Mi a különbség a LED-ek tápegysége és meghajtója között: elmélet és gyakorlat, minden, amit tudnod kell

A szerző megjegyzése: „A hálózat meglehetősen nagy mennyiségű információval rendelkezik a LED-termékek teljesítményéről, de amikor elkészítettem a cikk anyagát, sok abszurd információt találtam a keresőmotorok eredményeinek tetején található webhelyeken. Ebben az esetben az elméleti alapvető információk és fogalmak hiányoznak vagy nem megfelelőek. "

A LED-ek a mai leggyakoribb fényforrások közül a leghatékonyabbak. A problémák a hatékonyság mögött is vannak, például a tápláló áram stabilitásának magas követelménye, valamint a komplex hőkezelési feltételek (magas hőmérsékleten) rossz toleranciája. Ez a feladat ezeknek a problémáknak a megoldására. Lássuk, hogyan különböznek az energiaellátás és a meghajtó fogalmai. Először nézzük át az elméletet.

Áramforrás és feszültségforrás

Tápegység az elektronikus eszköz vagy más elektromos berendezés olyan részének általános neve, amely a berendezés tápellátására és szabályozására szolgál. Elhelyezhető külön-külön a készüléken belül és kívül is.

sofőr - a speciális áramforrás, kapcsoló vagy energiaszabályozó általános neve az egyes elektromos berendezésekre.

Az energiaforrásoknak két fő típusa van:

• Feszültségforrás.

• Jelenlegi forrás.

Nézzük meg a különbségeket.

Feszültségforrás - ez egy olyan energiaforrás, amelynek kimenete a feszültséget nem változtatja meg, amikor a kimeneti áram megváltozik.

Ideális feszültségforrás esetén a belső ellenállás nulla, és a kimeneti áram végtelenül nagy lehet. A valóságban a helyzet más.

Bármelyik feszültségforrásnak belső ellenállása van. Ebben a tekintetben a feszültség kissé eltérhet a névlegestől, ha erős terhelést csatlakoztatnak (erős - alacsony ellenállás, nagy fogyasztási áram), és a kimeneti áramot a belső eszköz határozza meg.

Valódi feszültségforrás esetén a vészhelyzeti üzemmód rövidzárlati üzemmód. Ebben az üzemmódban az áram hirtelen növekszik, csak az áramforrás belső ellenállása korlátozza. Ha az áramellátás nem rendelkezik rövidzárvédelemmel, akkor meghibásodik

Jelenlegi forrás - ez egy olyan energiaforrás, amelynek árama továbbra is beállítva marad, függetlenül a csatlakoztatott terhelés ellenállásától.

Mivel a jelenlegi forrás célja az adott aktuális szint fenntartása. A vészhelyzeti üzemmód alapjárati üzemmódban van.

Ha egyszerű szavakkal magyarázza meg az okot, a helyzet a következő: Tegyük fel, hogy 1 ohmos terhelést csatlakoztatott 1 ohm ellenállásra az áramforráshoz, akkor a kimenő feszültségét 1 V-ra állítja. 1 W teljesítmény fog kiemelkedni.

Ha növeli a terhelési ellenállást, mondjuk, 10 ohmig, akkor az áram 1A lesz, és a feszültséget már 10V-ra állítja. Tehát 10 W teljesítmény kerül kiosztásra. És fordítva: ha az ellenállást 0,1 Ohm-ra csökkenti, akkor az áram továbbra is 1A lesz, a feszültség pedig 0,1 V lesz.

Üresjárat az az állapot, amikor semmi nincs csatlakoztatva az áramforrás kivezetéseihez. Akkor elmondhatjuk, hogy alapjáraton a terhelési ellenállás nagyon nagy (végtelen). A feszültség addig növekszik, amíg 1A áram áramlik. A gyakorlatban egy ilyen helyzetre példát hozhat egy autó gyújtótekercsével.

A gyújtógyertya elektródáin a feszültség, amikor a tekercs primer tekercsének tápfeszültség áramköre kinyílik, addig növekszik, amíg az értéke el nem éri a szikraköz bontási feszültségét,ezután az áram áramlik a szikraön, és a tekercsben felhalmozódott energia eloszlik.

Az áramforrás rövidzárlatának feltétele nem vészművelet. Rövidzárlat esetén a tápegység terhelési ellenállása nullára esik, azaz végtelenül kicsi. Akkor az áramforrás kimenetén a feszültség megfelelő lesz az adott áram áramlásához, és a kiosztott teljesítmény elhanyagolható.

Menjünk tovább a gyakorlatba

Ha olyan modern nómenklatúráról vagy nevekről beszélünk, amelyeket az energiaforrásoknak a marketingszakemberek, nem pedig a mérnökök adnak, akkor az tápegység általában feszültségforrásnak nevezik.

Ide tartoznak:

• Mobiltelefon töltője (ezekben az értékek átalakítását a szükséges töltési áramra és feszültségre a töltőkészülék fedélzetére telepített konverterek hajtják végre).

• A laptop tápegysége.

• Tápegység LED-szalaghoz.

A meghajtó az aktuális forrás. Legfontosabb felhasználása a mindennapi életben az egyén táplálása LED-ek és LED-elrendezések mindkettő normál nagyteljesítményű, 0,5 watttól kezdve.

LED-teljesítmény

A cikk elején megemlítették, hogy a LED energiaigénye nagyon magas. A helyzet az, hogy a LED áramellátással rendelkezik. Ennek oka: az összes félvezető dióda áramerősség-jellemzői. Vessen egy pillantást rá.

A képen a különböző színű diódák I-V jellemzői:

Az elágazásnak ez a formája (közel egy parabolához) a félvezetők és a bennük lévő szennyeződések tulajdonságainak, valamint a pn-csomópont jellemzőinek köszönhető. Az áram, amikor a diódára alkalmazott feszültség csaknem kisebb, mint a küszöbérték, nem növekszik, inkább növekedése elhanyagolható. Amikor a dióda kivezetésein a feszültség eléri a küszöbszintet, akkor az áram hirtelen növekszik a diódán keresztül.

Ha az ellenálláson áthaladó áram lineárisan növekszik, és az ellenállásától és az alkalmazott feszültségetől függ, akkor a dióda által leadott áram növekedése nem felel meg ennek a törvénynek. És ha a feszültség 1% -kal növekszik, az áram 100% -kal vagy annál tovább növekedhet.

Ráadásul a fémekben az ellenállás növekszik a hőmérséklet emelkedésével, a félvezetőkben éppen ellenkezőleg, az ellenállás csökken, és az áram növekedni kezd.

Ennek okának megismerése érdekében mélyebben kell bemennie a „Elektronika fizikai alapjai” kurzusra, és meg kell tudnia a töltő hordozók típusairól, a sávrésről és más érdekes dolgokról, de ezt nem fogjuk megtenni, ezeket a kérdéseket röviden megvizsgáltuk. a bipoláris tranzisztorokról szóló cikkben.

A műszaki specifikációkban a küszöbfeszültséget feszültségcsökkenésként jelzik az előrehaladásban, fehér LED-ek esetén, általában körülbelül 3 volt.

Első pillantásra úgy tűnhet, hogy elegendő a lámpa tervezési és gyártási szakaszában áramkorlátozó ellenállások állítson be stabil feszültséget a tápegység kimenetén, és minden rendben lesz. Ezt LED-csíkokon csinálják, de stabilizált áramforrásokból táplálják őket, és a csíkokban használt LED-ek teljesítménye gyakran * kicsi, watt tized vagy századja.

* (ha nem az 5730 LED-es szalagokról és szalagokról beszélünk, akkor az SMD LED-ek típusairól bővebben a cikkben olvashat - Az SMD LED-ek típusai, jellemzői és címkézése)

Az erőteljes LED-ek, amelyeket a járművezetőknek ajánlott táplálni, meglehetősen erősen melegítik. Például egy 1 W-os LED 50 ° C feletti hőmérsékletre melegíthető néhány 5-15 másodperc működés közben, radiátor nélkül.

Ha egy ilyen LED-et egy stabil kimeneti árammal rendelkező meghajtó hajt, akkor a LED melegítésekor a rajta áthaladó áram nem növekszik, hanem változatlan marad, és ennek kapcsán a feszültsége kissé csökken.

És ha a tápegységből (feszültségforrás) a melegítés után nő az áram, ahonnan a fűtés még erősebb lesz.

Van még egy tényező - az összes LED (és más elem) jellemzői mindig különböznek.

A vezető választása: jellemzők, csatlakozás

A megfelelő járművezető-választáshoz meg kell ismerkednie annak műszaki jellemzőivel, a következők főek:

• Névleges kimeneti áram;

• Maximális teljesítmény;

• Minimális teljesítmény. Nem mindig jelölve. A helyzet az, hogy néhány illesztőprogram nem indul el, ha egy bizonyos teljesítménynél kisebb teher van csatlakoztatva hozzájuk.

Gyakran az üzletekben a hatalom helyett a következőket jelzik:

• Névleges kimeneti áram;

• A kimeneti feszültség tartománya (min.) V ... (max.) V formájában, például 3-15 V.

• A csatlakoztatott LED-ek száma a feszültségtartománytól függően (min) ... (max), például 1-3 LED.

Mivel az összes elem közötti áram azonos, ha sorosan csatlakoztatják, ezért a LED-eket sorosan csatlakoztatják a meghajtóhoz.

Ezzel párhuzamosan nem kívánatos (meglehetősen lehetetlen) a LED-ek csatlakoztatása a meghajtóhoz, mert a LED-ek feszültségcsökkenése kissé eltérhet, és az egyik túlterhelt, a másik ellenkezőleg alacsonyabb névleges üzemmódban fog működni.

Nem ajánlott több LED csatlakoztatása, mint amit a meghajtó kialakítása határoz meg. A helyzet az, hogy bármely energiaforrás rendelkezik egy bizonyos megengedett maximális energiával, amelyet nem szabad túllépni. És minden egyes stabilizált áramforráshoz csatlakoztatott LED esetén a kimeneti feszültség kb. 3 V-tal növekszik (ha a LED fehér), és a teljesítmény - mint általában - megegyezik a feszültséghez viszonyított árammal.

Ennek alapján következtetéseket vonunk le a LED-ekhez tartozó megfelelő meghajtó megvásárlásához, meg kell határoznunk a LED-ek által fogyasztott áramot és a rájuk eső feszültséget, és a paramétereknek megfelelően meg kell választanunk a meghajtót.

Például ez a meghajtó támogatja legfeljebb 12 nagy teljesítményű LED csatlakoztatását 1W-nként, 0,4A fogyasztási árammal.

Ez 1.5A áramot és 20-39 V feszültséget eredményez, ami azt jelenti, hogy csatlakoztatható hozzá, például egy 1.5A, 32-36 V feszültségű és 50 W teljesítményű LED-et.

következtetés

A meghajtó az egyik olyan típusú tápegység, amelyet úgy terveztek, hogy a LED-eket egy adott árammal látják el. Alapvetően nem számít, hogy ezt az áramforrást nevezik. A tápegységeket 12 vagy 24 voltos LED-es szalagok tápegységének nevezzük, bármilyen áramot képesek előállítani a maximális alatt. Ha ismeri a helyes neveket, akkor valószínűleg nem hibázik, amikor árukat vásárol az üzletekben, és nem kell megváltoztatnia.

Comments

[#1 Faza]

Emlékezz))

[#2 Oleg]

Hasznos cikk.

[#3 Oleg]

Köszönöm a téma tiszta bemutatását, amelyet a vezetők összezavartak.

[#4 Anatolij]

Érthető ()) egyébként az asztal háttérvilágítását az arduinoval a PWM modulon keresztül végeztem, amelyhez a tápegységet csatlakoztattam (!) A walkie-talkie-ből))), de lehetetlennek tűnik)) vagy nem kívánatos.

[#5 Alex gall]

Nem tudom, mit mondtak nekem az ismeretlen "vezetők" a cikk szerzőjének))), de ez a cikk logikai és technikai következetlenségekkel bűnös. Miért húzta ide a szerző autó gyertyákat is - egyáltalán nem értem. Az az érzés, hogy a szerző ezt sem érti. A cikk 70 százalékának megfelelő százalékában dobja ki és hagyja csak a „gyakorlati részt” néhány módosítással, akkor valószínűleg valóban érthető lesz. Az áramforrásokkal és a feszültségforrásokkal kapcsolatos „elméleti” információkat hiba nélkül ki kell dobni, mivel a hülyeség teljes, ha a cikk fő kérdésével összefüggésben vesszük figyelembe, amelynek ennek az „elméletnek” semmi köze sincs.
Ennek élénk példája a gyújtótekercs említése. És itt van a jelenlegi forrás? Nincs köze hozzá, és semmi köze nincs a jelenlegi forráshoz, egy teljesen más elv.
Valójában minden egyszerűbb.Nincs olyan áramforrás vagy feszültségforrás, amely a szerzők által a gyakorlatban leírt tulajdonságokkal rendelkezik. Vannak olyan hagyományos tápegységek, amelyek végső energiát tartalmaznak (névleges teljesítményről beszélhetünk), amelyek előállítják a tervezők által biztosított feszültséget. Az áram függ a terhelési ellenállástól és az energiafogyasztástól, amelyet ez az energiaforrás képes szolgáltatni.
egyszerű valódi az áramforrás (vagy a feszültség, amely alapvetően ugyanaz a mi esetünkben) instabil kimeneti feszültséggel rendelkezik, amely a terhelési áramtól függően változik. Meglehetősen egyszerű elektronikus áramkör segítségével stabilizálhatjuk az áramforrás kimeneti feszültségét vagy a kimeneti áramot.
Alapvetően a vezető egy ilyen stabilizátorral is működik. Erre akkor van szükség, ha a forrás feszültsége instabil és állandóan változik, például autóban történő használat esetén, ahol a generátor feszültsége megváltozhat, és általában magasabb, mint a számított 12 V.
Ha egy aktuális stabilizátorra van szükség, és ahol különösen feszültségre van szükség, akkor általában feszültségstabilizálást használnak, ez könnyebb. Logikusabb a világítás, ha a LED-lámpák már bizonyos feszültségre vannak besorolva.

A PWM modul is használható, és aktívan használható a fényerő beállításához, például a monitorok és a TV-k háttérvilágításakor. Az a tény, hogy ez a "nemkívánatos" monitorok gyártói semmit sem tudnak))) vagy nem akarnak tudni, mert ez a legegyszerűbb és legolcsóbb módszer.

Lehet, hogy nem olyan részletes, mint a cikkben))) és kissé rendetlen, de valahol túl egyszerűbb, de (számomra úgy tűnik) pontosabban.

[#6 Dmitry]

Teljes mértékben egyetértek az előző kommentálással, a cikk nemcsak nem magyarázza meg a kérdés lényegét, hanem félrevezető is!

[#7 Marat]

A cikket valóban olyan ember írta, aki megérti, miről ír (ez ritkán fordul elő most). Személyesen kimerítő választ kaptam a kérdésemre. Köszönöm

[#8 Paul]

Köszönöm a megjegyzést! Hányan nem olvasták a leírást arról, hogy mi a jelenlegi forrás, és az összes leírás nem értett egyet logikus következtetéseimmel, és a véleményednek köszönhetően minden összejött, pontosan úgy írta le a jelenlegi forrást, ahogy megértettem. Szeretnék köszönetet mondani az ötödik megjegyzés írójának, Alex Gallnak.

[#9 Eugene]

Aleksej, mondd, ws2815 12 voltos diódákkal rendelkező szalaghoz szükségem van-e áramkorlátozott meghajtóra vagy feszültségkorlátozott tápegységre? Úgy tűnik, hogy a szalagnak nincs áramkorlátozó ellenállása?