LED-i toitepinge arvutamine on iga elektrivalgustuse projekti jaoks vajalik samm ja õnneks on seda lihtne teha. Sellised mõõtmised on vajalikud LED-i võimsuse arvutamiseks, kuna peate teadma selle voolu ja pinget. LED-i võimsus arvutatakse voolu korrutamisel pingega. Sellisel juhul peate elektriahelatega töötades olema äärmiselt ettevaatlik isegi väikeste koguste mõõtmisel. Artiklis käsitleme üksikasjalikult küsimust, kuidas saada teada pinget, et tagada LED-elementide õige töö.
LED-funktsioon
LED-id on erinevates värvides, neid on kahte ja kolme värvi, vilkuvat ja muutuvat värvi. Selleks, et kasutaja saaks programmeerida lambi tööjärjestuse, kasutatakse erinevaid lahendusi, mis sõltuvad otseselt LED-i toitepingest. LED-i valgustamiseks on vaja minimaalset pinget (lävi), samas kui heledus on võrdeline vooluga. Pinge seesLED suureneb veidi vooluga, kuna on olemas sisemine takistus. Kui vool on liiga kõrge, siis diood kuumeneb ja põleb läbi. Seetõttu on vool piiratud ohutu väärtusega.
Takisti asetatakse järjestikku, kuna dioodvõrk vajab palju suuremat pinget. Kui U on vastupidine, siis voolu ei voola, kuid suure U korral (nt 20 V) tekib sisemine säde (rikke), mis hävitab dioodi.
Nagu kõigi dioodide puhul, voolab vool läbi anoodi ja väljub läbi katoodi. Ümardioodidel on katoodil lühem traat ja korpusel katoodi külgplaat.
Pinge sõltuvus lambi tüübist
Kommerts- ja sisevalgustuse asenduslampide pakkumiseks mõeldud suure heledusega LED-ide leviku tõttu on energialahendusi võrdne, kui mitte rohkem. Kümnete tootjate sadade mudelite puhul on raske mõista LED-i sisend-/väljundpinge ja väljundvoolu/võimsuse väärtuste kõiki permutatsioone, rääkimata mehaanilistest mõõtmetest ja paljudest muudest hämardamise, kaugjuhtimispuldi ja vooluahela kaitse funktsioonidest.
Turul on palju erinevaid LED-e. Nende erinevuse määravad LED-ide tootmisel paljud tegurid. Pooljuhtide meik on tegur, kuid tootmistehnoloogia ja kapseldamine mängivad samuti olulist rolli LED-i jõudluse määramisel. Esimesed LEDid olid ümmargusedmudelitena C (läbimõõt 5 mm) ja F (läbimõõt 3 mm). Seejärel võeti kasutusele ristkülikukujulised dioodid ja plokid, mis ühendavad mitu LED-i (võrku).
Poolkerakujuline kuju on natuke nagu suurendusklaas, mis määrab valgusvihu kuju. Kiirgava elemendi värv parandab difusiooni ja kontrasti. LED-ide levinumad nimetused ja vorm:
- A: punane läbimõõt 3 mm CI hoidikus.
- B: esipaneelil kasutatud punast läbimõõtu 5 mm.
- C: lilla 5 mm.
- D: kahevärviline kollane ja roheline.
- E: ristkülikukujuline.
- F: kollane 3 mm.
- G: valge kõrge heledusega 5 mm.
- H: punane 3 mm.
- K- anood: katood, mida tähistab ääriku tasane pind.
- F: 4/100 mm anoodi ühendusjuhe.
- C: helkurtass.
- L: kumer kuju, mis toimib nagu suurendusklaas.
Seadme spetsifikatsioon
Erinevate LED-parameetrite ja toitepinge kokkuvõte on müüja tehnilistes andmetes. Valgusdioodide valimisel konkreetsete rakenduste jaoks on oluline mõista nende erinevust. Seal on palju erinevaid LED-spetsifikatsioone, millest igaüks mõjutab konkreetse tüübi valikut. LED-i spetsifikatsioonid põhinevad värvil, U-l ja voolutugevusel. LED-id pakuvad tavaliselt ühte värvi.
Valgusdioodi kiirgav värv on määratletud selle maksimaalse lainepikkuse (lpk) järgi, mis on lainepikkus, millel on maksimaalne valgusväljund. Tavaliselt annavad protsessi variatsioonid maksimaalse lainepikkuse muutusi kuni ±10 nm. LED-spetsifikatsioonis värve valides tasub meeles pidada, et inimsilm on kõige tundlikum värvitoonide või värvimuutuste suhtes kollase/oranži spektri piirkonnas – 560–600 nm. See võib mõjutada LED-ide värvi või asukoha valikut, mis on otseselt seotud elektriliste parameetritega.
LED-i vool ja pinge
Töö ajal on LED-idel etteantud langus U, mis sõltub kasutatavast materjalist. Lambi LED-ide toitepinge sõltub ka voolutasemest. LED-id on voolu juhitavad seadmed ja valgustase sõltub voolust, selle suurendamine suurendab valgusvõimsust. Tuleb tagada, et seadme töö oleks selline, et maksimaalne vool ei ületaks lubatud piiri, mis võib viia liigse soojuse hajumiseni kiibi enda sees, vähendades valgusvoogu ja lühendades kasutusiga. Enamik LED-e nõuab välist voolu piiravat takistit.
Mõned LED-id võivad sisaldada jadatakistit, nii et milline pinge LED-ide toiteks on vajalik. Valgusdioodid ei võimalda suurt pöördväärtust U. See ei tohiks kunagi ületada oma märgitud maksimumväärtust, mis on tavaliselt üsna väike. Kui LED-il on võimalik vastupidine U, siis on parem vooluringi sisse ehitada kaitse, et vältida kahjustusi. Tavaliselt võivad need olla lihtsad dioodiahelad, mis tagavad piisava kaitse igale LED-ile. Selle saamiseks ei pea te olema professionaal.
LEDide toiteallikas
Valgustus-LED-id töötavad vooluga ja nende valgusvoog on võrdeline neid läbiva vooluga. Vool on seotud lambi LED-ide toitepingega. Mitmel järjestikku ühendatud dioodil voolab läbi võrdne vool. Kui need on paralleelselt ühendatud, saab iga LED sama U, kuid voolu-pinge karakteristiku dispersiooniefekti tõttu läbib neid erinev vool. Selle tulemusena kiirgab iga diood erinevat valgusvõimsust.
Seetõttu tuleb elementide valimisel teada, milline pinge LEDidel on. Igaüks neist vajab töötamiseks klemmidelt ligikaudu 3 volti. Näiteks 5-dioodiline seeria vajab klemmide vahel umbes 15 volti. Piisava U-ga reguleeritud voolu andmiseks kasutab LEC elektroonilist moodulit, mida nimetatakse draiveriks.
Lahendusi on kaks:
- Väline draiver, mis on paigaldatud väljaspool valgustit, ohutu eriti madalpinge toiteallikaga.
- Sisemine, taskulambi sisse ehitatud, st alamseade elektroonilise mooduliga, mis reguleerib voolu.
Selle draiveri toiteallikaks on 230 V (klass I või II) või ohutu eriti madal pinge (III klass), näiteks 24 V..
LED-pinge valiku eelised
Lambi LED-ide toitepinge õigel arvutamisel on 5 peamist eelist:
- Ohutu ülimadal U, võib-olla sõltumata sellestLED-ide arv. LED-id tuleb paigaldada järjestikku, et tagada kõigis neist sama voolutugevus samast allikast. Selle tulemusena, mida rohkem LED-e, seda kõrgem on LED-i klemmide pinge. Kui tegemist on välise draiveriseadmega, peaks ülitundlik ohutuspinge olema palju suurem.
- Draiveri integreerimine laternatesse võimaldab süsteemi täielikku paigaldust turvalise eriti madalpingega (SELV), olenemata valgusallikate arvust.
- Usaldusväärsem paigaldus paralleelselt ühendatud LED-lampide juhtmestiku standardis. Draiverid pakuvad lisakaitset, eriti temperatuuri tõusu eest, mis tagab pikema tööea, austades LED-ide toitepinget erinevat tüüpi ja voolude jaoks. Ohutum kasutuselevõtt.
- LED-toite integreerimine draiverisse väldib põllul valesti käitlemist ja parandab nende võimet taluda kuum alt ühendamist. Kui kasutaja ühendab LED-tule ainult välise draiveriga, mis on juba sisse lülitatud, võib see põhjustada LED-ide ühendamisel ülepinget ja seetõttu need hävitada.
- Lihtne hooldus. Kõik tehnilised probleemid on pingeallikaga LED-lampidel kergemini nähtavad.
Toide ja soojuse hajumine
Kui takistuse U langus on oluline, peate valima õige takisti, mis suudab vajaliku võimsuse hajutada. Tarbimine20 mA võib tunduda madal, kuid arvutatud võimsus viitab vastupidisele. Näiteks 30 V pingelanguse korral peab takisti hajutama 1400 oomi. Võimsuse hajumise arvutus P=(Uures x Ures) / R, kus:
- P - takisti poolt hajutatud võimsuse väärtus, mis piirab LED-i voolu, W;
- U - takisti pinge (voltides);
- R – takisti väärtus, Ohm.
P=(28 x 28) / 1400=0,56 W.
A 1W LED-toiteallikas ei kannataks kaua ülekuumenemist ning 2W läheks ka liiga kiiresti üles. Sel juhul tuleb soojuse hajumise ühtlaseks jaotamiseks ühendada paralleelselt kaks 2700 Ω/0,5 W takistit (või kaks järjestikku 690 Ω/0,5 W takistit).
Soojuskontroll
Oma süsteemi jaoks optimaalse võimsuse leidmine aitab teil rohkem teada saada usaldusväärseks LED-tööks vajaliku kuumuse reguleerimise kohta, kuna LED-id toodavad soojust, mis võib seadet väga kahjustada. Liiga palju soojust toodavad LED-id vähem valgust ja lühendab ka nende eluiga. 1-vatise LED-i jaoks on soovitatav otsida iga vati LED-i kohta 3-ruuttolline jahutusradiaator.
Praegu kasvab LED-tööstus üsna kiires tempos ja oluline on teada LED-ide erinevust. See on üldine küsimus, kuna tooted võivad ulatuda väga odavast kuni kallini. Odavate LED-ide ostmisel peate olema ettevaatlik, kuna need võivad töötada.suurepärane, kuid reeglina ei tööta pikka aega ja põleb halbade parameetrite tõttu kiiresti. LED-ide valmistamisel märgib tootja passides keskmiste väärtustega omadused. Sel põhjusel ei tea ostjad alati LED-ide täpseid omadusi valendiku väljundi, värvi ja edasivoolu pinge osas.
Pidevpinge määramine
Enne kui teate LED-i toitepinget, määrake vastavad multimeetri sätted: vool ja U. Enne testimist seadke takistus kõrgeimale väärtusele, et vältida LED-i läbipõlemist. Seda saab teha lihts alt: kinnitage multimeetri juhtmed, reguleerige takistust, kuni vool jõuab 20 mA-ni, ja fikseerige pinge ja vool. LED-ide päripinge mõõtmiseks vajate:
- LEDid testimiseks.
- Allikas U LED parameetritega, mis on kõrgemad kui konstantse pinge LED.
- Multimeeter.
- Alligaatori klambrid hoiavad LED-i testjuhtmetel, et määrata valgustites LED-ide toitepinge.
- Juhtmed.
- 500 või 1000 oomi muutuv takisti.
Sinise LED-i primaarvool oli 3,356 V 19,5 mA juures. Kui kasutatakse pinget 3,6 V, arvutatakse kasutatava takisti väärtus valemiga R=(3,6 V-3,356 V) / 0,0195 A)=12,5 oomi. Suure võimsusega LED-ide mõõtmiseks järgige sama protseduuri ja määrake vool, hoides kiiresti multimeetri väärtust.
Smd LED-ide toitepinge mõõtmine kõrge> 350 mA alalisvoolu võimsus võib olla veidi keeruline, sest kui need kiiresti kuumenevad, langeb U drastiliselt. See tähendab, et antud U korral on vool suurem. Kui kasutajal pole aega, peab ta LED-i enne uuesti mõõtmist jahutama toatemperatuurini. Võite kasutada 500 oomi või 1 k oomi. Jäme- ja peenhäälestuse saavutamiseks või kõrgema ja madalama ulatusega muutuva takisti järjestikku ühendamiseks.
Pinge alternatiivne määratlus
Esimene samm LED-ide energiatarbimise arvutamiseks on LED-i pinge määramine. Kui multimeetrit käepärast pole, saate uurida tootja andmeid ja leida LED-ploki passi U. Teise võimalusena saate hinnata U-d LED-ide värvi põhjal, näiteks valge LED-i toitepinge on 3,5 V.
Pärast LED-pinge mõõtmist määratakse vool. Seda saab mõõta otse multimeetriga. Tootja andmed annavad voolu ligikaudse hinnangu. Pärast seda saate väga kiiresti ja lihts alt arvutada LED-ide energiatarbimist. LED-i energiatarbimise arvutamiseks korrutage lihts alt LED-i U (voltides) LED-i voolutugevusega (amprites).
Tulemus, mõõdetuna vattides, on võimsus, mida LED-id kasutavad. Näiteks kui LED-i U on 3,6 ja voolutugevus 20 milliamprit, kasutab see 72 millivatti energiat. Sõltuv alt projekti suurusest ja ulatusest võib pinge- ja voolunäitu mõõta väiksemates või suuremates ühikutes kui baasvool või vatt. Vajalik võib olla ühikute teisendamine. Neid arvutusi tehes pidage meeles, et 1000 millivatti võrdub üks vatti ja 1000 milliamprit võrdub ühe ampriga.
LED-test multimeetriga
LED-i testimiseks ja uurimiseks, kas see töötab ja mis värvi valida - kasutatakse multimeetrit. Sellel peab olema dioodi testimisfunktsioon, mida tähistab dioodi sümbol. Seejärel kinnitage testimiseks multimeetri mõõtejuhtmed LED-i jalgadele:
- Ühendage must juhe katoodil (-) ja punane juhe anoodil (+), kui kasutaja teeb vea, siis LED ei sütti.
- Need annavad anduritele väikese voolu ja kui näete, et LED helendab veidi, siis see töötab.
- Multimeetri kontrollimisel peate arvestama LED-i värviga. Näiteks kollase (merevaigukollase) LED-i test – LED-i lävipinge on 1636 mV või 1,636 V. Kui testitakse valget või sinist LED-i, on lävipinge suurem kui 2,5 V või 3 V.
Dioodi testimiseks peab näidik ekraanil olema vahemikus 400–800 mV ühes suunas ja mitte näitama vastupidises suunas. Tavalistel LED-idel on lävi U, nagu on kirjeldatud allolevas tabelis, kuid sama värvi puhul võivad need oluliselt erineda. Maksimaalne vool on 50 mA, kuid soovitatav on mitte ületada 20 mA. 1-2 mA juures helendavad dioodid juba hästi. Läve LED U
| LED-tüüpi | V kuni 2 mA | V kuni 20 mA |
| Infrapuna | 1, 05 | 1.2 |
| Punase LED-i toitepinge | 1, 8 | 2, 0 |
| Kollane | 1, 9 | 2, 1 |
| Roheline | 1, 8 | 2, 4 |
| Valge | 2, 7 | 3, 2 |
| Sinine | 2, 8 | 3, 5 |
Kui aku on täielikult laetud, on vool 3,8 V juures ainult 0,7 mA. Viimastel aastatel on LED-id teinud märkimisväärseid edusamme. Mudeleid on sadu, läbimõõduga 3 mm ja 5 mm. Võimsamaid dioode on 10 mm läbimõõduga või erijuhtudel, samuti kuni 1 mm pikkusele trükkplaadile paigaldamiseks mõeldud dioode.
Valgusdioodid vahelduvvoolust
LED-sid peetakse üldiselt alalisvooluseadmeteks, mis töötavad mõnevoldise alalisvooluga. Vähese LED-iga väikese võimsusega rakendustes on see täiesti vastuvõetav lähenemisviis, näiteks alalisvoolu aku toitel mobiiltelefonid, kuid muud rakendused, nagu lineaarne valgustussüsteem, mis ulatub 100 m ümber hoone, ei saa selle paigutusega töötada.
Alalisvooluajam kannatab vahemaa vähenemise tõttu, mis nõuab algusest peale suuremat draivi U jatäiendavad regulaatorid, mis kaotavad toite. Vahelduvvool hõlbustab trafode kasutamist elektriliinides kasutatavate kilovoltidelt U alla 240 V vahelduvvoolu või 120 V vahelduvvooluni, mis on alalisvoolu jaoks palju problemaatilisem. Mis tahes tüüpi LED-i käivitamiseks võrgupingega (nt 120 V vahelduvvooluga) on vaja elektroonikat toiteallika ja seadmete vahel, et tagada konstantne U (nt 12 V DC). Mitme LED-i juhtimise võimalus on oluline.
Lynk Labs on välja töötanud tehnoloogia, mis võimaldab teil toita LED-i vahelduvpingega. Uus lähenemisviis on töötada välja vahelduvvoolu LED-id, mida saab juhtida otse vahelduvvoolu toiteallikast. Paljudel eraldiseisvatel LED-seadmetel on lihts alt trafo seinakontakti ja valgusti vahel, et tagada nõutav konstantne U.
Mitmed ettevõtted on välja töötanud LED-pirnid, mis kruvitakse otse standardsetesse pistikupesadesse, kuid need sisaldavad alati ka miniatuurseid vooluahelaid, mis muudavad vahelduvvoolu alalisvooluks enne LED-idele suunamist.
Tavalise punase või oranži LED-i lävi U on 1,6–2,1 V, kollaste või roheliste LED-ide puhul on pinge 2,0–2,4 V ja sinise, roosa või valge puhul on see pinge ligikaudu 3,0–3,6 V. Allolevas tabelis on loetletud mõned tüüpilised pinged. Sulgudes olevad väärtused vastavad lähimale normaliseeritud väärtuseleväärtused seerias E24.
LED-ide toiteallika pinge spetsifikatsioonid on toodud allolevas tabelis.
Sümbolid:
- STD – standardne LED;
- HL – suure heledusega LED;
- FC – väike tarbimine.
Nendest andmetest piisab, et kasutaja saaks iseseisv alt määrata valgustusprojekti jaoks vajalikud seadme parameetrid.
