LED захранващо напрежение. Как да разберете напрежението

2024 Автор: Trinity Chesterton | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-16 08:13

Изчисляването на захранващото напрежение на светодиода е необходима стъпка за всеки проект за електрическо осветление и за щастие е лесно да се направи. Такива измервания са необходими за изчисляване на мощността на светодиодите, тъй като трябва да знаете неговия ток и напрежение. Мощността на светодиода се изчислява чрез умножаване на тока по напрежението. В този случай трябва да бъдете изключително внимателни при работа с електрически вериги, дори когато измервате малки количества. В статията ще разгледаме подробно въпроса как да разберем напрежението, за да осигурим правилната работа на LED елементите.

LED операция

светодиоди съществуват в различни цветове, има два и три цвята, мигащи и променящи цвета си. За да може потребителят да програмира последователността на работа на лампата, се използват различни решения, които пряко зависят от захранващото напрежение на светодиода. За осветяване на светодиода е необходимо минимално напрежение (праг), докато яркостта ще бъде пропорционална на тока. Включено напрежениеСветодиодът леко се увеличава с тока, защото има вътрешно съпротивление. Когато токът е твърде висок, диодът се нагрява и изгаря. Следователно токът е ограничен до безопасна стойност.

Резисторът е поставен последователно, защото диодната мрежа се нуждае от много по-високо напрежение. Ако U е обърнат, ток не протича, но при високо U (например 20V) възниква вътрешна искра (пробив), която унищожава диода.

Както при всички диоди, токът протича през анода и излиза през катода. При кръглите диоди катодът има по-къс проводник, а тялото има странична катодна пластина.

Зависимост на напрежението от типа на лампата

С разпространението на светодиоди с висока яркост, предназначени да осигурят заместващи лампи за търговско и вътрешно осветление, има еднакво, ако не и повече, разпространение на енергийни решения. Със стотици модели от десетки производители става трудно да се разберат всички пермутации на LED входно/изходно напрежение и стойности на изходен ток/мощност, да не говорим за механичните размери и много други функции за затъмняване, дистанционно управление и защита на веригата.

На пазара има много различни светодиоди. Тяхната разлика се определя от много фактори при производството на светодиоди. Полупроводниковият грим е фактор, но технологията на производство и капсулирането също играят основна роля при определянето на производителността на LED. Първите светодиоди бяха кръгликато модели C (диаметър 5 mm) и F (диаметър 3 mm). След това влязоха в изпълнение правоъгълни диоди и блокове, които комбинират няколко светодиода (мрежи).

Полусферичната форма е малко като лупа, която определя формата на светлинния лъч. Цветът на излъчващия елемент подобрява дифузията и контраста. Най-често срещаните обозначения и форма на LED:

A: червен диаметър 3 мм в държача за CI.
B: 5 мм червен диаметър, използван в предния панел.
C: лилаво 5 мм.
D: двуцветно жълто и зелено.
E: правоъгълна.
F: жълто 3 мм.
G: бяла висока яркост 5 мм.
H: червено 3 мм.
K- анод: катод, обозначен с плоска повърхност във фланеца.
F: 4/100 мм аноден свързващ проводник.
C: Светлоотразителна чаша.
L: Извита форма, която действа като лупа.

Спецификация на устройството

Обобщение на различните LED параметри и захранващо напрежение е в спецификациите на продавача. Когато избирате светодиоди за конкретни приложения, е важно да разберете тяхната разлика. Има много различни спецификации на LED, всяка от които ще повлияе на избора на определен тип. Спецификациите на LED се основават на цвят, U и ток. Светодиодите обикновено осигуряват един цвят.

Цветът, излъчван от светодиода, се определя от гледна точка на неговата максимална дължина на вълната (lpk), която е дължината на вълната, която има максимална светлинна мощност. Обикновено вариациите на процеса дават промени в пиковата дължина на вълната до ±10 nm. Когато избирате цветове в спецификацията на LED, си струва да запомните, че човешкото око е най-чувствително към нюанси или цветови вариации около жълто/оранжевия участък на спектъра - от 560 до 600 nm. Това може да повлияе на избора на цвят или позиция на светодиодите, което е пряко свързано с електрическите параметри.

LED ток и напрежение

По време на работа светодиодите имат дадена капка U, която зависи от използвания материал. Захранващото напрежение на светодиодите в лампата също зависи от нивото на тока. Светодиодите са устройства с ток, а нивото на светлината е функция на тока, увеличаването му увеличава светлинната мощност. Необходимо е да се гарантира, че работата на устройството е такава, че максималният ток да не надвишава допустимата граница, което може да доведе до прекомерно разсейване на топлината в самия чип, намаляване на светлинния поток и съкращаване на експлоатационния живот. Повечето светодиоди изискват външен резистор за ограничаване на тока.

Някои светодиоди могат да включват сериен резистор, така че какво напрежение за захранване на светодиодите е необходимо. Светодиодите не позволяват голям обратен U. Той никога не трябва да надвишава посочената максимална стойност, която обикновено е доста малка. Ако има възможност за обратен U на светодиода, тогава е по-добре да вградите защита във веригата, за да предотвратите повреда. Обикновено това могат да бъдат прости диодни схеми, които ще осигурят адекватна защита за всеки светодиод. Не е нужно да сте професионалист, за да го получите.

Захранване за светодиоди

Осветителните светодиоди се захранват с ток и техният светлинен поток е пропорционален на тока, протичащ през тях. Токът е свързан със захранващото напрежение на светодиодите в лампата. Няколко диода, свързани последователно, имат равен ток, протичащ през тях. Ако са свързани паралелно, всеки светодиод получава едно и също U, но през тях протича различен ток поради дисперсионния ефект върху характеристиката на тока-напрежение. В резултат на това всеки диод излъчва различна светлинна мощност.

Ето защо, когато избирате елементи, трябва да знаете какво напрежение имат светодиодите. Всеки изисква приблизително 3 волта на своите клеми, за да работи. Например, серия от 5 диода изисква приблизително 15 волта през клемите. За да осигури регулиран ток с достатъчен U, LEC използва електронен модул, наречен драйвер.

Има две решения:

Външен драйвер, инсталиран извън осветителното тяло, с безопасно захранване с изключително ниско напрежение.
Вътрешен, вграден във фенерчето, т.е. под-уред с електронен модул, който регулира тока.

Този драйвер може да се захранва от 230V (клас I или клас II) или Safety Extra Low U (клас III), като 24V.

Предимства на избора на LED напрежение

Правилното изчисляване на захранващото напрежение на светодиодите в лампата има 5 ключови предимства:

Безопасно ултра-ниско U, вероятно независимо отброй светодиоди. Светодиодите трябва да бъдат инсталирани последователно, за да се гарантира еднакво ниво на ток във всеки от тях от един и същ източник. В резултат на това, колкото повече светодиоди, толкова по-високо е напрежението на клемите на LED. Ако е външно драйверно устройство, тогава свръхчувствителното защитно напрежение трябва да е много по-високо.
Интегрирането на драйвера вътре във фенерите позволява цялостна инсталация на системата с безопасно изключително ниско напрежение (SELV), независимо от броя на източниците на светлина.
По-надежден монтаж в стандарта за окабеляване за LED лампи, свързани паралелно. Драйверите осигуряват допълнителна защита, особено срещу повишаване на температурата, което гарантира по-дълъг експлоатационен живот при спазване на захранващото напрежение на светодиодите за различни видове и токове. По-безопасно въвеждане в експлоатация.
Интегрирането на LED захранване в драйвера избягва неправилно боравене в полето и подобрява способността им да издържат на горещо запушване. Ако потребителят свърже LED светлината само към външен драйвер, който вече е включен, това може да доведе до пренапрежение на светодиодите, когато са свързани и следователно да ги унищожи.
Лесна поддръжка. Всички технически проблеми са по-лесно видими в LED лампи с източник на напрежение.

Разсейване на мощност и топлина

Когато спадът на U през съпротивлението е важен, трябва да изберете правилния резистор, способен да разсейва необходимата мощност. Консумация20 mA може да изглежда ниско, но изчислената мощност предполага друго. Така, например, за спад на напрежението от 30 V, резисторът трябва да разсее 1400 ома. Изчисляване на разсейването на мощността P=(Ures x Ures) / R, къде:

P - стойността на мощността, разсейвана от резистора, която ограничава тока в светодиода, W;
U - напрежение през резистора (във волтове);
R - стойност на резистора, ом.

P=(28 x 28) / 1400=0,56 W.

A 1W LED захранване не би издържало на прегряване за дълго време, а 2W също би се повредило твърде бързо. В този случай два резистора 2700Ω/0.5W (или два резистора 690Ω/0.5W последователно) трябва да бъдат свързани паралелно, за да се разпредели равномерно разсейването на топлината.

Управление на топлината

Намирането на оптималната мощност за вашата система ще ви помогне да научите повече за контрола на топлината, необходим за надеждна работа на LED, тъй като светодиодите генерират топлина, която може да бъде много вредна за устройството. Твърде много топлина ще накара светодиодите да произвеждат по-малко светлина и също така ще съкрати живота. За 1 ват LED, се препоръчва да търсите радиатор от 3 квадратни инча за всеки ват LED.

В момента LED индустрията се разраства с доста бързи темпове и е важно да се знае разликата в светодиодите. Това е общ въпрос, тъй като продуктите могат да варират от много евтини до скъпи. Трябва да внимавате, когато купувате евтини светодиоди, тъй като те могат да работят.отлично, но като правило не работят дълго време и бързо изгарят поради лоши параметри. При производството на светодиоди производителят посочва в паспортите характеристиките със средни стойности. Поради тази причина купувачите не винаги знаят точните характеристики на светодиодите по отношение на мощността на лумена, цвета и напрежението в посока.

Определяне на напрежението напред

Преди да разберете захранващото напрежение на светодиода, задайте подходящите настройки на мултиметъра: ток и U. Преди тестване задайте съпротивлението на най-високата стойност, за да избегнете изгарянето на светодиода. Това може да се направи просто: захванете кабелите на мултиметъра, регулирайте съпротивлението, докато токът достигне 20 mA и фиксирайте напрежението и тока. За да измерите предното напрежение на светодиодите, ще ви трябва:

светодиоди за тестване.
Източник U LED с параметри, по-високи от светодиода с постоянно напрежение.
Мултиметър.
Алигаторни скоби за задържане на светодиода върху тестовите проводници, за да се определи захранващото напрежение на светодиодите в осветителните тела.
Жици.
500 или 1000 ома променлив резистор.

Основният ток на синия светодиод беше 3.356V при 19.5mA. Ако се използва напрежение от 3.6V, стойността на резистора, който трябва да се използва, се изчислява по формулата R=(3.6V-3.356V) / 0.0195A)=12.5 ома. За да измерите светодиодите с висока мощност, следвайте същата процедура и задайте тока, като бързо задържите стойността на мултиметъра.

Измерване на високо захранващо напрежение на smd светодиоди> Мощността на постоянен ток от 350 mA може да бъде малко трудна, защото когато се нагряват бързо, U пада драстично. Това означава, че токът ще бъде по-висок за даден U. Ако потребителят няма време, той ще трябва да охлади светодиода до стайна температура, преди да измерва отново. Можете да използвате 500 ома или 1k ома. За постигане на груба и фина настройка или за свързване на последователно променлив резистор с по-висок и по-нисък диапазон.

Алтернативна дефиниция на напрежение

Първата стъпка за изчисляване на консумацията на мощност на светодиодите е да се определи напрежението на светодиода. Ако няма мултицет под ръка, можете да проучите данните на производителя и да намерите паспорта U на LED блока. Като алтернатива можете да оцените U въз основа на цвета на светодиодите, например, захранващото напрежение на бял светодиод е 3,5V.

След измерване на напрежението на светодиода се определя токът. Може да се измери директно с мултицет. Данните на производителя дават приблизителна оценка на тока. След това можете много бързо и лесно да изчислите консумацията на мощност на светодиодите. За да изчислите консумацията на енергия на светодиода, просто умножете U на светодиода (в волтове) по тока на светодиода (в ампери).

Резултатът, измерен във ватове, е мощността, която светодиодите използват. Например, ако един светодиод има U от 3,6 и ток от 20 милиампера, той ще използва 72 миливата енергия. В зависимост от размера и мащаба на проекта, показанията на напрежението и тока могат да се измерват в по-малки или по-големи единици от базовия ток или ватове. Може да са необходими преобразувания на единици. Когато правите тези изчисления, не забравяйте, че 1000 миливата се равняват на един ват, а 1000 милиампера се равняват на един ампер.

LED тест с мултицет

За да тествате светодиода и да разберете дали работи и какъв цвят да изберете - използва се мултицет. Трябва да има функция за тестване на диода, която се обозначава със символа на диода. След това, за тестване, фиксирайте измервателните кабели на мултиметъра върху краката на светодиода:

Свържете черния кабел на катода (-) и червения кабел на анода (+), ако потребителят направи грешка, светодиодът не светва.
Те доставят малък ток към сензорите и ако можете да видите, че светодиодът свети леко, значи работи.
Когато проверявате мултиметъра, трябва да вземете предвид цвета на светодиода. Например тест за жълт (кехлибарен) светодиод - праговото напрежение на светодиода е 1636 mV или 1,636 V. Ако се тества бял светодиод или син светодиод, праговото напрежение е по-високо от 2,5 V или 3 V.

За да тествате диод, индикаторът на дисплея трябва да е между 400 и 800 mV в една посока и да не се показва в обратната посока. Нормалните светодиоди имат праг U, както е описано в таблицата по-долу, но за същия цвят може да има значителни разлики. Максималният ток е 50 mA, но се препоръчва да не надвишава 20 mA. При 1-2 mA диодите вече светят добре. LED индикатор за праг U

LED тип	V до 2 mA	V до 20 mA
Инфрачервен	1, 05	1.2
Червен LED захранващо напрежение	1, 8	2, 0
жълто	1, 9	2, 1
Зелено	1, 8	2, 4
Бяло	2, 7	3, 2
Синьо	2, 8	3, 5

Когато батерията е напълно заредена, токът е само 0,7mA при 3,8V. През последните години светодиодите постигнаха значителен напредък. Има стотици модели, с диаметър 3 мм и 5 мм. Има по-мощни диоди с диаметър 10 мм или в специални случаи, както и диоди за монтаж на печатна платка с дължина до 1 мм.

Стартиране на светодиоди от AC захранване

светодиодите обикновено се считат за DC устройства, работещи на няколко волта DC. В приложения с ниска мощност с малко светодиоди това е напълно приемлив подход, като мобилни телефони, захранвани от DC батерия, но други приложения като линейна лентова осветителна система, простираща се на 100 м около сграда, не могат да функционират с това подреждане.

DC задвижването страда от загуби на разстояние, което изисква по-високо задвижване U от самото начало идопълнителни регулатори, които губят мощност. AC улеснява използването на трансформатори за намаляване на U до 240 V AC или 120 V AC от киловолта, използвани в електропроводи, което е много по-проблематично за DC. Стартирането на всякакъв тип светодиоди с мрежово напрежение (например 120V AC) изисква електроника между захранването и самите устройства, за да осигури постоянно U (например 12V DC). Възможността за задвижване на множество светодиоди е важна.

Lynk Labs разработи технология, която ви позволява да захранвате светодиода от променливо напрежение. Новият подход е да се разработят AC светодиоди, които могат да се управляват директно от източник на променлив ток. Много самостоятелни LED осветителни тела просто имат трансформатор между контакта и арматурата, за да осигурят необходимата константа U.

Много компании са разработили LED крушки, които се завинтват директно в стандартните гнезда, но те неизменно съдържат и миниатюрни вериги, които преобразуват AC в DC, преди да бъдат захранени към светодиодите.

Стандартен червен или оранжев светодиод има праг U от 1,6 до 2,1 V, за жълти или зелени светодиоди напрежението е от 2,0 до 2,4 V, а за синьо, розово или бяло това напрежение е приблизително 3,0 до 3,6 V. Таблицата по-долу изброява някои типични напрежения. Стойностите в скоби съответстват на най-близката нормализиранастойности в серия E24.

Спецификациите на захранващото напрежение за светодиодите са показани в таблицата по-долу.