn một chiều DC, có thể lấy từ acquy hay các bộ chỉnh lưu. Thời gian sử dụng phụ thuộc vào dung lượng lưu trữ của acquy, công suất P=U*I.
- Khối Dao Động
Nhiệm vụ của khối tạo sóng dao động đưa vào khối công suất với tần số điện công nghiệp. Sóng ở đây thường là hai dạng chính: hình Sin hoặc xung vuông. Thường thì
45
khối công suất trở kháng đầu vào rất nhỏ nên trên thực tế chúng ta cần một khối khuếch đại đệm làm nhiệm vụ ổn định khối phát xung dao động, giảm trở kháng đầu vào cho tầng công suất. Dùng IC 4047
- Khối Công Suất.
Từ dạng sóng nhận được từ khối phát, khối công suất sẽ khếch đại đưa đến biến áp tạo điện áp xoay chiều. Thường thì khối này sử dụng các linh kiện công suất như
Thysistor, transistor chịu dòng lớn… Ở đây ta sử dụng MOSFET IRF 540 và 2N3055. Để khối công suất hoạt động tốt ta cần hệ thống tản nhiệt làm mát.
- Biến Áp
Sử dụng biến áp cách ly một pha 12V-220V/ 3A. Bộ phận này quyết định tới việc tạo ra tín hiệu xoay chiều, quyết định công suất toàn mạch. Nó có tỷ số vòng dây cuộn thứ cấp lớn hơn cuộn sơ cấp. Công suất của mạch được tính Pmax =U.I Với I là dòng điện biến áp chịu được. U là hiệu điện thế đặt vào cuộn sơ cấp.
4. Phân tích hư hỏng thường gặp và cách khắc phục
- Khối dao động: tạo xung dao động ổ định, tạo dòng ra ở chân 10, 11 cung cấp cho khối công suất
- Hai điện trở ở chân 10, 11 của IC hạn dòng cho IRF540, nếu dòng xuất cao sẽ đứt - 2 con công suất IRF540 khi dẫn mạnh, quá dòng sẽ nóng dễ bị đứt ( do đó phải tản nhiệt tốt)