Beregning av forsyningsspenningen til en LED er et nødvendig trinn for ethvert elektrisk belysningsprosjekt, og det er heldigvis enkelt å gjøre. Slike målinger er nødvendige for å beregne kraften til lysdiodene, siden du trenger å vite strøm og spenning. Effekten til en LED beregnes ved å multiplisere strømmen med spenningen. I dette tilfellet må du være ekstremt forsiktig når du arbeider med elektriske kretser, selv når du måler små mengder. I artikkelen vil vi vurdere i detalj spørsmålet om hvordan man finner ut spenningen for å sikre riktig drift av LED-elementene.
LED-drift
LED finnes i forskjellige farger, det er to og tre farger, blinkende og skiftende farge. For at brukeren skal programmere lampens operasjonssekvens, brukes ulike løsninger som direkte avhenger av forsyningsspenningen til lysdioden. For å lyse LED-en kreves en minimumsspenning (terskel), mens lysstyrken vil være proporsjonal med strømmen. Spenning påLED øker litt med strømmen fordi det er intern motstand. Når strømmen er for høy, varmes dioden opp og brenner ut. Derfor er strømmen begrenset til en sikker verdi.
Motstanden er plassert i serie fordi diodenettet trenger mye høyere spenning. Hvis U reverseres, går det ingen strøm, men for høy U (f.eks. 20V) oppstår det en intern gnist (sammenbrudd) som ødelegger dioden.
Som med alle dioder, flyter strømmen gjennom anoden og går ut gjennom katoden. På runde dioder har katoden en kortere ledning og kroppen har en katodesideplate.
Spenningsavhengighet av typen lampe
Med spredningen av lysdioder med høy lysstyrke designet for å gi erstatningslamper for kommersiell og innendørs belysning, er det en lik, om ikke mer, spredning av strømløsninger. Med hundrevis av modeller fra dusinvis av produsenter, blir det vanskelig å forstå alle permutasjonene av LED-inngangs-/utgangsspenninger og utgangsstrøm-/effektverdier, for ikke å nevne de mekaniske dimensjonene og mange andre funksjoner for dimming, fjernkontroll og kretsbeskyttelse.
Det finnes mange forskjellige lysdioder på markedet. Deres forskjell bestemmes av mange faktorer i produksjonen av lysdioder. Halvledersminke er en faktor, men fabrikasjonsteknologi og innkapsling spiller også en viktig rolle for å bestemme LED-ytelsen. De første lysdiodene var rundesom modellene C (diameter 5 mm) og F (diameter 3 mm). Deretter ble rektangulære dioder og blokker som kombinerer flere lysdioder (nettverk) implementert.
Den halvkuleformede formen er litt som et forstørrelsesglass som bestemmer formen på lysstrålen. Fargen på det emitterende elementet forbedrer diffusjon og kontrast. De vanligste betegnelsene og formene for LED:
- A: rød diameter 3 mm i holderen for CI.
- B: 5 mm rød diameter brukt i frontpanelet.
- C: lilla 5mm.
- D: tofarget gul og grønn.
- E: rektangulær.
- F: gul 3mm.
- G: hvit høy lysstyrke 5 mm.
- H: rød 3mm.
- K- anode: katode, indikert med en flat overflate i flensen.
- F: 4/100 mm anodetilkoblingsledning.
- C: Reflekterende kopp.
- L: En buet form som fungerer som et forstørrelsesglass.
Enhetsspesifikasjon
En oppsummering av de ulike LED-parametrene og forsyningsspenningen er i selgers spesifikasjoner. Når du velger lysdioder for spesifikke bruksområder, er det viktig å forstå forskjellen deres. Det er mange forskjellige LED-spesifikasjoner, som hver vil påvirke valget av en bestemt type. LED-spesifikasjoner er basert på farge, U og strøm. Lysdioder har en tendens til å gi én farge.
Fargen som sendes ut av en LED er definert i form av dens maksimale bølgelengde (lpk), som er bølgelengden som har maksimal lyseffekt. Vanligvis gir prosessvariasjoner toppbølgelengdeendringer på opptil ±10 nm. Når du velger farger i LED-spesifikasjonen, er det verdt å huske at det menneskelige øyet er mest følsomt for nyanser eller fargevariasjoner rundt det gule/oransje området av spekteret - fra 560 til 600 nm. Dette kan påvirke valg av farge eller plassering av lysdiodene, som er direkte relatert til elektriske parametere.
LED-strøm og spenning
Under drift har LED et gitt fall U, som avhenger av materialet som brukes. Forsyningsspenningen til lysdiodene i lampen avhenger også av strømnivået. LED-er er strømstyrte enheter og lysnivået er en funksjon av strømmen, og øker det øker lyseffekten. Det er nødvendig å sikre at driften av enheten er slik at den maksimale strømmen ikke overskrider den tillatte grensen, noe som kan føre til overdreven varmespredning i selve brikken, redusere lysstrømmen og forkorte levetiden. De fleste lysdioder krever en ekstern strømbegrensningsmotstand.
Noen lysdioder kan ha en seriemotstand, så hvilken spenning for å forsyne lysdiodene kreves. Lysdioder tillater ikke stor invers U. Den bør aldri overskride den angitte maksimalverdien, som vanligvis er ganske liten. Hvis det er en mulighet for omvendt U på LED-en, er det bedre å bygge inn beskyttelse i kretsen for å forhindre skade. Disse kan vanligvis være enkle diodekretser som vil gi tilstrekkelig beskyttelse for enhver LED. Du trenger ikke være proff for å få det.
Strømforsyning for lysdioder
Lysdioder er strømdrevne, og deres lysstrøm er proporsjonal med strømmen som flyter gjennom dem. Strømmen er relatert til forsyningsspenningen til lysdiodene i lampen. Flere dioder koblet i serie har lik strøm som flyter gjennom dem. Hvis de er koblet parallelt, mottar hver LED samme U, men forskjellig strøm flyter gjennom dem på grunn av spredningseffekten på strøm-spenningskarakteristikken. Som et resultat avgir hver diode forskjellig lyseffekt.
Derfor, når du velger elementer, må du vite hvilken spenning LED-ene har. Hver av dem krever omtrent 3 volt ved sine terminaler for å fungere. For eksempel krever en 5-diodeserie omtrent 15 volt over terminalene. For å kunne levere en regulert strøm med tilstrekkelig U, bruker LEC en elektronisk modul k alt en driver.
Det er to løsninger:
- Ekstern driver installert utenfor armaturet, med sikkerhetsstrømforsyning med ekstra lav spenning.
- Internt, innebygd i lommelykten, dvs. underenhet med en elektronisk modul som regulerer strømmen.
Denne driveren kan drives av 230V (Klasse I eller Klasse II) eller Safety Extra Low U (Klasse III), for eksempel 24V.
Fordeler med valg av LED-spenning
Riktig beregning av forsyningsspenningen til lysdiodene i lampen har 5 hovedfordeler:
- Sikker ultralav U, muligens uansettantall lysdioder. LED-ene må installeres i serie for å garantere samme strømnivå i hver av dem fra samme kilde. Som et resultat, jo flere LED-er, desto høyere spenning på LED-terminalene. Hvis det er en ekstern driverenhet, bør den overfølsomme sikkerhetsspenningen være mye høyere.
- Integrasjonen av driveren inne i lanternene gir mulighet for en komplett systeminstallasjon med sikkerhet for ekstra lav spenning (SELV), uavhengig av antall lyskilder.
- Mer pålitelig installasjon i ledningsstandarden for parallellkoblede LED-lamper. Drivere gir ekstra beskyttelse, spesielt mot temperaturøkning, som garanterer en lengre levetid samtidig som forsyningsspenningen til lysdioder for forskjellige typer og strømmer respekteres. Tryggere igangkjøring.
- Integrering av LED-strøm i driveren unngår feilhåndtering i felten og forbedrer deres evne til å tåle hot plugging. Hvis brukeren kun kobler LED-lyset til en ekstern driver som allerede er på, kan det føre til at LED-ene overspennes når de kobles til og dermed ødelegge dem.
- Enkelt vedlikehold. Eventuelle tekniske problemer er lettere synlige i LED-lamper med spenningskilde.
Kraft og varmespredning
Når U-fallet over en motstand er viktig, må du velge riktig motstand som er i stand til å spre den nødvendige kraften. Forbruk20 mA kan virke lavt, men den beregnede effekten tilsier noe annet. Så for eksempel, for et spenningsfall på 30 V, må motstanden spre 1400 ohm. Beregning av effekttap P=(Ures x Ures) / R, hvor:
- P - verdien av strømmen som dissiperes av motstanden, som begrenser strømmen i LED-en, W;
- U - spenning over motstanden (i volt);
- R - motstandsverdi, Ohm.
P=(28 x 28) / 1400=0,56 W.
En 1W LED-strømforsyning ville ikke tåle overoppheting i lang tid, og 2W ville også svikte for raskt. I dette tilfellet må to 2700Ω/0,5W motstander (eller to 690Ω/0,5W motstander i serie) kobles parallelt for å fordele varmespredningen jevnt.
Varmekontroll
Å finne den optimale effekten for systemet ditt vil hjelpe deg med å lære mer om varmekontrollen som kreves for pålitelig LED-drift, ettersom LED genererer varme som kan være svært skadelig for enheten. For mye varme vil føre til at LED-ene produserer mindre lys og også forkorte levetiden. For en 1 watt LED anbefales det å se etter en 3 kvadrattommers kjøleribbe for hver watt LED.
For øyeblikket vokser LED-industrien i et ganske raskt tempo, og det er viktig å vite forskjellen på LED. Dette er et generelt spørsmål da produktene kan variere fra veldig billige til dyre. Du må være forsiktig når du kjøper billige lysdioder, da de kan fungere.utmerket, men fungerer som regel ikke i lang tid og brenner raskt på grunn av dårlige parametere. Ved produksjon av lysdioder angir produsenten i passene egenskapene med gjennomsnittsverdier. Av denne grunn vet kjøpere ikke alltid de nøyaktige egenskapene til LED-er når det gjelder lumenutgang, farge og fremspenning.
Foroverspenningsbestemmelse
Før du vet LED-forsyningsspenningen, still inn de riktige multimeterinnstillingene: strøm og U. Før du tester, sett motstanden til høyeste verdi for å unngå LED-utbrenning. Dette kan enkelt gjøres: klem multimeterledningene, juster motstanden til strømmen når 20 mA og fiks spenningen og strømmen. For å måle foroverspenningen til lysdiodene trenger du:
- LED-er å teste.
- Kilde U LED med parametere høyere enn konstant spenning LED.
- Multimeter.
- Alligatorklemmer for å holde lysdioden på testledningene for å bestemme forsyningsspenningen til lysdioder i armaturer.
- Wires.
- 500 eller 1000 ohm variabel motstand.
Den blå LED-ens primærstrøm var 3,356V ved 19,5mA. Hvis en spenning på 3,6V brukes, beregnes verdien av motstanden som skal brukes ved formelen R=(3,6V-3,356V) / 0,0195A)=12,5 ohm. For å måle lysdioder med høy effekt, følg samme prosedyre og still inn strømmen ved å raskt holde verdien på multimeteret.
Måling av forsyningsspenningen til smd LED-er høy> 350 mA likestrømseffekt kan være litt vanskelig fordi når de varmes opp raskt, synker U drastisk. Dette betyr at strømmen vil være høyere for en gitt U. Hvis brukeren ikke har tid, må han avkjøle LED-en til romtemperatur før målingen på nytt. Du kan bruke 500 ohm eller 1k ohm. For å oppnå grov- og finjustering, eller for å koble en variabel motstand med høyere og lavere rekkevidde i serie.
Alternativ definisjon av spenning
Det første trinnet for å beregne strømforbruket til lysdioder er å bestemme spenningen på lysdioden. Hvis det ikke er et multimeter for hånden, kan du studere produsentens data og finne passet U til LED-blokken. Alternativt kan du estimere U basert på fargen på LED-ene, for eksempel er forsyningsspenningen til en hvit LED 3,5V.
Etter at LED-spenningen er målt, bestemmes strømmen. Det kan måles direkte med et multimeter. Produsentens data gir et grovt estimat av strømmen. Etter det kan du veldig raskt og enkelt beregne strømforbruket til lysdiodene. For å beregne strømforbruket til en LED, multipliser U-en til LED-en (i volt) med LED-strømmen (i ampere).
Resultatet, målt i watt, er strømmen LED-ene bruker. For eksempel, hvis en LED har en U på 3,6 og en strøm på 20 milliampere, vil den bruke 72 milliwatt energi. Avhengig av prosjektets størrelse og skala, kan spennings- og strømavlesninger måles i mindre eller større enheter enn basisstrøm eller watt. Enhetskonverteringer kan være nødvendig. Når du gjør disse beregningene, husk at 1000 milliwatt tilsvarer én watt, og 1000 milliampere tilsvarer én ampere.
LED-test med multimeter
For å teste LED-en og finne ut om den fungerer og hvilken farge du skal velge - brukes et multimeter. Den må ha en diodetestfunksjon, som indikeres med diodesymbolet. Deretter, for testing, fester du målesnorene til multimeteret på bena til lysdioden:
- Koble den svarte ledningen på katoden (-) og den røde ledningen på anoden (+), hvis brukeren gjør en feil, lyser ikke LED-en.
- De leverer en liten strøm til sensorene, og hvis du kan se at LED-en lyser litt, så fungerer den.
- Når du sjekker multimeteret, må du vurdere fargen på LED-en. For eksempel gul (gul) LED-test – LED-terskelspenning er 1636mV eller 1,636V. Hvis hvit LED eller blå LED testes, er terskelspenningen høyere enn 2,5V eller 3V.
For å teste en diode må indikatoren på displayet være mellom 400 og 800 mV i én retning og ikke vise i motsatt retning. Vanlige lysdioder har terskel U som beskrevet i tabellen nedenfor, men for samme farge kan det ha betydelige forskjeller. Maksimal strøm er 50 mA, men det anbefales ikke å overstige 20 mA. Ved 1-2 mA lyser diodene allerede godt. Terskel LED U
| LED-type | V opptil 2 mA | V opptil 20 mA |
| Infrarød | 1, 05 | 1.2 |
| Rød LED-forsyningsspenning | 1, 8 | 2, 0 |
| Yellow | 1, 9 | 2, 1 |
| Grønn | 1, 8 | 2, 4 |
| White | 2, 7 | 3, 2 |
| Blue | 2, 8 | 3, 5 |
Når batteriet er fulladet, er strømmen bare 0,7mA ved 3,8V. De siste årene har LED gjort betydelige fremskritt. Det finnes hundrevis av modeller, med en diameter på 3 mm og 5 mm. Det finnes kraftigere dioder med en diameter på 10 mm eller i spesielle tilfeller, samt dioder for montering på et kretskort opptil 1 mm langt.
Starte LED-er fra vekselstrøm
LED-er regnes generelt som likestrømsenheter, som opererer på noen få volt likestrøm. I lavstrømsapplikasjoner med få lysdioder er dette en helt akseptabel tilnærming, for eksempel mobiltelefoner som drives av et likestrømsbatteri, men andre applikasjoner som et lineært stripebelysningssystem som strekker seg 100 m rundt en bygning kan ikke fungere med dette arrangementet.
DC-drevet lider av distansetap, som krever høyere drive U fra starten, ogekstra regulatorer som mister strøm. AC gjør det lettere å bruke transformatorer til å trappe ned U til 240 V AC eller 120 V AC fra kilovolt brukt i kraftledninger, noe som er mye mer problematisk for DC. Å starte en hvilken som helst type LED med nettspenning (f.eks. 120V AC) krever elektronikk mellom strømforsyningen og selve enhetene for å gi en konstant U (f.eks. 12V DC). Evnen til å drive flere lysdioder er viktig.
Lynk Labs har utviklet en teknologi som lar deg drive LED-en fra vekselstrøm. Den nye tilnærmingen er å utvikle AC LED-er som kan drives direkte fra en AC-strømkilde. Mange frittstående LED-armaturer har ganske enkelt en transformator mellom vegguttaket og armaturet for å gi den nødvendige konstante U.
En rekke selskaper har utviklet LED-lyspærer som skrus direkte inn i standard stikkontakter, men de inneholder alltid også miniatyrkretser som konverterer AC til DC før de mates til LED-ene.
En standard rød eller oransje LED har en terskel U på 1,6 til 2,1 V, for gule eller grønne lysdioder er spenningen fra 2,0 til 2,4 V, og for blå, rosa eller hvit er denne spenningen omtrent 3,0 til 3,6 V. Tabellen nedenfor viser noen typiske spenninger. Verdier i parentes tilsvarer den nærmeste normaliserteverdier i serie E24.
Spenningsspesifikasjonene for strømforsyningen for lysdioder er vist i tabellen nedenfor.
Symboler:
- STD - standard LED;
- HL - LED med høy lysstyrke;
- FC - lavt forbruk.
Disse dataene er nok til at brukeren selvstendig kan bestemme de nødvendige enhetsparametrene for belysningsprosjektet.
