Šviesos diodo maitinimo įtampos apskaičiavimas yra būtinas bet kurio elektros apšvietimo projekto žingsnis, ir, laimei, tai lengva padaryti. Tokie matavimai būtini norint apskaičiuoti šviesos diodų galią, nes reikia žinoti jo srovę ir įtampą. Šviesos diodo galia apskaičiuojama srovę padauginus iš įtampos. Tokiu atveju turite būti ypač atsargūs dirbdami su elektros grandinėmis, net ir matuodami nedidelius kiekius. Straipsnyje mes išsamiai apsvarstysime klausimą, kaip sužinoti įtampą, kad būtų užtikrintas teisingas LED elementų veikimas.
LED veikimas
LED yra įvairių spalvų, yra dviejų ir trijų spalvų, mirksi ir keičia spalvą. Tam, kad vartotojas galėtų programuoti lempos veikimo seką, naudojami įvairūs sprendimai, kurie tiesiogiai priklauso nuo šviesos diodo maitinimo įtampos. Norint apšviesti šviesos diodą, reikalinga minimali įtampa (slenkstis), o ryškumas bus proporcingas srovei. Įtampa įjungtaŠviesos diodas šiek tiek padidėja dėl srovės, nes yra vidinė varža. Kai srovė per didelė, diodas įkaista ir perdega. Todėl srovė ribojama iki saugios vertės.
Rezistorius dedamas nuosekliai, nes diodų tinkleliui reikia daug didesnės įtampos. Jei U yra atvirkštinis, srovė neteka, bet esant dideliam U (pvz., 20 V), atsiranda vidinė kibirkštis (gedimas), kuri sunaikina diodą.
Kaip ir visų diodų atveju, srovė teka per anodą ir išeina per katodą. Apvaliuose dioduose katodo laidas yra trumpesnis, o korpuse yra katodo šoninė plokštė.
Įtampos priklausomybė nuo lempos tipo
Daugėjant didelio ryškumo šviesos diodų, skirtų pakaitinėms lempoms komerciniam ir patalpų apšvietimui, tiek pat, jei ne daugiau, daugėja galios sprendimų. Turint šimtus modelių iš dešimčių gamintojų, tampa sunku suprasti visas LED įėjimo/išėjimo įtampų ir išėjimo srovės/galios verčių permutacijas, jau nekalbant apie mechaninius matmenis ir daugybę kitų pritemdymo, nuotolinio valdymo ir grandinės apsaugos funkcijų.
Rinkoje yra daug skirtingų šviesos diodų. Jų skirtumą lemia daugybė šviesos diodų gamybos faktorių. Puslaidininkinis makiažas yra veiksnys, tačiau gamybos technologija ir kapsuliavimas taip pat atlieka svarbų vaidmenį nustatant LED našumą. Pirmieji šviesos diodai buvo apvalūskaip modeliai C (skersmuo 5 mm) ir F (skersmuo 3 mm). Tada buvo pradėti įgyvendinti stačiakampiai diodai ir blokai, sujungiantys kelis šviesos diodus (tinklus).
Pusrutulio forma šiek tiek primena didinamąjį stiklą, kuris nustato šviesos pluošto formą. Spinduliuojančio elemento spalva pagerina sklaidą ir kontrastą. Dažniausi LED pavadinimai ir forma:
- A: raudonas skersmuo 3 mm CI laikiklyje.
- B: priekiniame skydelyje naudojamas 5 mm raudonas skersmuo.
- C: violetinė 5 mm.
- D: dvispalvė geltona ir žalia.
- E: stačiakampis.
- F: geltona 3 mm.
- G: b altas didelis ryškumas 5 mm.
- H: raudona 3 mm.
- K- anodas: katodas, rodomas plokščiu paviršiumi flanše.
- F: 4/100 mm anodo jungiamasis laidas.
- C: šviesą atspindintis puodelis.
- L: lenkta forma, kuri veikia kaip didinamasis stiklas.
Įrenginio specifikacija
Įvairių LED parametrų ir maitinimo įtampos santrauka yra pardavėjo specifikacijose. Renkantis šviesos diodus konkrečioms reikmėms, svarbu suprasti jų skirtumą. Yra daug skirtingų LED specifikacijų, kurių kiekviena turės įtakos konkretaus tipo pasirinkimui. LED specifikacijos pagrįstos spalva, U ir srove. Šviesos diodai dažniausiai suteikia vienos spalvos.
Šviesos diodo skleidžiama spalva apibrėžiama kaip didžiausias bangos ilgis (lpk), t. y. bangos ilgis, turintis didžiausią šviesos srautą. Paprastai proceso variacijos suteikia didžiausių bangos ilgių pokyčius iki ±10 nm. Renkantis spalvas LED specifikacijoje, verta atsiminti, kad žmogaus akis jautriausiai reaguoja į atspalvius ar spalvų svyravimus aplink geltoną/oranžinę spektro sritį – nuo 560 iki 600 nm. Tai gali turėti įtakos šviesos diodų spalvos arba padėties pasirinkimui, kuris yra tiesiogiai susijęs su elektriniais parametrais.
LED srovė ir įtampa
Veikimo metu šviesos diodai turi nurodytą kritimą U, kuris priklauso nuo naudojamos medžiagos. Šviesos diodų maitinimo įtampa lempoje taip pat priklauso nuo srovės lygio. Šviesos diodai yra srovės valdomi įrenginiai, o šviesos lygis priklauso nuo srovės, ją padidinus, padidėja šviesos srautas. Būtina užtikrinti, kad įrenginio veikimas būtų toks, kad maksimali srovė neviršytų leistinos ribos, todėl pačioje lustoje gali atsirasti per didelis šilumos išsiskyrimas, sumažėti šviesos srautas ir sutrumpėti tarnavimo laikas. Daugumai šviesos diodų reikalingas išorinis srovės ribojimo rezistorius.
Kai kuriuose šviesos dioduose gali būti serijinis rezistorius, todėl reikia, kokia įtampa tiekti šviesos diodus. Šviesos diodai neleidžia naudoti didelio atvirkštinio U. Jis niekada neturėtų viršyti nurodytos didžiausios vertės, kuri paprastai yra gana maža. Jei yra galimybė, kad šviesos diodas būtų atvirkštinis U, geriau į grandinę įmontuoti apsaugą, kad būtų išvengta žalos. Paprastai tai gali būti paprastos diodų grandinės, kurios užtikrins tinkamą bet kurio šviesos diodo apsaugą. Nereikia būti profesionalu, kad tai gautumėte.
Šviesos diodų maitinimas
Apšvietimo šviesos diodai maitinami srove, o jų šviesos srautas yra proporcingas per juos tekančiajai srovei. Srovė yra susijusi su lempos šviesos diodų maitinimo įtampa. Keletas nuosekliai sujungtų diodų teka vienoda srovė. Jei jie yra sujungti lygiagrečiai, kiekvienas šviesos diodas gauna tą patį U, tačiau per juos teka skirtinga srovė dėl dispersinio poveikio srovės-įtampos charakteristikoms. Dėl to kiekvienas diodas skleidžia skirtingą šviesos srautą.
Todėl renkantis elementus reikia žinoti, kokią įtampą turi šviesos diodai. Kiekvieno iš jų gnybtuose reikia maždaug 3 voltų, kad veiktų. Pavyzdžiui, 5 diodų serijai reikia maždaug 15 voltų gnybtuose. Siekdamas tiekti reguliuojamą srovę su pakankamu U, LEC naudoja elektroninį modulį, vadinamą tvarkykle.
Yra du sprendimai:
- Išorinė tvarkyklė, sumontuota už šviestuvo, su saugiu ypač žemos įtampos maitinimo š altiniu.
- Vidinis, įmontuotas į žibintuvėlį, t. y. papildomas blokas su elektroniniu moduliu, kuris reguliuoja srovę.
Šią tvarkyklę gali maitinti 230 V (I arba II klasė) arba ypač žema sauga (III klasė), pvz., 24 V..
LED įtampos pasirinkimo privalumai
Tinkamas lempos šviesos diodų maitinimo įtampos apskaičiavimas turi 5 pagrindinius pranašumus:
- Saugus itin žemas U, galbūt nepaisantšviesos diodų skaičius. Šviesos diodai turi būti montuojami nuosekliai, kad kiekviename iš jų būtų užtikrintas vienodas srovės lygis iš to paties š altinio. Dėl to kuo daugiau šviesos diodų, tuo didesnė įtampa LED gnybtuose. Jei tai išorinis tvarkyklės įrenginys, pernelyg jautri saugos įtampa turėtų būti daug didesnė.
- Vairuotojo integravimas žibintuose leidžia visiškai įrengti sistemą su ypač žema sauga įtampa (SELV), neatsižvelgiant į šviesos š altinių skaičių.
- Patikimesnis montavimas lygiagrečiai prijungtų LED lempų laidų standarte. Vairuotojai suteikia papildomą apsaugą, ypač nuo temperatūros kilimo, o tai garantuoja ilgesnį tarnavimo laiką, atsižvelgiant į skirtingų tipų ir srovių šviesos diodų maitinimo įtampą. Saugesnis paleidimas.
- Į tvarkyklę integravus šviesos diodų maitinimo š altinį, išvengiama netinkamo elgesio lauke ir pagerėja jų gebėjimas atlaikyti įjungimą. Jei vartotojas LED lemputę prijungia tik prie išorinės tvarkyklės, kuri jau yra įjungta, prijungus šviesos diodus gali atsirasti viršįtampis ir jie gali sunaikinti.
- Lengva priežiūra. Bet kokios techninės problemos lengviau matomos LED lempose su įtampos š altiniu.
Galios ir šilumos išsklaidymas
Kai svarbus U kritimas per varžą, turite pasirinkti tinkamą rezistorių, galintį išsklaidyti reikiamą galią. Vartojimas20 mA gali atrodyti mažai, tačiau apskaičiuota galia rodo kitaip. Taigi, pavyzdžiui, esant 30 V įtampos kritimui, rezistorius turi išsklaidyti 1400 omų. Galios sklaidos skaičiavimas P=(Ures x Ures) / R, kur:
- P - rezistoriaus išsklaidytos galios vertė, kuri riboja šviesos diodo srovę, W;
- U – rezistoriaus įtampa (voltais);
- R – rezistoriaus vertė, Ohm.
P=(28 x 28) / 1400=0,56 W.
A 1W LED maitinimo blokas ilgai neatlaikytų perkaitimo, o 2W taip pat per greitai sugestų. Šiuo atveju du 2700 Ω/0,5 W rezistoriai (arba du nuosekliai nuosekliai išdėstyti 690 Ω/0,5 W rezistoriai) turi būti prijungti lygiagrečiai, kad šilumos išsklaidymas būtų tolygiai paskirstytas.
Šilumos kontrolė
Suradę optimalią sistemos galią vatais, sužinosite daugiau apie šilumos valdymą, reikalingą patikimam LED veikimui, nes šviesos diodai skleidžia šilumą, kuri gali labai pakenkti įrenginiui. Dėl per daug šilumos šviesos diodai gamins mažiau šviesos ir sutrumpins jų tarnavimo laiką. Jei norite naudoti 1 vato šviesos diodą, kiekvienam LED vatui rekomenduojama ieškoti 3 kvadratinių colių aušintuvo.
Šiuo metu LED pramonė auga gana sparčiai, todėl svarbu žinoti šviesos diodų skirtumus. Tai yra bendras klausimas, nes produktai gali būti nuo labai pigių iki brangių. Pirkdami pigius šviesos diodus turite būti atsargūs, nes jie gali veikti.puikiai, bet, kaip taisyklė, ilgai neveikia ir greitai dega dėl prastų parametrų. Gamindamas šviesos diodus, gamintojas pasuose nurodo charakteristikas su vidutinėmis vertėmis. Dėl šios priežasties pirkėjai ne visada žino tikslias šviesos diodų charakteristikas, susijusias su šviesos srautu, spalva ir tiesiogine įtampa.
Priekinės įtampos nustatymas
Prieš žinodami šviesos diodo maitinimo įtampą, nustatykite atitinkamus multimetro nustatymus: srovę ir U. Prieš testuodami, nustatykite didžiausią varžą, kad išvengtumėte šviesos diodo perdegimo. Tai galima padaryti paprastai: priveržkite multimetro laidus, sureguliuokite varžą, kol srovė pasieks 20 mA, ir nustatykite įtampą bei srovę. Norint išmatuoti šviesos diodų tiesioginę įtampą, jums reikės:
- Išbandyti šviesos diodai.
- Š altinio U šviesos diodas, kurio parametrai yra didesni nei pastovios įtampos šviesos diodas.
- Multimetras.
- Aligatoriaus gnybtai laiko šviesos diodą ant bandymo laidų, kad būtų galima nustatyti šviestukų šviesos diodų maitinimo įtampą.
- Laidai.
- 500 arba 1000 omų kintamasis rezistorius.
Mėlynos šviesos diodo pirminė srovė buvo 3,356 V, esant 19,5 mA. Jei naudojama 3,6 V įtampa, naudojamo rezistoriaus vertė apskaičiuojama pagal formulę R=(3,6 V-3,356 V) / 0,0195 A)=12,5 omo. Norėdami išmatuoti didelės galios šviesos diodus, atlikite tą pačią procedūrą ir nustatykite srovę greitai laikydami multimetro reikšmę.
Aukštos smd šviesos diodų maitinimo įtampos matavimas> 350 mA nuolatinės srovės galia gali būti šiek tiek sudėtinga, nes kai jie greitai įkaista, U smarkiai sumažėja. Tai reiškia, kad srovė bus didesnė už nurodytą U. Jei vartotojas neturi laiko, jis turės atvėsinti šviesos diodą iki kambario temperatūros prieš vėl matuodamas. Galite naudoti 500 omų arba 1 k omų. Norėdami pasiekti grubų ir tikslų derinimą arba nuosekliai sujungti aukštesnio ir žemesnio diapazono kintamąjį rezistorių.
Alternatyvus įtampos apibrėžimas
Pirmasis žingsnis norint apskaičiuoti šviesos diodų energijos suvartojimą yra nustatyti šviesos diodo įtampą. Jei po ranka nėra multimetro, galite ištirti gamintojo duomenis ir rasti LED bloko pasą U. Arba galite apskaičiuoti U pagal šviesos diodų spalvą, pavyzdžiui, b alto šviesos diodo maitinimo įtampa yra 3,5 V.
Išmatavus LED įtampą, nustatoma srovė. Jį galima išmatuoti tiesiogiai multimetru. Gamintojo duomenys pateikia apytikslį srovės įvertinimą. Po to galite labai greitai ir paprastai apskaičiuoti šviesos diodų energijos suvartojimą. Norėdami apskaičiuoti šviesos diodo energijos suvartojimą, tiesiog padauginkite šviesos diodo U (voltais) iš šviesos diodo srovės (amperais).
Rezultatas, matuojamas vatais, yra šviesos diodų naudojama galia. Pavyzdžiui, jei šviesos diodo U yra 3,6, o srovė - 20 miliamperų, jis sunaudos 72 milivatus energijos. Priklausomai nuo projekto dydžio ir masto, įtampos ir srovės rodmenys gali būti matuojami mažesniais arba didesniais vienetais nei bazinė srovė arba vatai. Gali reikėti konvertuoti vienetus. Atlikdami šiuos skaičiavimus atminkite, kad 1000 milivatų yra lygus vienam vatui, o 1000 miliampų – vienam amperui.
LED testas su multimetru
Jei norite išbandyti šviesos diodą ir sužinoti, ar jis veikia ir kokią spalvą pasirinkti – naudojamas multimetras. Jame turi būti diodo tikrinimo funkcija, kuri nurodoma diodo simboliu. Tada, norėdami išbandyti, pritvirtinkite multimetro matavimo laidus ant šviesos diodo kojelių:
- Prijunkite juodą laidą prie katodo (-) ir raudoną laidą prie anodo (+), jei vartotojas padarys klaidą, šviesos diodas neužsidega.
- Jie tiekia nedidelę srovę į jutiklius ir, jei matote, kad šviesos diodas šiek tiek šviečia, vadinasi, jis veikia.
- Tikrindami multimetrą, turite atsižvelgti į šviesos diodo spalvą. Pavyzdžiui, geltonos (gintarinės spalvos) šviesos diodo bandymas – šviesos diodo slenkstinė įtampa yra 1636 mV arba 1,636 V. Jei bandomas b altas arba mėlynas šviesos diodas, slenkstinė įtampa yra didesnė nei 2,5 V arba 3 V.
Norint išbandyti diodą, indikatorius ekrane turi būti nuo 400 iki 800 mV viena kryptimi, o ne rodyti priešinga kryptimi. Įprasti šviesos diodai turi U slenkstį, kaip aprašyta toliau esančioje lentelėje, tačiau tos pačios spalvos gali skirtis. Didžiausia srovė yra 50 mA, tačiau rekomenduojama neviršyti 20 mA. Esant 1-2 mA, diodai jau gerai šviečia. Slenksčio šviesos diodas U
| LED tipas | V iki 2 mA | V iki 20 mA |
| Infraraudonieji spinduliai | 1, 05 | 1.2 |
| Raudonos šviesos diodo maitinimo įtampa | 1, 8 | 2, 0 |
| Geltona | 1, 9 | 2, 1 |
| Žalia | 1, 8 | 2, 4 |
| B alta | 2, 7 | 3, 2 |
| Mėlyna | 2, 8 | 3, 5 |
Kai baterija visiškai įkrauta, srovė yra tik 0,7 mA, kai įtampa 3,8 V. Pastaraisiais metais šviesos diodai padarė didelę pažangą. Yra šimtai modelių, kurių skersmuo yra 3 mm ir 5 mm. Yra galingesnių 10 mm skersmens arba ypatingais atvejais diodų, taip pat diodų, skirtų montuoti ant spausdintinės plokštės iki 1 mm ilgio.
Paleidimo šviesos diodai nuo kintamosios srovės
Šviesos diodai paprastai laikomi nuolatinės srovės įrenginiais, veikiančiais keliais voltais nuolatinės srovės. Mažos galios įrenginiuose, kuriuose yra nedaug šviesos diodų, tai yra visiškai priimtinas būdas, pvz., mobiliesiems telefonams, maitinamiems nuolatinės srovės akumuliatoriumi, tačiau kitos programos, pvz., linijinė juostinė apšvietimo sistema, besitęsianti 100 m aplink pastatą, negali veikti su tokiu išdėstymu.
Nuolatinės srovės pavara kenčia nuo atstumo nuostolių, todėl nuo pat pradžių reikia didesnės pavaros U irpapildomi reguliatoriai, kurie praranda galią. AC leidžia lengviau naudoti transformatorius, norint sumažinti U įtampą iki 240 V kintamosios srovės arba 120 V kintamosios srovės nuo elektros linijose naudojamų kilovoltų, o tai yra daug problemiškesnė nuolatinei srovei. Norint įjungti bet kokio tipo šviesos diodą su tinklo įtampa (pvz., 120 V kintamosios srovės), reikalinga elektronika tarp maitinimo š altinio ir pačių įrenginių, kad būtų užtikrintas pastovus U (pvz., 12 V DC). Galimybė valdyti kelis šviesos diodus yra svarbi.
Lynk Labs sukūrė technologiją, kuri leidžia maitinti šviesos diodą iš kintamosios srovės įtampos. Naujas požiūris yra sukurti kintamosios srovės šviesos diodus, kurie gali būti valdomi tiesiogiai iš kintamosios srovės maitinimo š altinio. Daugelis atskirų LED šviestuvų tiesiog turi transformatorių tarp sieninio lizdo ir armatūros, kad būtų užtikrintas reikalingas pastovus U.
Daugelis įmonių sukūrė LED lemputes, kurios įsukamos tiesiai į standartinius lizdus, tačiau jose visada yra miniatiūrinių grandinių, kurios kintamąją srovę paverčia nuolatine nuolatine, prieš tiekdamos į šviesos diodus.
Standartinio raudono arba oranžinio šviesos diodo U slenkstis yra nuo 1,6 iki 2,1 V, geltonų arba žalių šviesos diodų įtampa yra nuo 2,0 iki 2,4 V, o mėlynos, rožinės arba b altos spalvos įtampa yra maždaug nuo 3,0 iki 3,6 V. Žemiau esančioje lentelėje išvardytos kai kurios tipinės įtampos. Skliausteliuose pateiktos reikšmės atitinka artimiausią normalizuotą vertęvertės serijoje E24.
Šviesos diodų maitinimo įtampos specifikacijos pateiktos toliau esančioje lentelėje.
Simboliai:
- STD – standartinis šviesos diodas;
- HL – didelio ryškumo šviesos diodas;
- FC – mažas suvartojimas.
Šių duomenų pakanka, kad vartotojas galėtų savarankiškai nustatyti apšvietimo projektui reikalingus įrenginio parametrus.
