Izračunavanje napona napajanja LED dioda je neophodan korak za svaki projekat električnog osvjetljenja, a na sreću je lako za napraviti. Takva mjerenja su neophodna za izračunavanje snage LED dioda, jer morate znati njenu struju i napon. Snaga LED-a se izračunava množenjem struje sa naponom. U tom slučaju morate biti izuzetno oprezni pri radu s električnim krugovima, čak i kada mjerite male količine. U članku ćemo detaljno razmotriti pitanje kako saznati napon kako bismo osigurali ispravan rad LED elemenata.
LED operacija
LED diode postoje u različitim bojama, postoje dvije i tri boje, trepere i mijenjaju boju. Kako bi korisnik mogao programirati redoslijed rada lampe, koriste se različita rješenja koja direktno ovise o naponu napajanja LED diode. Za osvjetljavanje LED diode potreban je minimalni napon (prag), dok će svjetlina biti proporcionalna struji. Napon uključenLED se lagano povećava sa strujom jer postoji unutrašnji otpor. Kada je struja previsoka, dioda se zagrijava i izgara. Stoga je struja ograničena na sigurnu vrijednost.
Otpornik je postavljen u seriju jer diodnoj mreži je potreban mnogo veći napon. Ako je U obrnut, struja ne teče, ali za visoki U (npr. 20V) dolazi do unutrašnje iskre (kvara) koja uništava diodu.
Kao i kod svih dioda, struja teče kroz anodu i izlazi kroz katodu. Na okruglim diodama, katoda ima kraću žicu, a tijelo ima katodnu bočnu ploču.
Zavisnost napona od tipa lampe
Sa proliferacijom LED dioda visoke svjetline dizajniranih da obezbijede zamjenske lampe za komercijalnu i unutrašnju rasvjetu, postoji jednaka, ako ne i veća, proliferacija energetskih rješenja. Sa stotinama modela desetina proizvođača, postaje teško razumjeti sve permutacije LED ulaznih/izlaznih napona i vrijednosti izlazne struje/snage, a da ne spominjemo mehaničke dimenzije i mnoge druge karakteristike za zatamnjivanje, daljinsko upravljanje i zaštitu kola.
Na tržištu postoji mnogo različitih LED dioda. Njihovu razliku određuju mnogi faktori u proizvodnji LED dioda. Poluprovodnički sastav je faktor, ali tehnologija izrade i inkapsulacija također igraju glavnu ulogu u određivanju performansi LED-a. Prve LED diode su bile okruglekao modeli C (prečnik 5 mm) i F (prečnik 3 mm). Zatim su u implementaciju ušle pravougaone diode i blokovi koji kombinuju nekoliko LED dioda (mreža).
Poluloptasti oblik je pomalo poput povećala koje određuje oblik svjetlosnog snopa. Boja emitivnog elementa poboljšava difuziju i kontrast. Najčešće oznake i oblik LED dioda:
- A: crveni prečnik 3 mm u držaču za CI.
- B: crveni prečnik 5 mm koji se koristi na prednjoj ploči.
- C: ljubičasta 5mm.
- D: dvobojna žuta i zelena.
- E: pravokutni.
- F: žuta 3mm.
- G: bijela visoka svjetlina 5 mm.
- H: crvena 3mm.
- K- anoda: katoda, označena ravnom površinom u prirubnici.
- F: 4/100mm anodna povezna žica.
- C: Reflektirajuća čaša.
- L: Zakrivljeni oblik koji djeluje kao lupa.
Specifikacija uređaja
Sažetak različitih LED parametara i napona napajanja nalazi se u specifikacijama prodavca. Prilikom odabira LED dioda za određene primjene, važno je razumjeti njihovu razliku. Postoji mnogo različitih LED specifikacija, od kojih će svaka uticati na izbor određenog tipa. LED specifikacije su zasnovane na boji, U i struji. LED diode imaju tendenciju da daju jednu boju.
Boja koju emituje LED je definisana u smislu njene maksimalne talasne dužine (lpk), što je talasna dužina koja ima maksimalan izlaz svetlosti. Tipično, varijacije procesa daju vršne promjene talasne dužine do ±10 nm. Prilikom odabira boja u LED specifikaciji, vrijedi zapamtiti da je ljudsko oko najosjetljivije na nijanse ili varijacije boja oko žuto/narandžastog područja spektra - od 560 do 600 nm. Ovo može uticati na izbor boje ili položaja LED dioda, što je direktno povezano sa električnim parametrima.
LED struja i napon
Tokom rada, LED diode imaju zadati pad U, koji zavisi od materijala koji se koristi. Napon napajanja LED dioda u lampi takođe zavisi od nivoa struje. LED diode su uređaji koji se kontroliraju strujom, a nivo svjetlosti je funkcija struje, povećanjem povećavajući izlaz svjetlosti. Potrebno je osigurati da rad uređaja bude takav da maksimalna struja ne prelazi dozvoljenu granicu, što može dovesti do prekomjernog odvođenja topline unutar samog čipa, smanjenja svjetlosnog toka i skraćivanja vijeka trajanja. Većina LED dioda zahtijeva eksterni otpornik za ograničavanje struje.
Neke LED diode mogu uključivati serijski otpornik, tako da je potreban napon za napajanje LED dioda. LED diode ne dozvoljavaju veliki inverzni U. On nikada ne bi trebao premašiti svoju navedenu maksimalnu vrijednost, koja je obično prilično mala. Ako postoji mogućnost obrnutog U na LED diodi, onda je bolje ugraditi zaštitu u strujno kolo kako bi se spriječilo oštećenje. To obično mogu biti jednostavni diodni krugovi koji će pružiti adekvatnu zaštitu za bilo koju LED diodu. Ne morate biti profesionalac da biste ga dobili.
Napajanje za LED diode
Rasvjetne LED diode se napajaju strujom, a njihov svjetlosni tok je proporcionalan struji koja teče kroz njih. Struja je povezana sa naponom napajanja LED dioda u lampi. Nekoliko dioda povezanih u seriju kroz njih teče jednaka struja. Ako su spojene paralelno, svaka LED dioda prima isti U, ali kroz njih teče različita struja zbog disperzijskog efekta na strujno-naponsku karakteristiku. Kao rezultat, svaka dioda emituje različitu izlaznu svjetlost.
Stoga, prilikom odabira elemenata, morate znati koji napon imaju LED diode. Svaki zahtijeva približno 3 volta na svojim terminalima za rad. Na primjer, serija od 5 dioda zahtijeva približno 15 volti na terminalima. Da bi osigurao reguliranu struju sa dovoljnim U, LEC koristi elektronski modul koji se zove drajver.
Postoje dva rješenja:
- Spoljni drajver instaliran izvan svetiljke, sa sigurnosnim napajanjem izuzetno niskog napona.
- Unutarnji, ugrađen u baterijsku lampu, tj. podjedinicu sa elektronskim modulom koji reguliše struju.
Ovaj drajver se može napajati na 230V (Klasa I ili Klasa II) ili Safety Extra Low U (Klasa III), kao što je 24V.
Prednosti izbora LED napona
Pravilno izračunavanje napona napajanja LED dioda u lampi ima 5 ključnih prednosti:
- Sigurno ultra-nisko U, moguće bez obzira nabroj LED dioda. LED diode moraju biti instalirane u seriji kako bi se garantovao isti nivo struje u svakoj od njih iz istog izvora. Kao rezultat toga, što je više LED dioda, to je veći napon na LED terminalima. Ako se radi o eksternom upravljačkom uređaju, tada bi preosjetljivi sigurnosni napon trebao biti mnogo veći.
- Integracija drajvera unutar lanterna omogućava kompletnu instalaciju sistema sa sigurnosnim ekstra niskim naponom (SELV), bez obzira na broj izvora svjetlosti.
- Pouzdanija instalacija u standardu ožičenja za LED lampe povezane paralelno. Drajveri pružaju dodatnu zaštitu, posebno od porasta temperature, što garantuje duži radni vek uz poštovanje napona napajanja LED dioda za različite vrste i struje. Sigurnije puštanje u rad.
- Integracija LED napajanja u drajver izbjegava pogrešno rukovanje na terenu i poboljšava njihovu sposobnost da izdrže vruće priključenje. Ako korisnik samo poveže LED svjetlo na eksterni drajver koji je već uključen, to može uzrokovati prenapon LED dioda kada su spojeni i stoga ih uništiti.
- Lako održavanje. Svi tehnički problemi lakše su vidljivi u LED lampama sa izvorom napona.
Disipacija snage i topline
Kada je pad U preko otpora važan, morate odabrati pravi otpornik koji može raspršiti potrebnu snagu. Potrošnja20 mA može izgledati nisko, ali izračunata snaga sugerira drugačije. Tako, na primjer, za pad napona od 30 V, otpornik mora raspršiti 1400 oma. Proračun rasipanje snage P=(Ures x Ures) / R, gdje:
- P - vrijednost snage koju troši otpornik, koja ograničava struju u LED diodi, W;
- U - napon na otporniku (u voltima);
- R - vrijednost otpornika, Ohm.
P=(28 x 28) / 1400=0,56 W.
A 1W LED napajanje ne bi izdržalo pregrijavanje dugo vremena, a 2W takođe bi prebrzo otkazalo. U ovom slučaju, dva otpornika od 2700Ω/0,5W (ili dva otpornika od 690Ω/0,5W u seriji) moraju biti spojena paralelno kako bi se ravnomjerno rasporedilo rasipanje topline.
Kontrola topline
Pronalaženje optimalne snage za vaš sistem pomoći će vam da saznate više o kontroli topline koja je potrebna za pouzdan rad LED-a, jer LED diode stvaraju toplinu koja može biti vrlo štetna za uređaj. Previše topline će uzrokovati da LED diode proizvode manje svjetla, a također će skratiti životni vijek. Za LED od 1 W, preporučuje se da potražite hladnjak od 3 kvadratna inča za svaki vat LED diode.
Trenutno, LED industrija raste prilično brzim tempom i važno je znati razliku u LED diodama. Ovo je opšte pitanje jer proizvodi mogu varirati od veoma jeftinih do skupih. Morate biti oprezni kada kupujete jeftine LED diode, jer one mogu raditi.odličan, ali u pravilu ne radi dugo i brzo gori zbog loših parametara. U proizvodnji LED dioda, proizvođač u pasošima navodi karakteristike s prosječnim vrijednostima. Iz tog razloga, kupci ne znaju uvijek tačne karakteristike LED dioda u smislu lumena, boje i napona.
Određivanje napona naprijed
Pre nego što saznate napon napajanja LED-a, podesite odgovarajuća podešavanja multimetra: struju i U. Pre testiranja, podesite otpor na najveću vrednost da biste izbegli pregorevanje LED-a. To se može učiniti jednostavno: stegnite kablove multimetra, podesite otpor dok struja ne dostigne 20 mA i popravite napon i struju. Da biste izmjerili prednji napon LED dioda, trebat će vam:
- LEDs za testiranje.
- Izvor U LED sa parametrima višim od LED diode konstantnog napona.
- Multimetar.
- Aligator stezaljke za držanje LED dioda na ispitnim vodovima kako bi se odredio napon napajanja LED dioda u svjetlima.
- Žice.
- 500 ili 1000 ohma varijabilni otpornik.
Primarna struja plave LED diode bila je 3.356V na 19.5mA. Ako se koristi napon od 3,6V, vrijednost otpornika koji treba koristiti se izračunava po formuli R=(3,6V-3,356V) / 0,0195A)=12,5 oma. Za mjerenje LED dioda velike snage, slijedite isti postupak i postavite struju brzim držanjem vrijednosti na multimetru.
Mjerenje napona napajanja smd LED dioda visokog> Snaga jednosmerne struje od 350 mA može biti malo nezgodna jer kada se brzo zagreju, U drastično opada. To znači da će struja biti veća za dati U. Ako korisnik nema vremena, morat će ohladiti LED na sobnu temperaturu prije ponovnog mjerenja. Možete koristiti 500 ohma ili 1k ohma. Za postizanje grubog i finog podešavanja, ili za povezivanje promjenjivog otpornika višeg i nižeg opsega u seriju.
Alternativna definicija napona
Prvi korak za izračunavanje potrošnje energije LED dioda je određivanje napona LED dioda. Ako pri ruci nema multimetra, možete proučiti podatke proizvođača i pronaći putovnicu U LED bloka. Alternativno, možete procijeniti U na osnovu boje LED dioda, na primjer, napon napajanja bijele LED diode je 3,5V.
Nakon što se izmjeri LED napon, određuje se struja. Može se izmjeriti direktno multimetrom. Podaci proizvođača daju grubu procjenu struje. Nakon toga možete vrlo brzo i jednostavno izračunati potrošnju energije LED dioda. Da biste izračunali potrošnju energije LED-a, jednostavno pomnožite U LED-a (u voltima) sa LED strujom (u amperima).
Rezultat, mjeren u vatima, je snaga koju LED diode koriste. Na primjer, ako LED ima U od 3,6 i struju od 20 miliampera, koristit će 72 miliwata energije. Ovisno o veličini i mjerilu projekta, očitanja napona i struje mogu se mjeriti u manjim ili većim jedinicama od osnovne struje ili vati. Možda će biti potrebne konverzije jedinica. Kada radite ove proračune, zapamtite da je 1000 milivata jednako jednom vatu, a 1000 miliampera je jedan amper.
LED test sa multimetrom
Da biste testirali LED i saznali da li radi i koju boju odabrati - koristi se multimetar. Mora imati funkciju testiranja diode, što je označeno simbolom diode. Zatim, radi testiranja, pričvrstite mjerne kablove multimetra na noge LED diode:
- Spojite crni kabl na katodu (-) i crveni kabl na anodu (+), ako korisnik pogreši, LED ne svetli.
- Oni snabdijevaju senzore malom strujom i ako vidite da LED lagano svijetli, onda radi.
- Kada provjeravate multimetar, morate uzeti u obzir boju LED diode. Na primjer, test žute (žute) LED diode - prag LED napona je 1636 mV ili 1,636 V. Ako se testira bela LED ili plava LED, napon praga je veći od 2,5 V ili 3 V.
Da biste testirali diodu, indikator na displeju mora biti između 400 i 800 mV u jednom smjeru i ne mora se prikazivati u suprotnom smjeru. Normalne LED diode imaju prag U kao što je opisano u tabeli ispod, ali za istu boju mogu imati značajne razlike. Maksimalna struja je 50 mA, ali se preporučuje da ne prelazi 20 mA. Na 1-2 mA diode već dobro svijetle. LED indikator praga U
| LED tip | V do 2 mA | V do 20 mA |
| Infracrveni | 1, 05 | 1.2 |
| Napon napajanja crvene LED diode | 1, 8 | 2, 0 |
| Žuta | 1, 9 | 2, 1 |
| Zelena | 1, 8 | 2, 4 |
| Bijelo | 2, 7 | 3, 2 |
| Plava | 2, 8 | 3, 5 |
Kada je baterija potpuno napunjena, struja je samo 0,7mA na 3,8V. Posljednjih godina LED diode su napravile značajan napredak. Postoje stotine modela, prečnika 3 mm i 5 mm. Postoje snažnije diode prečnika 10 mm ili u posebnim slučajevima, kao i diode za montažu na štampanu ploču dužine do 1 mm.
Pokretanje LED dioda iz AC napajanja
LED se općenito smatraju DC uređajima, koji rade na nekoliko volti DC. U aplikacijama male snage sa nekoliko LED dioda ovo je savršeno prihvatljiv pristup, kao što su mobilni telefoni koji se napajaju DC baterijama, ali druge aplikacije kao što je sistem linearne trake koja se proteže oko zgrade 100m ne može funkcionirati s ovim aranžmanom.
DC pogon pati od gubitaka na udaljenosti, što zahtijeva veći pogon U od početka, idodatni regulatori koji gube snagu. AC olakšava korištenje transformatora za smanjenje U na 240 V AC ili 120 V AC sa kilovolta koji se koriste u dalekovodima, što je mnogo problematičnije za DC. Pokretanje bilo koje vrste LED-a sa mrežnim naponom (npr. 120V AC) zahtijeva elektroniku između izvora napajanja i samih uređaja kako bi se osigurao konstantni U (npr. 12V DC). Mogućnost pokretanja više LED dioda je važna.
Lynk Labs je razvio tehnologiju koja vam omogućava da napajate LED diode iz AC napona. Novi pristup je razvoj AC LED dioda kojima se može upravljati direktno iz izvora naizmjenične struje. Mnoge samostalne LED svjetiljke jednostavno imaju transformator između zidne utičnice i uređaja kako bi se osigurala potrebna konstanta U.
Određene kompanije su razvile LED sijalice koje se ušrafljuju direktno u standardne utičnice, ali one uvek sadrže i minijaturna kola koja pretvaraju AC u DC pre nego što se napajaju LED diodama.
Standardna crvena ili narandžasta LED dioda ima prag U od 1,6 do 2,1 V, za žute ili zelene LED diode napon je od 2,0 do 2,4 V, a za plavu, roze ili bijelu ovaj napon je otprilike 3,0 do 3,6 V. Tabela ispod navodi neke tipične napone. Vrijednosti u zagradama odgovaraju najbližoj normaliziranojvrijednosti u seriji E24.
Specifikacije napona napajanja za LED diode prikazane su u tabeli ispod.
Simboli:
- STD - standardna LED;
- HL - LED visoke svjetline;
- FC - niska potrošnja.
Ovi podaci su dovoljni da korisnik samostalno odredi potrebne parametre uređaja za projekat rasvjete.
