Aký je rozdiel medzi napájaním a ovládačom pre LED: teória a prax, všetko, čo potrebujete vedieť

Poznámka autora: „Sieť má pomerne veľké množstvo informácií o výkone LED produktov, ale keď som pripravoval materiál pre tento článok, našiel som veľa absurdných informácií na stránkach od začiatku výsledkov vyhľadávacieho nástroja. V tomto prípade je buď úplná absencia alebo nesprávne vnímanie základných teoretických informácií a konceptov. ““

LED diódy sú najúčinnejšie zo všetkých doterajších svetelných zdrojov. Problémy stoja aj za účinnosťou, napríklad vysoká požiadavka na stabilitu prúdu, ktorý ich napája, zlá tolerancia zložitých tepelných prevádzkových podmienok (pri zvýšených teplotách). Preto je úlohou vyriešiť tieto problémy. Pozrime sa, ako sa líšia pojmy napájania a vodiča. Po prvé, poďme sa ponoriť do teórie.

Prúdový a napäťový zdroj

Napájanie je všeobecný názov časti elektronického zariadenia alebo iného elektrického zariadenia, ktoré dodáva a reguluje elektrickú energiu na napájanie tohto zariadenia. V samostatnom prípade môže byť umiestnená vo vnútri aj zvonka zariadenia.

vodič - všeobecný názov špecializovaného zdroja, prepínača alebo regulátora výkonu pre konkrétne elektrické zariadenia.

Existujú dva hlavné typy zdrojov energie:

• Zdroj napätia.

• Aktuálny zdroj.

Pozrime sa na ich rozdiely.

Zdroj napätia - je to taký zdroj energie, ktorého napätie na výstupe sa nemení, keď sa mení výstupný prúd.

Pre ideálny zdroj napätia je vnútorný odpor nulový a výstupný prúd môže byť nekonečne veľký. V skutočnosti je situácia iná.

Akýkoľvek zdroj napätia má vnútorný odpor. Z tohto hľadiska sa napätie môže mierne líšiť od menovitého napätia, keď je pripojené silné zaťaženie (silné - nízky odpor, vysoký odberový prúd) a výstupný prúd je určený jeho vnútorným zariadením.

V prípade zdroja skutočného napätia je núdzovým režimom skratový režim. V tomto režime sa prúd prudko zvyšuje, je obmedzený iba vnútorným odporom zdroja energie. Ak napájací zdroj nemá ochranu proti skratu, zlyhá

Aktuálny zdroj - je to zdroj energie, ktorého prúd zostáva nastavený bez ohľadu na odpor pripojenej záťaže.

Pretože účelom súčasného zdroja je udržanie danej aktuálnej úrovne. Núdzový prevádzkový režim je v pohotovostnom režime.

Ak vysvetlíte dôvod jednoduchými slovami, situácia je takáto: povedzme, že ste k zdroju prúdu pripojili záťaž 1 ohm s odporom 1 ohm, potom napätie na jeho výstupe bude nastavené na 1 volt. Vyniká výkon 1 W.

Ak zvýšíte záťažový odpor, povedzme až do 10 Ohmov, potom bude prúd 1A a napätie už bude nastavené na 10V. Takto bude pridelených 10 W energie. A naopak, ak znížite odpor na 0,1 Ohm, prúd bude stále 1A a napätie bude 0,1 V.

Voľnobeh je stav, keď nie je nič pripojené k terminálom zdroja energie. Potom môžeme povedať, že pri voľnobehu je zaťaženie veľmi veľké (nekonečné). Napätie sa bude zvyšovať až do prietoku prúdu 1A. V praxi môžete napríklad uviesť takúto situáciu, keď môžete zapáliť cievku automobilu.

Keď sa otvorí obvod napájania primárneho vinutia cievky, napätie na elektródach zapaľovacej sviečky stúpa, až kým jeho hodnota nedosiahne medzné napätie zapaľovacej medzery,potom prúdi iskra prúd a energia nahromadená v cievke sa rozptýli.

Stav skratu pre zdroj prúdu nie je núdzovou operáciou. V prípade skratu má záťaž zdroja napájania tendenciu k nule, t.j. je nekonečne malý. Napätie na výstupe zdroja prúdu bude potom vhodné pre tok daného prúdu a pridelený výkon je zanedbateľný.

Poďme na prax

Ak hovoríme o modernej nomenklatúre alebo názvoch, ktoré obchodníkom poskytujú skôr zdroje, než inžinieri, potom napájanie bežne sa nazýva zdroj napätia.

Tieto zahŕňajú:

• Nabíjačka pre mobilný telefón (v nich sa prevádza hodnota na požadovaný nabíjací prúd a napätie pomocou prevodníkov inštalovaných na doske nabíjacieho zariadenia).

• Napájacia jednotka prenosného počítača.

• Napájanie pre LED pásik.

Ovládač je aktuálny zdroj. Jeho hlavným využitím v každodennom živote je výživa jednotlivca LED a polia LED obaja majú bežný vysoký výkon od 0,5 wattu.

LED napájanie

Na začiatku článku bolo uvedené, že LED má veľmi vysoké požiadavky na energiu. Faktom je, že LED je napájaná prúdom. Je to kvôli prúdovo-napäťová charakteristika všetkých polovodičových diód, Pozrite sa na ňu.

Na obrázku I-V charakteristika diód rôznych farieb:

Tento tvar vetvy (v blízkosti paraboly) je spôsobený charakteristikami polovodičov a nečistôt, ktoré sa do nich zavádzajú, ako aj charakteristikami spojenia pn. Prúd, keď je napätie privádzané do diódy takmer nižšie ako prahová hodnota, nezvyšuje sa, alebo skôr je jeho rast zanedbateľný. Keď napätie na svorkách diódy dosiahne prahovú úroveň, prúd začne cez diódu prudko stúpať.

Ak prúd cez odpor rastie lineárne a závisí od jeho odporu a použitého napätia, potom nárast prúdu cez diódu tento zákon nedodržiava. A so zvýšením napätia o 1% sa prúd môže zvýšiť o 100% alebo viac.

Navyše v kovoch sa odpor zvyšuje so zvyšujúcou sa teplotou a v polovodičoch naopak odpor klesá a prúd sa začína zvyšovať.

Aby ste zistili príčiny, musíte ísť hlbšie do kurzu „Fyzikálne základy elektroniky“ a dozvedieť sa o druhoch nosičov poplatkov, medzere v pásme a ďalších zaujímavých veciach, ale nebudeme to robiť, stručne sme tieto otázky preskúmali. v článku o bipolárnych tranzistoroch.

V technických špecifikáciách je prahové napätie označované ako pokles napätia pri predpätí vpred pre biele LED, zvyčajne okolo 3 voltov.

Na prvý pohľad sa môže zdať, že v etape projektovania a výroby žiarovky je dosť odpory obmedzujúce prúd a nastaviť stabilné napätie na výstupe napájacieho zdroja a všetko bude v poriadku. Robia to na LED pásoch, ale napájajú sa zo stabilizovaných zdrojov energie a výkon LED použitých v pásoch je často * malý, desatiny alebo stotiny wattu.

* (ak nehovoríme o páskach a pásoch s 5730 LED diódami, ďalšie informácie o typoch LED diód SMD nájdete v článku - Typy, charakteristiky a označovanie LED diód SMD)

Výkonné LED diódy, ktoré sa odporúčajú napájať vodičmi, sa pomerne silne zahrievajú. Napríklad 1W LED sa zahrieva na teplotu nad 50 stupňov v priebehu niekoľkých 5-15 sekúnd prevádzky bez radiátora.

Ak je takáto LED napájaná vodičom so stabilným výstupným prúdom, potom keď je LED zahrievaná, prúd cez ňu sa nezvýši, ale zostane nezmenený a napätie na jej svorkách sa z tohto dôvodu mierne zníži.

A ak zo zdroja napájania (zdroj napätia) po zahriatí sa zvýši prúd, z ktorého bude vyhrievanie ešte silnejšie.

Je tu ešte jeden faktor - vlastnosti všetkých LED (ako aj iných prvkov) sú vždy odlišné.

Výber vodiča: vlastnosti, pripojenie

Pre správny výber ovládača sa musíte oboznámiť s jeho technickými charakteristikami, medzi ktoré patria:

• Menovitý výstupný prúd;

• Maximálny výkon;

• Minimálny výkon. Nie vždy je uvedené. Pravda je, že niektoré ovládače sa nespustia, ak je k nim pripojená záťaž menšia ako určitá energia.

V obchodoch často namiesto energie označujú:

• Menovitý výstupný prúd;

• Rozsah výstupného napätia vo forme (min.) V ... (max.) V, napríklad 3-15V.

• Počet pripojených LED, v závislosti od rozsahu napätia, sa zapisuje ako (min) ... (max), napríklad 1-3 LED.

Pretože prúd cez všetky prvky je pri sériovom pripojení rovnaký, LED diódy sú preto sériovo zapojené do vodiča.

Súčasne je nežiaduce (skôr nemožné) pripojenie LED na vodiča, pretože poklesy napätia na LED sa môžu mierne meniť a jedna bude preťažená a druhá naopak bude pracovať v nižšom nominálnom režime.

Neodporúča sa pripájať viac LED diód, ako je určené dizajnom vodiča. Faktom je, že každý zdroj energie má určitú maximálnu povolenú energiu, ktorú nemožno prekročiť. A keď je každá LED pripojená k stabilizovanému zdroju prúdu, napätie na jej výstupoch sa zvýši asi o 3V (ak je LED biela) a výkon sa ako obvykle rovná prúdu k napätiu.

Na základe toho vyvodzujeme závery na kúpu správneho ovládača pre LED, musíte určiť prúd, ktorý LED spotrebuje a napätie, ktoré na ne dopadá, a vybrať ovládač podľa parametrov.

Tento ovládač napríklad podporuje pripojenie až 12 vysokovýkonných diód LED na 1 W so spotrebným prúdom 0,4 A.

Ten vytvára prúd 1,5 A a napätie 20 až 39 V, čo znamená, že k nemu môžete pripojiť napríklad LED na 1,5 A, 32 - 36 V a výkon 50 W.

záver

Vodič je jedným z typov napájania, ktoré sú navrhnuté tak, aby poskytovali LED diódy daný prúd. V zásade nezáleží na tom, čo sa nazýva tento zdroj energie. Napájacie zdroje sa nazývajú napájacie zdroje pre pásiky LED s napätím 12 alebo 24 voltov, môžu vytvárať akýkoľvek prúd pod maximom. Znáte správne názvy, je nepravdepodobné, že by ste pri nákupe tovaru v obchodoch urobili chybu, a nebudete ho musieť meniť.

Comments

[#1 faza]

Pamätať))

[#2 Oleg]

Užitočný článok.

[#3 Oleg]

Ďakujeme za prehľadnú prezentáciu témy, ktorú vedúci zmäteli.

[#4 Anatoly]

Je to zrozumiteľné)) inak som podsvietil stôl pomocou arduina cez modul PWM, ku ktorému som pripojil napájací zdroj (!) Z vysielačky))), ale ukázalo sa to nemožné)) alebo nežiaduce.

[#5 Alex]

Neviem, čo mi „manažéri“ autorovi článku povedali „neznámi“))), ale tento článok sa zhreší s logickými a technickými nezrovnalosťami. Prečo tu autor pritiahol aj sviečky do auta - ja tomu vôbec nerozumiem. Pocit, že autor tomu nerozumie. Pri dobrom percentuálnom zastúpení 70 z tohto článku vyhoďte a nechajte s určitými pozmeňujúcimi a doplňujúcimi návrhmi iba „praktickú časť“, potom to bude pravdepodobne naozaj zrozumiteľné. „Teoretické“ informácie o súčasných zdrojoch a zdrojoch napätia by sa mali bez problémov vyhodiť, pretože hlúposť je úplná, keď sa posudzuje v súvislosti s hlavným problémom článku, s ktorým táto „teória“ nemá nič spoločné.
Jasným príkladom je zmienka o zapaľovacej cievke. A tu je aktuálny zdroj? S tým nemá nič spoločné a nemá to nič spoločné so súčasným zdrojom, úplne iným princípom.
V skutočnosti je všetko jednoduchšie.V praxi neexistujú žiadne zdroje prúdu ani zdroje napätia s vlastnosťami opísanými autormi. Existujú konvenčné zdroje energie s koncovým výkonom (môžeme hovoriť o menovitom výkone), ktoré produkujú napätie, ktoré poskytujú návrhári. Prúd bude závisieť od odporu záťaže a sily, ktorú tento zdroj energie dokáže dodať.
prostý skutočný zdroj prúdu (alebo napätie, ktoré je v podstate rovnaké v našom prípade) má nestabilné výstupné napätie, ktoré sa mení v závislosti od zaťažovacieho prúdu. Pomocou pomerne jednoduchého elektronického obvodu môžeme stabilizovať výstupné napätie zdroja energie alebo stabilizovať výstupný prúd.
S takýmto stabilizátorom vodič v zásade pracuje. Je potrebné tam, kde je napätie zdroja nestabilné a neustále sa mení, napríklad pri použití v aute, kde sa napätie generátora môže meniť a je zvyčajne vyššie ako vypočítaná hodnota 12V.
Tam, kde je potrebný stabilizátor prúdu a tam, kde je potrebné napätie, je špecifická otázka, zvyčajne sa používa stabilizácia napätia, je to jednoduchšie. A to je logickejšie pre osvetlenie, keď LED žiarovky už majú menovité napätie.

Môže sa použiť aj modul PWM a aktívne sa používa na nastavenie jasu, napríklad pri podsvietení monitorov a televízorov. Skutočnosť, že ide o „nežiaduce“ výrobcovia monitorov nič nevedia))) alebo nechcú vedieť, pretože je to najjednoduchší a najlacnejší spôsob.

Nemusí to byť také podrobné ako v článku))) a trochu chaotický, ale niekde príliš zjednodušené, ale (zdá sa mi) presnejšie.

[#6 Dmitry]

Úplne súhlasím s predchádzajúcim komentárom, tento článok nielen nevysvetľuje podstatu problému, ale je aj zavádzajúci!

[#7 Marat]

Článok je skutočne napísaný človekom, ktorý chápe, o čom píše (k čomu sa teraz zriedka). Osobne som dostal vyčerpávajúcu odpoveď na moju otázku. Ďakujem

[#8 Paul]

Ďakujeme za tento komentár! Koľko ľudí nečítalo popis toho, čo je súčasný zdroj, a všetky tieto opisy nesúhlasili s mojimi logickými závermi, a vďaka svojmu komentáru sa všetko spojilo, opísali ste súčasný zdroj presne tak, ako som to pochopil. Vyjadrujem svoju vďaku autorovi piateho komentára Alexa Galla.

[#9 Eugene]

Alexej, povedz mi, pre pásku s 12 V voltovými diódami ws2815, potrebujem ovládač s obmedzením prúdu alebo napájanie s obmedzením napätia? Zdá sa, že páska nemá žiadny rezistor obmedzujúci prúd?