Izračunavanje napona napajanja LED-a je nužan korak za svaki projekt električne rasvjete, a na sreću je to lako učiniti. Takva su mjerenja potrebna za izračunavanje snage LED dioda, jer morate znati njezinu struju i napon. Snaga LED-a izračunava se množenjem struje s 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 bi se osigurao ispravan rad LED elemenata.
LED rad
LED diode postoje u različitim bojama, postoje dvije i tri boje, trepere i mijenjaju boju. Kako bi korisnik mogao programirati slijed rada svjetiljke, koriste se različita rješenja koja izravno ovise o naponu napajanja LED-a. Za osvjetljavanje LED-a potreban je minimalni napon (prag), dok će svjetlina biti proporcionalna struji. Napon uključenLED se lagano povećava sa strujom jer postoji unutarnji 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 unutarnje 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.
Ovisnost napona o vrsti žarulje
S proliferacijom LED dioda visoke svjetline dizajniranih da osiguraju zamjenske svjetiljke za komercijalnu i unutarnju rasvjetu, postoji jednaka, ako ne i veća, proliferacija energetskih rješenja. Sa stotinama modela od desetaka proizvođača, postaje teško razumjeti sve permutacije LED ulaznih/izlaznih napona i vrijednosti izlazne struje/snage, a da ne spominjemo mehaničke dimenzije i mnoge druge značajke za zatamnjivanje, daljinsko upravljanje i zaštitu krugova.
Na tržištu postoji mnogo različitih LED dioda. Njihovu razliku određuju mnogi čimbenici u proizvodnji LED dioda. Poluvodički sastav je faktor, ali tehnologija izrade i inkapsulacija također igraju važnu ulogu u određivanju performansi LED-a. Prve LED diode bile su okruglekao modeli C (promjer 5 mm) i F (promjer 3 mm). Zatim su u implementaciju ušle pravokutne diode i blokovi koji kombiniraju nekoliko LED dioda (mreža).
Polukuglasti oblik je pomalo poput povećala koje određuje oblik svjetlosnog snopa. Boja elementa koji emitira poboljšava difuziju i kontrast. Najčešće oznake i oblik LED-a:
- A: crveni promjer 3 mm u držaču za CI.
- B: crveni promjer od 5 mm koji se koristi na prednjoj ploči.
- C: ljubičasta 5 mm.
- D: dvobojna žuta i zelena.
- E: pravokutni.
- F: žuta 3 mm.
- G: bijela visoka svjetlina 5 mm.
- H: crvena 3 mm.
- K- anoda: katoda, označena ravnom površinom u prirubnici.
- F: 4/100 mm anodna spojna žica.
- C: reflektirajuća šalica.
- L: zakrivljeni oblik koji djeluje poput povećala.
Specifikacija uređaja
Sažetak različitih LED parametara i napona napajanja nalazi se u specifikacijama prodavača. Prilikom odabira LED dioda za određene primjene, važno je razumjeti njihovu razliku. Postoji mnogo različitih LED specifikacija, od kojih će svaka utjecati na izbor određene vrste. Specifikacije LED-a temelje se na boji, U i struji. LED diode obično pružaju jednu boju.
Boja koju emitira LED je definirana u smislu njezine maksimalne valne duljine (lpk), što je valna duljina koja ima maksimalan izlaz svjetlosti. Tipično, varijacije procesa daju vršne promjene valne duljine do ±10 nm. Prilikom odabira boja u LED specifikaciji, vrijedi zapamtiti da je ljudsko oko najosjetljivije na nijanse ili varijacije boja oko žuto/narančaste regije spektra - od 560 do 600 nm. To može utjecati na izbor boje ili položaja LED dioda, što je izravno povezano s električnim parametrima.
LED struja i napon
Tijekom rada, LED diode imaju zadani pad U, što ovisi o korištenom materijalu. Napon napajanja LED dioda u svjetiljci također ovisi o trenutnoj razini. LED diode su uređaji koji se kontroliraju strujom, a razina svjetla je funkcija struje, povećanjem se povećava izlaz svjetla. Potrebno je osigurati da rad uređaja bude takav da maksimalna struja ne prelazi dopuštenu granicu, što može dovesti do prekomjernog odvođenja topline unutar samog čipa, smanjenja svjetlosnog toka i skraćivanja vijeka trajanja. Većina LED dioda zahtijeva vanjski otpornik za ograničavanje struje.
Neke LED diode mogu uključivati serijski otpornik, tako da je potreban napon za napajanje LED dioda. LED diode ne dopuštaju veliki inverzni U. Nikada ne smije prelaziti svoju navedenu maksimalnu vrijednost, koja je obično prilično mala. Ako postoji mogućnost obrnutog U na LED-u, onda je bolje ugraditi zaštitu u krug kako bi se spriječilo oštećenje. To obično mogu biti jednostavni diodni krugovi koji će pružiti odgovarajuću zaštitu za bilo koju LED diodu. Ne morate biti profesionalac da biste to dobili.
Napajanje za LED diode
Svjetleće LED diode se napajaju strujom, a njihov svjetlosni tok je proporcionalan struji koja teče kroz njih. Struja je povezana s naponom napajanja LED dioda u svjetiljci. Nekoliko dioda spojenih u nizu kroz njih teče jednaka struja. Ako su spojene paralelno, svaka LED dioda prima isti U, ali kroz njih teče različita struja zbog disperzijskog učinka na strujno-naponsku karakteristiku. Kao rezultat, svaka dioda emitira drugačiji izlaz svjetla.
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. Kako bi opskrbio reguliranu struju s dovoljnim U, LEC koristi elektronički modul koji se zove pokretač.
Postoje dva rješenja:
- Vanjski drajver instaliran izvan svjetiljke, sa sigurnosnim izuzetno niskim naponom.
- Unutarnji, ugrađen u svjetiljku, tj. podjedinicu s elektroničkim modulom koji regulira struju.
Ovaj upravljački program može se napajati na 230V (Klasa I ili Klasa II) ili Safety Extra Low U (Klasa III), kao što je 24V.
Prednosti odabira 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 zajamčila ista razina 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 vanjskom upravljačkom uređaju, tada bi preosjetljivi sigurnosni napon trebao biti mnogo veći.
- Integracija drajvera unutar lampiona omogućuje potpunu instalaciju sustava sa sigurnosnim ekstra niskim naponom (SELV), bez obzira na broj izvora svjetlosti.
- Pouzdanija instalacija u standardu ožičenja za LED svjetiljke spojene paralelno. Driveri pružaju dodatnu zaštitu, posebice od porasta temperature, što jamči dulji vijek trajanja uz poštivanje napona napajanja LED dioda za različite vrste i struje. Sigurnije puštanje u rad.
- Integriranje LED napajanja u upravljački program izbjegava pogrešno rukovanje na terenu i poboljšava njihovu sposobnost da izdrže vruće priključenje. Ako korisnik spoji samo LED svjetlo na vanjski upravljački program koji je već uključen, to može uzrokovati prenapon LED dioda kada su spojene i stoga ih uništiti.
- Jednostavno održavanje. Svi tehnički problemi lakše su vidljivi u LED svjetiljkama s izvorom napona.
Odvođenje snage i topline
Kada je pad U preko otpora važan, morate odabrati pravi otpornik koji može raspršiti potrebnu snagu. Potrošnja20 mA može se činiti niskim, ali izračunata snaga sugerira drugačije. Tako, na primjer, za pad napona od 30 V, otpornik mora raspršiti 1400 ohma. Izračun rasipanja snage P=(Ures x Ures) / R, gdje:
- P - vrijednost snage raspršene otpornikom, koja ograničava struju u LED-u, 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 bi također prebrzo otkazao. U ovom slučaju, dva otpornika od 2700Ω/0,5W (ili dva otpornika od 690Ω/0,5W u seriji) moraju biti spojena paralelno radi ravnomjerne raspodjele rasipanje topline.
Upravljanje toplinom
Pronalaženje optimalne snage za vaš sustav pomoći će vam da saznate više o kontroli topline potrebnoj za pouzdan rad LED-a, budući da LED diode stvaraju toplinu koja može biti vrlo štetna za uređaj. Previše topline će uzrokovati da LED diode proizvode manje svjetla i također skratiti životni vijek. Za LED od 1 vata, preporuča se tražiti hladnjak od 3 četvorna inča za svaki vat LED diode.
Trenutno, LED industrija raste prilično brzim tempom i važno je znati razliku u LED diodama. Ovo je općenito pitanje jer proizvodi mogu varirati od vrlo jeftinih do skupih. Morate biti oprezni kada kupujete jeftine LED diode, jer mogu raditi.izvrsno, ali, u pravilu, ne rade dugo i brzo izgaraju zbog loših parametara. U proizvodnji LED dioda, proizvođač u putovnicama navodi karakteristike s prosječnim vrijednostima. Iz tog razloga kupci ne znaju uvijek točne karakteristike LED dioda u smislu lumena, boje i napona.
Određivanje napona naprijed
Prije nego što saznate napon napajanja LED-a, postavite odgovarajuće postavke multimetra: struju i U. Prije testiranja, postavite otpor na najvišu vrijednost kako biste izbjegli pregorjevanje LED-a. To se može učiniti jednostavno: stegnite vodove multimetra, podesite otpor dok struja ne dosegne 20 mA i popravite napon i struju. Za mjerenje prednjeg napona LED dioda trebat će vam:
- LEDs za testiranje.
- Izvor U LED s parametrima višim od LED-a konstantnog napona.
- Multimetar.
- Aligator stezaljke za držanje LED-a na ispitnim vodovima kako bi se odredio napon napajanja LED dioda u rasvjetnim tijelima.
- Žice.
- 500 ili 1000 ohma varijabilni otpornik.
Primarna struja plave LED diode bila je 3,356 V na 19,5 mA. Ako se koristi napon od 3,6 V, vrijednost otpornika za korištenje izračunava se po formuli R=(3,6 V-3,356 V) / 0,0195 A)=12,5 ohma. 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 istosmjerne struje od 350 mA može biti malo nezgodna jer kada se brzo zagriju, U drastično pada. To znači da će struja biti veća za zadanu 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 ugađanja ili za povezivanje promjenjivog otpornika višeg i nižeg raspona u seriju.
Alternativna definicija napona
Prvi korak za izračunavanje potrošnje energije LED dioda je određivanje napona LED-a. Ako pri ruci nema multimetra, možete proučiti podatke proizvođača i pronaći putovnicu U LED bloka. Alternativno, možete procijeniti U na temelju boje LED dioda, na primjer, napon napajanja bijele LED diode je 3,5 V.
Nakon što se izmjeri LED napon, određuje se struja. Može se izmjeriti izravno 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 u vatima. Možda će biti potrebne konverzije jedinica. Kada radite ove izračune, zapamtite da je 1000 miliwata jednako jednom vatu, a 1000 miliampera jednako jednom amperu.
LED test s multimetrom
Da biste testirali LED i saznali radi li i koju boju odabrati - koristi se multimetar. Mora imati funkciju testiranja diode, što je označeno simbolom diode. Zatim, radi testiranja, pričvrstite mjerne kabele multimetra na noge LED-a:
- Spojite crni kabel na katodu (-) i crveni kabel na anodu (+), ako korisnik pogriješi, LED ne svijetli.
- Spajaju malu struju senzorima i ako vidite da LED lagano svijetli, onda radi.
- Kada provjeravate multimetar, morate uzeti u obzir boju LED-a. Na primjer, test žute (jantarne) LED diode - prag praga LED diode je 1636 mV ili 1,636 V. Ako se testira bijela LED ili plava LED, napon praga je veći od 2,5 V ili 3 V.
Za testiranje diode, indikator na zaslonu mora biti između 400 i 800 mV u jednom smjeru i ne mora se prikazivati u suprotnom smjeru. Normalne LED diode imaju prag U kako je opisano u donjoj tablici, ali za istu boju mogu imati značajne razlike. Maksimalna struja je 50 mA, ali se preporuča da ne prelazi 20 mA. Na 1-2 mA diode već dobro svijetle. LED indikator praga U
| tip LED | V do 2 mA | V do 20 mA |
| Infracrveno | 1, 05 | 1.2 |
| Crvena LED napon napajanja | 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 postigle značajan napredak. Postoje stotine modela, promjera 3 mm i 5 mm. Postoje snažnije diode promjera 10 mm ili u posebnim slučajevima, kao i diode za montažu na tiskanu ploču dužine do 1 mm.
Pokretanje LED dioda iz AC napajanja
LED se općenito smatraju DC uređajima, koji rade na nekoliko volti istosmjerne struje. U aplikacijama male snage s nekoliko LED dioda ovo je sasvim prihvatljiv pristup, kao što su mobilni telefoni koji se napajaju DC baterijom, ali druge aplikacije kao što je sustav linearne trake koja se proteže oko zgrade 100 m ne može funkcionirati s ovim rasporedom.
DC pogon pati od gubitaka 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 s kilovolta koji se koriste u dalekovodima, što je mnogo problematičnije za DC. Pokretanje bilo koje vrste LED-a s mrežnim naponom (npr. 120 V AC) zahtijeva elektroniku između napajanja i samih uređaja kako bi osigurala konstantan U (npr. 12 V DC). Mogućnost pokretanja više LED dioda je važna.
Lynk Labs je razvio tehnologiju koja vam omogućuje napajanje LED-a iz izmjeničnog napona. Novi pristup je razviti AC LED diode kojima se može upravljati izravno iz izvora izmjenične struje. Mnogi samostalni LED uređaji jednostavno imaju transformator između zidne utičnice i uređaja kako bi osigurali potrebnu konstantu U.
Nekoliko tvrtki razvilo je LED žarulje koje se ušrafljuju izravno u standardne utičnice, ali one uvijek sadrže i minijaturne sklopove koji pretvaraju izmjeničnu struju u istosmjernu prije nego što se napajaju LED diodama.
Standardna crvena ili narančasta LED 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, ružičastu ili bijelu ovaj napon je približno 3,0 do 3,6 V. Donja tablica navodi neke tipične napone. Vrijednosti u zagradama odgovaraju najbližoj normaliziranojvrijednosti u seriji E24.
Specifikacije napona napajanja za LED diode prikazane su u donjoj tablici.
Simboli:
- STD - standardna LED;
- HL - LED visoke svjetline;
- FC - niska potrošnja.
Ovi podaci su dovoljni da korisnik samostalno odredi potrebne parametre uređaja za projekt rasvjete.
