LEDin syöttöjännitteen laskeminen on välttämätön vaihe missä tahansa sähkövalaistusprojektissa, ja onneksi se on helppo tehdä. Tällaiset mittaukset ovat tarpeen LEDien tehon laskemiseksi, koska sinun on tiedettävä sen virta ja jännite. LEDin teho lasketaan kertomalla virta jännitteellä. Tässä tapauksessa sinun on oltava erittäin varovainen työskennellessäsi sähköpiirien kanssa, vaikka mittaat pieniä määriä. Artikkelissa tarkastellaan yksityiskohtaisesti kysymystä jännitteen selvittämisestä LED-elementtien oikean toiminnan varmistamiseksi.
LED-toiminta
LEDejä on eri väreissä, niitä on kaksi ja kolme väriä, vilkkuvat ja vaihtuvat värit. Jotta käyttäjä voisi ohjelmoida lampun toimintajärjestyksen, käytetään erilaisia ratkaisuja, jotka riippuvat suoraan LEDin syöttöjännitteestä. LED-valon sytyttämiseksi vaaditaan vähimmäisjännite (kynnysarvo), kun taas kirkkaus on verrannollinen virtaan. Jännite päälläLED kasvaa hieman virran mukana, koska siinä on sisäinen vastus. Kun virta on liian korkea, diodi lämpenee ja palaa. Siksi virta on rajoitettu turvalliseen arvoon.
Vastus on asetettu sarjaan, koska diodiverkko tarvitsee paljon suuremman jännitteen. Jos U on käänteinen, virtaa ei kulje, mutta korkealla U:lla (esim. 20 V) tapahtuu sisäinen kipinä (rikko), joka tuhoaa diodin.
Kuten kaikki diodit, virta kulkee anodin läpi ja poistuu katodin kautta. Pyöreissä diodeissa katodissa on lyhyempi lanka ja rungossa katodin sivulevy.
Jnnitteen riippuvuus lampun tyypistä
Kirkkaiden LEDien yleistyessä, jotka on suunniteltu toimittamaan korvaavia lamppuja liike- ja sisävalaistukseen, tehoratkaisujen määrä on yhtä suuri, ellei enemmänkin. Kymmenien valmistajien satojen mallien ansiosta on vaikea ymmärtää kaikkia LED-tulo-/lähtöjännitteiden ja lähtövirran/tehoarvojen permutaatioita, puhumattakaan mekaanisista mitoista ja monista muista himmennys-, kauko- ja piirisuojausominaisuuksista.
Markkinoilla on monia erilaisia LED-valoja. Niiden eron määräävät monet tekijät LEDien tuotannossa. Puolijohteiden meikki on tekijä, mutta valmistusteknologialla ja kapseloinnilla on myös tärkeä rooli LEDin suorituskyvyn määrittämisessä. Ensimmäiset ledit olivat pyöreitämalleina C (halkaisija 5 mm) ja F (halkaisija 3 mm). Sitten otettiin käyttöön suorakaiteen muotoiset diodit ja lohkot, jotka yhdistävät useita LEDejä (verkkoja).
Puolipallomainen muoto on vähän kuin suurennuslasi, joka määrittää valonsäteen muodon. Säteilevän elementin väri parantaa diffuusiota ja kontrastia. LEDien yleisimmät nimitykset ja muoto:
- A: punainen halkaisija 3 mm CI:n pidikkeessä.
- B: Etupaneelissa käytetty punainen halkaisija 5 mm.
- C: violetti 5 mm.
- D: kaksivärinen keltainen ja vihreä.
- E: suorakulmainen.
- F: keltainen 3mm.
- G: valkoinen korkea kirkkaus 5 mm.
- H: punainen 3 mm.
- K-anodi: katodi, jonka osoittaa tasainen pinta laipassa.
- F: 4/100 mm anodiliitäntäjohto.
- C: Heijastava kuppi.
- L: Kaareva muoto, joka toimii kuin suurennuslasi.
Laitteen tekniset tiedot
Yhteenveto eri LED-parametreista ja syöttöjännitteestä on myyjän tiedoissa. Kun valitset LEDejä tiettyihin sovelluksiin, on tärkeää ymmärtää niiden ero. On olemassa monia erilaisia LED-spesifikaatioita, joista jokainen vaikuttaa tietyn tyypin valintaan. LED-spesifikaatiot perustuvat väriin, U:hin ja virtaan. LEDit tarjoavat yleensä yhden värin.
LEDin säteilemä väri määritellään sen suurimmalla aallonpituudella (lpk), joka on aallonpituus, jolla on suurin valoteho. Tyypillisesti prosessin vaihtelut antavat huippuaallonpituuden muutoksia jopa ±10 nm. Kun valitset värejä LED-spesifikaatiossa, on syytä muistaa, että ihmissilmä on herkin sävyille tai värivaihteluille spektrin keltaisen/oranssin alueen ympärillä - 560-600 nm. Tämä voi vaikuttaa LEDien värin tai paikan valintaan, mikä liittyy suoraan sähköisiin parametreihin.
LED-virta ja jännite
Käytön aikana LEDeillä on tietty pudotus U, joka riippuu käytetystä materiaalista. Lampun LEDien syöttöjännite riippuu myös virtatasosta. LEDit ovat virtaohjattuja laitteita ja valotaso on virran funktio, jonka lisääminen lisää valotehoa. On tarpeen varmistaa, että laitteen toiminta on sellainen, että suurin virta ei ylitä sallittua rajaa, mikä voi johtaa liialliseen lämmön hajaantumiseen itse sirun sisällä, mikä vähentää valovirtaa ja lyhentää käyttöikää. Useimmat LEDit vaativat ulkoisen virranrajoitusvastuksen.
Joissakin LEDeissä voi olla sarjavastus, joten LEDien syöttämiseen tarvitaan jännite. LEDit eivät salli suurta käänteistä U:ta. Se ei saa koskaan ylittää ilmoitettua maksimiarvoaan, joka on yleensä melko pieni. Jos LEDissä on käänteinen U, on parempi rakentaa suojaus piiriin vaurioiden estämiseksi. Nämä voivat yleensä olla yksinkertaisia diodipiirejä, jotka tarjoavat riittävän suojan mille tahansa LEDille. Sinun ei tarvitse olla ammattilainen saadaksesi sen.
Virtalähde LEDeille
Valaistus-LEDit ovat virtalähteitä, ja niiden valovirta on verrannollinen niiden läpi kulkevaan virtaan. Virta liittyy lampun LEDien syöttöjännitteeseen. Useiden sarjaan kytkettyjen diodien läpi kulkee yhtä suuri virta. Jos ne on kytketty rinnan, jokainen LED vastaanottaa saman U:n, mutta niiden läpi kulkee eri virtaa virta-jännite-ominaisuuden dispersiovaikutuksen vuoksi. Tämän seurauksena jokainen diodi lähettää erilaista valotehoa.
Siksi elementtejä valittaessa on tiedettävä, mikä jännite LEDeissä on. Jokainen tarvitsee noin 3 volttia liittimistä toimiakseen. Esimerkiksi 5-diodinen sarja vaatii noin 15 volttia liittimistä. Syöttääkseen säädeltyä virtaa, jolla on riittävä U, LEC käyttää elektronista moduulia, jota kutsutaan ohjaimeksi.
On olemassa kaksi ratkaisua:
- Ulkoinen ajuri asennettu valaisimen ulkopuolelle, turvallisilla erittäin matalajännitteisellä virtalähteellä.
- Sisäinen, taskulamppuun sisäänrakennettu, eli alayksikkö elektroniikkamoduulilla, joka säätelee virtaa.
Tämän ohjaimen virtalähteenä voi olla 230 V (luokka I tai luokka II) tai Safety Extra Low U (luokka III), kuten 24 V..
LED-jännitteen valinnan edut
Lampun LEDien syöttöjännitteen oikealla laskennalla on 5 keskeistä etua:
- Turvallinen ultramatala U, mahdollisesti riippumattaLEDien määrä. LEDit on asennettava sarjaan, jotta voidaan taata sama virran taso jokaisessa niistä samasta lähteestä. Seurauksena on, että mitä enemmän LEDejä on, sitä korkeampi on jännite LED-liittimissä. Jos se on ulkoinen ohjainlaite, yliherkän turvajännitteen pitäisi olla paljon korkeampi.
- Ajurin integrointi lyhtyjen sisään mahdollistaa täydellisen järjestelmän asennuksen turvallisilla erittäin matalalla jännitteellä (SELV) valolähteiden lukumäärästä riippumatta.
- Luotettavampi asennus rinnakkain kytkettyjen LED-lamppujen johdotusstandardissa. Ohjaimet tarjoavat lisäsuojaa, erityisesti lämpötilan nousua vastaan, mikä takaa pidemmän käyttöiän kunnioittaen LEDien syöttöjännitettä eri tyypeille ja virroille. Turvallisempi käyttöönotto.
- LED-virran integroiminen ohjaimeen välttää virheellisen käsittelyn kentällä ja parantaa niiden kykyä kestää kuumaa kytkentää. Jos käyttäjä liittää LED-valon vain ulkoiseen ohjaimeen, joka on jo päällä, se voi aiheuttaa LED-valojen ylijännitteen, kun ne on kytketty, ja siten tuhota ne.
- Helppo huolto. Mahdolliset tekniset ongelmat näkyvät helpommin LED-lampuissa, joissa on jännitelähde.
Tehon ja lämmön hajoaminen
Kun U:n pudotus resistanssin yli on tärkeä, sinun on valittava oikea vastus, joka pystyy haihduttamaan vaaditun tehon. Kulutus20 mA saattaa tuntua alhaiselta, mutta laskettu teho viittaa toisin. Joten esimerkiksi 30 V:n jännitehäviössä vastuksen on hajotettava 1400 ohmia. Tehonhäviön laskelma P=(Ures x Ures) / R, missä:
- P - vastuksen hävittämän tehon arvo, joka rajoittaa LEDin virtaa, W;
- U - jännite vastuksen yli (voltteina);
- R - vastuksen arvo, ohm.
P=(28 x 28) / 1400=0,56 W.
1W LED-virtalähde ei kestäisi ylikuumenemista pitkään, ja 2W myös epäonnistuisi liian nopeasti. Tässä tapauksessa kaksi 2700 Ω/0,5 W vastusta (tai kaksi 690 Ω/0,5 W vastusta sarjaan) on kytkettävä rinnakkain, jotta lämmönpoisto jakautuu tasaisesti.
Lämmönhallinta
Järjestelmällesi optimaalisen tehon löytäminen auttaa sinua oppimaan lisää luotettavan LED-toiminnan edellyttämästä lämmönsäädöstä, sillä LEDit tuottavat lämpöä, joka voi olla erittäin vahingollista laitteelle. Liian paljon lämpöä saa LEDit tuottamaan vähemmän valoa ja lyhentää myös käyttöikää. 1 watin LEDille on suositeltavaa etsiä 3 neliötuuman jäähdytyselementti jokaista LED-wattia kohden.
Tällä hetkellä LED-teollisuus kasvaa melko nopeasti ja on tärkeää tietää erot LEDeissä. Tämä on yleinen kysymys, koska tuotteet voivat vaihdella erittäin halvoista kalliisiin. Sinun on oltava varovainen ostaessasi halpoja LEDejä, koska ne voivat toimia.erinomainen, mutta yleensä eivät toimi pitkään ja palavat nopeasti huonojen parametrien vuoksi. LEDien valmistuksessa valmistaja ilmoittaa passeissa ominaisuudet keskiarvoilla. Tästä syystä ostajat eivät aina tiedä LED-valojen tarkkoja ominaisuuksia valotehon, värin ja lähtöjännitteen suhteen.
Eteenpäin suuntautuvan jännitteen määritys
Ennen kuin tiedät LED-syöttöjännitteen, aseta sopivat yleismittarin asetukset: virta ja U. Aseta resistanssi ennen testausta korkeimpaan arvoon LED-valon palamisen välttämiseksi. Tämä voidaan tehdä yksinkertaisesti: kiinnitä yleismittarin johdot, säädä vastusta, kunnes virta saavuttaa 20 mA ja kiinnitä jännite ja virta. LEDien myötäsuuntaisen jännitteen mittaamiseksi tarvitset:
- LEDit testattavat.
- Lähde U-LED, jonka parametrit ovat korkeammat kuin vakiojännite-LED.
- Monimetri.
- Alligaattorikiinnikkeet pitämään LED-valoa testijohtimissa ja määrittämään valaisimien LEDien syöttöjännitteen.
- Johdot.
- 500 tai 1000 ohmin säädettävä vastus.
Sinisen LEDin ensiövirta oli 3,356 V 19,5 mA:lla. Jos käytetään 3,6 V:n jännitettä, käytettävän vastuksen arvo lasketaan kaavalla R=(3,6 V-3,356 V) / 0,0195 A)=12,5 ohmia. Kun haluat mitata suuritehoisia LED-valoja, noudata samaa menettelyä ja aseta virta pitämällä nopeasti arvoa yleismittarissa.
Smd-LED-valojen syöttöjännitteen mittaaminen korkealla> 350 mA:n tasavirtateho voi olla hieman hankala, koska kun ne kuumenevat nopeasti, U laskee rajusti. Tämä tarkoittaa, että virta on korkeampi tietyllä U:lla. Jos käyttäjällä ei ole aikaa, hänen on jäähdytettävä LED huoneenlämpöiseksi ennen uudelleen mittaamista. Voit käyttää 500 ohmia tai 1k ohmia. Karkean ja hienosäädön saavuttamiseksi tai korkeamman ja matalamman alueen säädettävän vastuksen kytkemiseksi sarjaan.
Vaihtoehtoinen jännitteen määritelmä
Ensimmäinen vaihe LEDien virrankulutuksen laskemiseksi on määrittää LEDin jännite. Jos yleismittaria ei ole käsillä, voit tutkia valmistajan tietoja ja löytää LED-lohkon passin U. Vaihtoehtoisesti voit arvioida U:n LEDien värin perusteella, esimerkiksi valkoisen LEDin syöttöjännite on 3,5 V.
Kun LED-jännite on mitattu, virta määritetään. Sen voi mitata suoraan yleismittarilla. Valmistajan tiedot antavat karkean arvion virrasta. Sen jälkeen voit nopeasti ja helposti laskea LEDien virrankulutuksen. Laske LEDin virrankulutus yksinkertaisesti kertomalla LEDin U (voltteina) LED-virralla (ampeereina).
Tulos, watteina mitattuna, on LEDien käyttämä teho. Esimerkiksi jos LEDin U on 3,6 ja virta 20 milliampeeria, se käyttää 72 milliwattia energiaa. Projektin koosta ja mittakaavasta riippuen jännite- ja virtalukemat voidaan mitata pienempinä tai suurempina yksiköinä kuin perusvirta tai watti. Yksikkömuunnoksia voidaan tarvita. Kun teet näitä laskelmia, muista, että 1000 milliwattia on yhtä wattia ja 1000 milliampeeria yhtä ampeeria.
LED-testi yleismittarilla
Jos haluat testata LEDiä ja selvittää, toimiiko se ja mikä väri valita - käytetään yleismittaria. Siinä on oltava dioditestitoiminto, joka ilmaistaan diodisymbolilla. Kiinnitä sitten testausta varten yleismittarin mittausjohdot LEDin jalkoihin:
- Kytke katodin musta johto (-) ja punainen johto anodissa (+). Jos käyttäjä tekee virheen, LED ei syty.
- Ne syöttävät pienen virran antureille ja jos näet, että LED hehkuu hieman, se toimii.
- Kun tarkistat yleismittaria, sinun on otettava huomioon LEDin väri. Esimerkiksi keltainen (keltainen) LED-testi – LEDin kynnysjännite on 1636 mV tai 1,636 V. Jos testataan valkoista LEDiä tai sinistä LEDiä, kynnysjännite on suurempi kuin 2,5 V tai 3 V.
Diodin testaamiseksi näytön ilmaisimen on oltava 400–800 mV yhdessä suunnassa eikä vastakkaiseen suuntaan. Tavallisilla LEDeillä on alla olevan taulukon mukainen kynnys U, mutta samalla värillä voi olla merkittäviä eroja. Suurin virta on 50 mA, mutta ei suositella yli 20 mA. 1-2 mA:lla diodit hehkuvat jo hyvin. Kynnys-LED U
| LED-tyyppi | V jopa 2 mA | V jopa 20 mA |
| Infrapuna | 1, 05 | 1.2 |
| Punaisen LED-syöttöjännite | 1, 8 | 2, 0 |
| Keltainen | 1, 9 | 2, 1 |
| Vihreä | 1, 8 | 2, 4 |
| Valkoinen | 2, 7 | 3, 2 |
| Sininen | 2, 8 | 3, 5 |
Kun akku on ladattu täyteen, virta on vain 0,7 mA jännitteellä 3,8 V. Viime vuosina LEDit ovat edistyneet merkittävästi. Malleja on satoja, halkaisij altaan 3 mm ja 5 mm. On olemassa tehokkaampia diodeja, joiden halkaisija on 10 mm tai erikoistapauksissa, sekä diodeja, jotka voidaan asentaa jopa 1 mm pitkälle piirilevylle.
KäynnistysLEDit verkkovirrasta
LEDit katsotaan yleensä tasavirtalaitteiksi, jotka toimivat muutaman voltin tasavirralla. Pienitehoisissa sovelluksissa, joissa on vain vähän LEDejä, tämä on täysin hyväksyttävä lähestymistapa, kuten tasavirtaakulla toimivissa matkapuhelimissa, mutta muut sovellukset, kuten 100 metriä rakennuksen ympärille ulottuva lineaarinen nauhavalojärjestelmä, eivät toimi tällä järjestelyllä.
DC-taajuusmuuttaja kärsii etäisyyshäviöistä, mikä vaatii suuremman taajuusmuuttajan U alusta alkaen, jaylimääräisiä säätimiä, jotka menettävät tehon. AC helpottaa muuntajien käyttöä U:n alentamiseksi voimalinjoissa käytettävistä kilovolteista 240 V AC:ksi tai 120 V AC:ksi, mikä on paljon ongelmallisempaa DC:lle. Minkä tahansa tyyppisen LEDin käynnistäminen verkkojännitteellä (esim. 120 V AC) vaatii elektroniikkaa virtalähteen ja laitteiden välillä, jotta saadaan vakio U (esim. 12 V DC). Mahdollisuus käyttää useita LEDejä on tärkeää.
Lynk Labs on kehittänyt tekniikan, jonka avulla voit syöttää LED-valoa vaihtovirtajännitteestä. Uusi lähestymistapa on kehittää AC-LED:itä, joita voidaan käyttää suoraan vaihtovirtalähteestä. Monissa erillisissä LED-valaisimissa on yksinkertaisesti muuntaja seinäpistorasian ja valaisimen välissä, jotta saadaan tarvittava vakio U.
Useat yritykset ovat kehittäneet LED-lamppuja, jotka ruuvataan suoraan vakiokantoihin, mutta ne sisältävät poikkeuksetta myös pienoispiirejä, jotka muuntavat vaihtovirran tasavirraksi ennen kuin ne syötetään LEDeihin.
Tavallisen punaisen tai oranssin LEDin kynnys U on 1,6 - 2,1 V, keltaisten tai vihreiden LEDien jännite on 2,0 - 2,4 V ja sinisen, vaaleanpunaisen tai valkoisen tämä jännite on noin 3,0 - 3,6 V. Alla olevassa taulukossa on lueteltu joitain tyypillisiä jännitteitä. Suluissa olevat arvot vastaavat lähintä normalisoituaarvot sarjassa E24.
LEDien virtalähteen jännitteen tiedot näkyvät alla olevassa taulukossa.
Symbolit:
- STD - vakio-LED;
- HL - kirkas LED;
- FC - alhainen kulutus.
Nämä tiedot riittävät, jotta käyttäjä voi itsenäisesti määrittää tarvittavat laiteparametrit valaistusprojektia varten.
