Beregning af forsyningsspændingen for en LED er et nødvendigt trin for ethvert elektrisk belysningsprojekt, og det er heldigvis nemt at gøre. Sådanne målinger er nødvendige for at beregne lysdiodernes effekt, da du skal kende dens strøm og spænding. Effekten af en LED beregnes ved at gange strømmen med spændingen. I dette tilfælde skal du være ekstremt forsigtig, når du arbejder med elektriske kredsløb, selv når du måler små mængder. I artiklen vil vi i detaljer overveje spørgsmålet om, hvordan man finder ud af spændingen for at sikre den korrekte drift af LED-elementerne.
LED-drift
LED'er findes i forskellige farver, der er to og tre farver, blinkende og skiftende farve. For at brugeren kan programmere lampens funktionssekvens, bruges forskellige løsninger, der direkte afhænger af lysdiodens forsyningsspænding. For at lyse LED'en kræves en minimumsspænding (tærskel), mens lysstyrken vil være proportional med strømmen. Spænding påLED stiger lidt med strømmen, fordi der er intern modstand. Når strømmen er for høj, varmes dioden op og brænder ud. Derfor er strømmen begrænset til en sikker værdi.
Modstanden er placeret i serie, fordi diodegitteret har brug for en meget højere spænding. Hvis U vendes, løber der ingen strøm, men ved høj U (f.eks. 20V) opstår der en intern gnist (sammenbrud), som ødelægger dioden.
Som med alle dioder, strømmer strømmen gennem anoden og går ud gennem katoden. På runde dioder har katoden en kortere ledning, og kroppen har en katodesideplade.
Spændingsafhængighed af lampetypen
Med udbredelsen af LED'er med høj lysstyrke designet til at levere udskiftningslamper til kommerciel og indendørs belysning, er der en lige så stor, hvis ikke mere, udbredelse af strømløsninger. Med hundredvis af modeller fra snesevis af producenter bliver det svært at forstå alle permutationerne af LED input/output spændinger og output strøm/effekt værdier, for ikke at nævne de mekaniske dimensioner og mange andre funktioner til dæmpning, fjernbetjening og kredsløbsbeskyttelse.
Der er mange forskellige LED'er på markedet. Deres forskel bestemmes af mange faktorer i produktionen af LED'er. Halvledersminke er en faktor, men fabrikationsteknologi og indkapsling spiller også en stor rolle i at bestemme LED-ydeevne. De første lysdioder var rundesom modellerne C (diameter 5 mm) og F (diameter 3 mm). Derefter blev rektangulære dioder og blokke, der kombinerer flere LED'er (netværk), implementeret.
Den halvkugleformede form minder lidt om et forstørrelsesglas, der bestemmer formen på lysstrålen. Farven på det emitterende element forbedrer diffusion og kontrast. De mest almindelige betegnelser og form for LED:
- A: rød diameter 3 mm i holderen til CI.
- B: 5 mm rød diameter brugt i frontpanelet.
- C: lilla 5mm.
- D: tofarvet gul og grøn.
- E: rektangulær.
- F: gul 3mm.
- G: hvid høj lysstyrke 5 mm.
- H: rød 3mm.
- K- anode: katode, angivet med en flad overflade i flangen.
- F: 4/100 mm anodeforbindelsesledning.
- C: Reflekterende kop.
- L: En buet form, der fungerer som et forstørrelsesglas.
Enhedsspecifikation
En oversigt over de forskellige LED-parametre og forsyningsspænding er i sælgers specifikationer. Når du vælger LED'er til specifikke applikationer, er det vigtigt at forstå deres forskel. Der er mange forskellige LED-specifikationer, som hver især vil påvirke valget af en bestemt type. LED-specifikationer er baseret på farve, U og strøm. LED'er har en tendens til at give én farve.
Farven, der udsendes af en LED, er defineret ud fra dens maksimale bølgelængde (lpk), som er den bølgelængde, der har den maksimale lysudbytte. Typisk giver procesvariationer maksimale bølgelængdeændringer på op til ±10 nm. Når du vælger farver i LED-specifikationen, er det værd at huske på, at det menneskelige øje er mest følsomt over for nuancer eller farvevariationer omkring det gule/orange område af spektret - fra 560 til 600 nm. Dette kan påvirke valget af farve eller placering af lysdioderne, som er direkte relateret til elektriske parametre.
LED-strøm og spænding
Under drift har LED'er et givet fald U, hvilket afhænger af det anvendte materiale. Forsyningsspændingen for lysdioderne i lampen afhænger også af strømniveauet. LED'er er strømstyrede enheder, og lysniveauet er en funktion af strømmen, hvilket øger lysudbyttet. Det er nødvendigt at sikre, at enhedens drift er sådan, at den maksimale strøm ikke overstiger den tilladte grænse, hvilket kan føre til overdreven varmeafledning i selve chippen, hvilket reducerer lysstrømmen og forkorter levetiden. De fleste LED'er kræver en ekstern strømbegrænsende modstand.
Nogle LED'er kan inkludere en seriemodstand, så hvilken spænding til at forsyne LED'erne er påkrævet. LED'er tillader ikke stor omvendt U. Den bør aldrig overskride dens angivne maksimumværdi, som norm alt er ret lille. Hvis der er mulighed for en omvendt U på LED'en, er det bedre at indbygge beskyttelse i kredsløbet for at forhindre skade. Disse kan norm alt være simple diodekredsløb, der vil give tilstrækkelig beskyttelse til enhver LED. Du behøver ikke at være professionel for at få det.
Strømforsyning til LED'er
Lysdioder er strømdrevne, og deres lysstrøm er proportional med strømmen, der strømmer gennem dem. Strømmen er relateret til forsyningsspændingen af lysdioderne i lampen. Flere dioder, der er forbundet i serie, har lige strøm gennem dem. Hvis de er forbundet parallelt, modtager hver LED den samme U, men der løber forskellig strøm gennem dem på grund af spredningseffekten på strøm-spændingskarakteristikken. Som et resultat udsender hver diode et forskelligt lysoutput.
Derfor skal du, når du vælger elementer, vide, hvilken spænding LED'erne har. Hver kræver ca. 3 volt ved sine terminaler for at fungere. For eksempel kræver en 5-diode serie cirka 15 volt over terminalerne. For at kunne levere en reguleret strøm med tilstrækkelig U, bruger LEC et elektronisk modul kaldet en driver.
Der er to løsninger:
- Ekstern driver installeret uden for armaturet, med sikkerhedsstrømforsyning med ekstra lav spænding.
- Intern, indbygget i lommelygten, dvs. underenhed med et elektronisk modul, der regulerer strømmen.
Denne driver kan drives af 230V (Klasse I eller Klasse II) eller Safety Extra Low U (Klasse III), såsom 24V..
Fordele ved valg af LED-spænding
Korrekt beregning af forsyningsspændingen for lysdioderne i lampen har 5 vigtige fordele:
- Sikker ultra-lav U, muligvis uansetantal lysdioder. LED'erne skal installeres i serie for at garantere det samme strømniveau i hver af dem fra den samme kilde. Som et resultat, jo flere LED'er, jo højere er spændingen ved LED-terminalerne. Hvis det er en ekstern driverenhed, bør den overfølsomme sikkerhedsspænding være meget højere.
- Integrationen af driveren inde i lanternerne giver mulighed for en komplet systeminstallation med ekstra lav spænding (SELV), uanset antallet af lyskilder.
- Mere pålidelig installation i ledningsstandarden for LED-lamper forbundet parallelt. Drivere yder ekstra beskyttelse, især mod temperaturstigninger, hvilket garanterer en længere levetid, samtidig med at forsyningsspændingen af LED'er respekteres for forskellige typer og strømme. Sikrere idriftsættelse.
- Integration af LED-strøm i driveren undgår fejlhåndtering i marken og forbedrer deres evne til at modstå hot plugging. Hvis brugeren kun tilslutter LED-lyset til en ekstern driver, der allerede er tændt, kan det få LED'erne til at overspænde, når de er tilsluttet, og derfor ødelægge dem.
- Nem vedligeholdelse. Eventuelle tekniske problemer er lettere synlige i LED-lamper med en spændingskilde.
Strøm- og varmeafledning
Når U-faldet over en modstand er vigtigt, skal du vælge den rigtige modstand, der er i stand til at sprede den nødvendige effekt. Forbrug20 mA kan virke lav, men den beregnede effekt tyder på noget andet. Så for eksempel, for et spændingsfald på 30 V, skal modstanden sprede 1400 ohm. Beregning af effekttab P=(Ures x Ures) / R, hvor:
- P - værdien af den effekt, der afgives af modstanden, som begrænser strømmen i LED'en, W;
- U - spænding over modstanden (i volt);
- R - modstandsværdi, Ohm.
P=(28 x 28) / 1400=0,56 W.
En 1W LED-strømforsyning ville ikke modstå overophedning i lang tid, og 2W ville også fejle for hurtigt. I dette tilfælde skal to 2700Ω/0,5W modstande (eller to 690Ω/0,5W modstande i serie) forbindes parallelt for at fordele varmeafledningen jævnt.
Varmekontrol
At finde den optimale watt til dit system vil hjælpe dig med at lære mere om den varmestyring, der kræves for pålidelig LED-drift, da LED'er genererer varme, der kan være meget skadelige for enheden. For meget varme vil få LED'erne til at producere mindre lys og også forkorte levetiden. For en 1 watt LED anbefales det at kigge efter en 3 kvadrattommer køleplade for hver watt LED.
I øjeblikket vokser LED-industrien i et ret hurtigt tempo, og det er vigtigt at kende forskel på LED'er. Dette er et generelt spørgsmål, da produkter kan variere fra meget billige til dyre. Du skal være forsigtig, når du køber billige lysdioder, da de kan fungere.fremragende, men fungerer som regel ikke i lang tid og brænder hurtigt på grund af dårlige parametre. Ved fremstilling af lysdioder angiver producenten i passet egenskaberne med gennemsnitlige værdier. Af denne grund kender købere ikke altid de nøjagtige karakteristika for LED'er med hensyn til lumenoutput, farve og fremadspænding.
Forward spændingsbestemmelse
Før du kender LED-forsyningsspændingen, skal du indstille de relevante multimeterindstillinger: strøm og U. Indstil modstanden til den højeste værdi inden testning for at undgå LED-udbrænding. Dette kan gøres enkelt: Klem multimeterledningerne, juster modstanden, indtil strømmen når 20 mA og fikser spændingen og strømmen. For at måle fremadspændingen af LED'erne skal du bruge:
- LED'er til test.
- Kilde U LED med parametre højere end konstant spændings LED.
- Multimeter.
- Alligatorklemmer til at holde LED'en på testledningerne for at bestemme forsyningsspændingen for LED'er i armaturer.
- Wires.
- 500 eller 1000 ohm variabel modstand.
Den blå LED's primære strøm var 3,356V ved 19,5mA. Hvis der bruges en spænding på 3,6V, beregnes værdien af den modstand, der skal bruges, ved formlen R=(3,6V-3,356V) / 0,0195A)=12,5 ohm. For at måle højeffekt-LED'er skal du følge samme procedure og indstille strømmen ved hurtigt at holde værdien på multimeteret.
Måler forsyningsspændingen for smd-LED'er høj> 350 mA jævnstrømseffekt kan være lidt vanskelig, for når de opvarmes hurtigt, falder U drastisk. Det betyder, at strømmen vil være højere for en given U. Hvis brugeren ikke har tid, skal han afkøle LED'en til stuetemperatur, før han måler igen. Du kan bruge 500 ohm eller 1k ohm. For at opnå grov- og finjustering, eller for at tilslutte en højere og lavere rækkevidde variabel modstand i serie.
Alternativ definition af spænding
Det første trin til at beregne strømforbruget for lysdioder er at bestemme spændingen på lysdioden. Hvis der ikke er et multimeter ved hånden, kan du studere producentens data og finde passet U til LED-blokken. Alternativt kan du estimere U baseret på farven på LED'erne, for eksempel er forsyningsspændingen for en hvid LED 3,5V.
Efter at LED-spændingen er målt, bestemmes strømmen. Det kan måles direkte med et multimeter. Producentens data giver et groft skøn over strømmen. Herefter kan du meget hurtigt og nemt beregne lysdiodernes strømforbrug. For at beregne strømforbruget for en LED skal du blot gange LED'ens U (i volt) med LED-strømmen (i ampere).
Resultatet, målt i watt, er den strøm, som LED'erne bruger. For eksempel, hvis en LED har en U på 3,6 og en strømstyrke på 20 milliampere, vil den bruge 72 milliwatt energi. Afhængigt af projektets størrelse og skala kan spændings- og strømaflæsninger måles i mindre eller større enheder end basisstrøm eller watt. Enhedskonverteringer kan være påkrævet. Når du laver disse beregninger, skal du huske, at 1000 milliwatt er lig med én watt, og 1000 milliampere er lig med én ampere.
LED-test med multimeter
For at teste LED'en og finde ud af, om den virker, og hvilken farve man skal vælge - der bruges et multimeter. Den skal have en diodetestfunktion, hvilket er angivet med diodesymbolet. Fastgør derefter multimeterets måleledninger på LED'ens ben til test:
- Forbind den sorte ledning på katoden (-) og den røde ledning på anoden (+), hvis brugeren laver en fejl, lyser LED'en ikke.
- De leverer en lille strøm til sensorerne, og hvis du kan se, at LED'en lyser lidt, så virker den.
- Når du tjekker multimeteret, skal du overveje farven på LED'en. For eksempel, gul (rav) LED-test - LED-tærskelspænding er 1636mV eller 1,636V. Hvis hvid LED eller blå LED testes, er tærskelspændingen højere end 2,5V eller 3V.
For at teste en diode skal indikatoren på displayet være mellem 400 og 800 mV i én retning og ikke vise i den modsatte retning. Normale LED'er har tærskel U som beskrevet i tabellen nedenfor, men for samme farve kan der være betydelige forskelle. Den maksimale strøm er 50 mA, men det anbefales ikke at overstige 20 mA. Ved 1-2 mA lyser dioderne allerede godt. Tærskel-LED U
| LED-type | V op til 2 mA | V op til 20 mA |
| Infrarød | 1, 05 | 1.2 |
| Rød LED-forsyningsspænding | 1, 8 | 2, 0 |
| Yellow | 1, 9 | 2, 1 |
| Grøn | 1, 8 | 2, 4 |
| White | 2, 7 | 3, 2 |
| Blå | 2, 8 | 3, 5 |
Når batteriet er fuldt opladet, er strømmen kun 0,7mA ved 3,8V. I de senere år har lysdioder gjort betydelige fremskridt. Der er hundredvis af modeller med en diameter på 3 mm og 5 mm. Der findes kraftigere dioder med en diameter på 10 mm eller i særlige tilfælde, samt dioder til montering på et printkort op til 1 mm langt.
Start LED'er fra vekselstrøm
LED'er betragtes generelt som DC-enheder, der fungerer på et par volt DC. I laveffektapplikationer med få LED'er er dette en helt acceptabel tilgang, såsom mobiltelefoner, der drives af et DC-batteri, men andre applikationer såsom et lineært lysbåndssystem, der strækker sig 100 m rundt om en bygning, kan ikke fungere med dette arrangement.
DC-drevet lider af afstandstab, hvilket kræver højere drev U fra starten, ogyderligere regulatorer, der mister strøm. AC gør det nemmere at bruge transformere til at trappe ned U til 240 V AC eller 120 V AC fra kilovolt brugt i elledninger, hvilket er meget mere problematisk for DC. At starte enhver type LED med netspænding (f.eks. 120V AC) kræver elektronik mellem strømforsyningen og selve enhederne for at give et konstant U (f.eks. 12V DC). Evnen til at drive flere lysdioder er vigtig.
Lynk Labs har udviklet en teknologi, der giver dig mulighed for at forsyne LED'en fra AC-spænding. Den nye tilgang er at udvikle AC LED'er, der kan betjenes direkte fra en AC strømkilde. Mange enkeltstående LED-armaturer har simpelthen en transformer mellem stikkontakten og armaturet for at give den nødvendige konstante U.
En række virksomheder har udviklet LED-pærer, der skrues direkte ind i standardfatninger, men de indeholder uvægerligt også miniaturekredsløb, der konverterer AC til DC, før de føres til LED'erne.
En standard rød eller orange LED har en tærskel U på 1,6 til 2,1 V, for gule eller grønne LED'er er spændingen fra 2,0 til 2,4 V, og for blå, pink eller hvid er denne spænding cirka 3,0 til 3,6 V. Tabellen nedenfor viser nogle typiske spændinger. Værdier i parentes svarer til den nærmeste normaliseredeværdier i serie E24.
Spændingsspecifikationerne for strømforsyningen for LED'er er vist i tabellen nedenfor.
Symboler:
- STD - standard LED;
- HL - LED med høj lysstyrke;
- FC - lavt forbrug.
Disse data er nok til, at brugeren selvstændigt kan bestemme de nødvendige enhedsparametre til belysningsprojektet.
