Ele-prof.ru

Электро отопление
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Мощные сверхяркие светодиоды; особенности монтажа, питания, конструкции

Мощные сверхяркие светодиоды — особенности монтажа, питания, конструкции

Осветительными приборами, где в качестве источников света используются сверхяркие светодиоды, уже никого не удивишь. Спрос на такие устройства неизменно растет, это напрямую связано с низким энергопотреблением этих приборов. Учитывая, что на освещение тратится около 25-35% потребляемой электроэнергии, экономия будет весьма ощутимой.

Различные виды сверхярких светодиодных источников освещения

Различные виды сверхярких светодиодных источников освещения

Но учитывая относительно высокую стоимость сверхярких светодиодов, в силу их конструктивных особенностей, говорить о полном переходе на этот тип освещения еще не своевременно. По мнению специалистов, этот процесс займет от 5 до 10 лет, именно столько понадобится на отладку и внедрение новых технологий.

Кратко об эффективности

Эффективностью осветительного прибора принято считать соотношение вырабатываемого светового потока (измеряется в люменах) к потребляемой электроэнергии (ватт). Качественная лампа с нитью накала имеет эффективность около 16 люменов на ватт, флуоресцентная (энергосберегающая) — в четыре раза больше (64 лм/Вт), для длинных дневных ламп этот показатель в районе 80 лм/Вт.

КПД сверхярких светодиодов, выпускающихся массово на текущий момент, примерно такой же, как у ламп дневного света. Обратите внимание, что мы говорим именно про массовую продукцию. Что касается теоретического предела для сверхярких светодиодных источников, то он определен порогом в 320 лм/Вт.

Как обещают многие производители, в ближайшие несколько лет КПД можно будет повысить до уровня 213 лм/Вт.

Влияние особенностей конструкции на стоимость

Для изготовления сверхярких светодиодных источников света может применяться один из двух способов:

  • чтобы получить свет, близкий по спектру к белому, используются три кристалла установленных в одном корпусе. Один красный, второй синий и третий зеленый;
  • применяется кристалл, излучающий в голубом или ультрафиолетовом спектре, он подсвечивает линзу покрытую люминофором, в результате излучение преобразуется в свет, близкий по спектру к природному.

Не смотря на то, что первый вариант более эффективен, его реализация обходится несколько дороже, что отрицательно отражается на распространенности. Помимо этого спектр света, излучаемый таким источником, отличается от природного.

У приборов, изготовленных по второй технологии, меньше эффективность. Стоит также учитывать, что люминофор содержит в себе сложный по составу композит на основе церия и иттрия, которые сами по себе стоят недешево. Собственно, этим и объясняется относительно высокая стоимость сверхярких светодиодов белого света. Конструкция такого устройства показана на рисунке.

Устройство сверхяркого светодиода

Устройство сверхяркого светодиода

Обозначения:

  • А – печатный проводник;
  • В – основание с повышенной теплопроводимостью;
  • C – защитный корпус устройства;
  • D – паста-припой;
  • E – кристалл светодиода, излучающий ультрафиолетовый или голубой свет;
  • F –люминофорное покрытие;
  • G – клей (может быть заменен эвтектическим сплавом);
  • H – провод, соединяющий кристалл и вывод;
  • K – отражатель;
  • J – теплоотводящее основание;
  • L – вывод питания;
  • M – диэлектрическая прослойка.

Особенности монтажа

На работу сверхярких светодиодов оказывает влияние степень нагрева кристалла и самого p-n перехода. От первого напрямую зависит срок эксплуатации устройства, от второго – уровень светового потока. Поэтому для длительной службы сверхярких светодиодов необходимо организовать надежный теплоотвод, делается это при помощи радиатора.

Следует принять во внимание, что теплопроводящие основания этих полупроводников, как правило, проводят электричество. Поэтому когда устанавливается несколько элементов на один радиатор, следует позаботиться о надежной электроизоляции оснований.

Хороший теплоотвод значительно увеличивает срок службы сверхярких светодиодов

Хороший теплоотвод значительно увеличивает срок службы сверхярких светодиодов

Остальные правила монтажа практически такие же, как у обычных диодов, то есть необходимо соблюдение полярности, как при установке самой детали, так и подключении питания.

Особенности питания

Учитывая относительно высокую стоимость сверхярких светодиодов, очень важно использовать для их работы надежные и качественные источники питания, поскольку эти полупроводниковые элементы критичны к токовой перегрузке.

После нештатного режима прибор может остаться работоспособным, но мощность излучаемого светового потока существенно сократится. Помимо этого такой элемент с большой вероятностью станет причиной поломки и других, совместно подключенных светодиодов.

Прежде, чем говорить о драйверах для сверхярких светодиодов, коротко расскажем об особенностях их питания. В первую очередь необходимо принять во внимание следующие факторы:

  • мощность светового потока, излучаемая этими элементами, напрямую зависит от величины протекающего через них электротока;
  • для сверхярких светодиодов характерна нелинейная ВАХ (вольт-амперная характеристика);
  • температура оказывает сильное влияние на ВАХ этих полупроводниковых приборов.

Ниже показано изменение ВАХ при температуре полупроводникового элемента (сверхяркий smd-светодиод) 20 °С и 70 °С.

Изменение характеристик от влияния температуры

Изменение характеристик от влияния температуры

Как видно из графика, при подаче на полупроводник стабильного напряжения величиной 2 В, электроток, проходящий через него, меняется в зависимости от температуры. При нагреве кристалла 20°С он будет равен 14 мА, когда температура повысится до 70°С, этот параметр будет соответствовать 35 мА.

Результатом такой разницы будет изменение мощности светового потока при одном и том же питающем напряжении. Исходя из этого, необходимо стабилизировать не напряжение, а электроток, проходящий через полупроводник.

Читайте так же:
Samsung ue28f4020 уменьшить ток подсветки

Такие блоки питания называются светодиодными драйверами, они представляют собой обычные стабилизаторы тока. Это устройство можно приобрести готовое или собрать самостоятельно, в следующем разделе мы приведем несколько типичных схем драйверов.

Самодельный светодиодный драйвер

Предоставим вашему вниманию несколько вариантов драйверов на основе специализированных микросхем компании Monolithic Power System, использование которых существенно упрощает конструкцию. Схемы приводятся в качестве примера, полное описание типового включения можно найти в даташит на микросхемы.

Вариант первый на базе понижающего преобразователя МР4688.

Пример включения МР4688

Пример включения МР4688

Данный драйвер может работать с напряжениями от 4,5 до 80 В, порог максимального выходного электротока 2 А, что позволяет запитать светильник на сверхярких светодиодах большой мощности. Уровень электротока, проходящего через светодиоды, регулируется сопротивлением RFB . Реализация ШИМ-диммирования с частотой 20 кГц позволяет плавно изменять протекающий через светодиод электроток.

Второй вариант драйвера на базе микросхемы МР2489. Ее компактный корпус (QFN8 или TSOT23-5) делает возможным размещение драйвера в цоколе MR16, используемый галогенными лампами, что позволяет заменить последние светодиодными. Типовая схема подключения МР2489 показана на рисунке.

Драйвер на базе МР2489

Драйвер на базе МР2489

Приведенная выше схема позволяет включать два параллельных светодиода, у каждого из которых рабочий ток 350 мА.

Последний вариант драйвера на базе микросхемы МР3412, который может быть использован в переносных фонариках. Отличительная особенность такой схемы – возможность работы от пальчикового элемента питания АА.

Драйвер для фонарика на базе МР3412

Драйвер для фонарика на базе МР3412

Светодиоды видимого спектра15137

Светодиоды круглые

Светодиоды видимого спектра — светоизлучающие полупроводниковые приборы, популяризация которых находится вне конкуренции на рынке осветительных приборов. Многочисленный ассортимент светодиодной продукции известных производителей Betlux, Kingbright, Cree, Протон, ЗАО «Оптоган» разделяет массу изделий на типы и группы, в свою очередь, определяющие мощность, конструктивное исполнение, и цвет свечения.

Наиболее распространенные — круглые светодиоды, уже давно пустившие корни в производстве различных осветительных приборов. Сверхъяркие светодиоды белого свечения в портативных фонарях давно сменили прожорливые лампы накаливания, светодиоды с большим углом рассеивания незаменимы в уличной рекламе, новогодние гирлянды, подсветка витражей и витрин, дорожные знаки, электронные табло, медицинские и измерительные приборы, это далеко не полный перечень применения круглых светодиодов. Подобрать необходимый компонент Вам поможет перечень основных параметров: цвет свечения, длина волны, размер линзы, видимый телесный угол свечения, сила света, рабочий ток и напряжение питания.

Чип-SMD светодиоды — керамические светодиоды для поверхностного монтажа, современный тип изделий с большим углом рассеивания, широко применяющийся в портативной микроэлектронике для подсветки клавиатур и дисплеев, а так же, для изготовления светодиодных лент и осветительных ламп. Данные компоненты характеризуются своим типоразмером, цветом свечения и силой света, что необходимо учитывать при подборе из каталога.

Светодиоды «Пиранья», не смотря на свое ядовитое название, обладают многими положительными характеристиками. Большой угол рассеивания, за счет имеющейся в конструкции линзы, жесткое конструктивное исполнение с четырьмя выводами, что выполняет надежный монтаж на печатную плату, высокая яркость свечения кристалла, более длительный срок службы. Эти характеристики свойственны применению светодиодов «Пиранья» в автоэлектрике, световых коробах наружной рекламы.

Мощные светодиоды компании Betlux охарактеризовали себя, как источники яркого света для изготовления светильников и прожекторов, и являются альтернативной заменой люминесцентных и галогенных ламп.

Белые светодиодные модули компании ЗАО «Оптоган » характеризуются матричной сборкой из множества единичных элементов, соединенных между собой последовательно/параллельно, создавая мощный источник света, не заменимый в промышленном и архитектурном освещении. Параметры модулей зависят от их конфигураций (квадрат или прямоугольник), количества включенных элементов, максимального рабочего тока, угла рассеивания, напряжения питания, цвета свечения (холодный или теплый).

Разновидностью светодиодных матриц являются световые полосы, шкалы. Пластиковый прямоугольный корпус линейной шкалы разделен на сектора, линейка размещенных в них светодиодов, излучают прямой свет через матовые выходные окна. Такие конструкции с успехом зарекомендовали себя для построения светодиодных индикаторов выходной мощности усилителей НЧ, например, тип изделия DC -7 G 3 HWA.

Посмотреть и купить товар вы можете в наших магазинах в городах: Москва, Санкт-Петербург, Алматы, Архангельск, Астрахань, Барнаул, Белгород, Владимир, Волгоград, Вологда, Воронеж, Гомель, Екатеринбург, Иваново, Ижевск, Казань, Калуга, Кемерово, Киров, Кострома, Краснодар, Красноярск, Курган, Курск, Липецк, Минск, Набережные Челны, Нижний Новгород, Новосибирск, Омск, Орёл, Пенза, Пермь, Псков, Ростов-на-Дону, Рязань, Самара, Саранск, Саратов, Смоленск, Ставрополь, Тверь, Томск, Тула, Тюмень, Уфа, Чебоксары, Челябинск, Ярославль.
Доставка в пункты выдачи заказов Pickpoint, OZON, Boxberry, DPD, CDEK, «Связной», а также Почтой России в следующие города: Тольятти, Иркутск, Хабаровск, Владивосток, Махачкала, Оренбург, Новокузнецк, Чебоксары, Калининград, Улан-Удэ, Сочи, Брянск, Сургут, Нижний Тагил, Чита, Владикавказ, Грозный, Мурманск, Тамбов, Петрозаводск, Нижневартовск, Новороссийск, Йошкар-Ола и еще в более чем 1000 городов и населенных пунктов по всей России.

Читайте так же:
Как узнать ток светодиодной матрицы

Товары из группы «Светодиоды видимого спектра» вы можете купить оптом и в розницу.

Светодиодный свет для чайников

» означает, что напряжение должно быть переменным. В автомобильной бортовой сети, например, напряжение постоянное. И у пальчиковой батарейки оно постоянное. Разница простая — у постоянного напряжения есть плюс и минус — у переменного нет. А почему нет ? Все очень просто. В сети с переменным напряжением плюс и минус постоянно меняются местами. Один и тот же контакт — то плюс, то минус. Как часто ? А вот для этого и существует еще одно значение — 50 Гц. Что такое Гц ? Это одно колебание в секунду. То есть в нашей домашней сети плюс меняется с минусом пятьдесят раз в секунду. А теперь — какая практическая польза от этих знаний, какое это имеет оношение к светодиоду? Давайте разбираться. Предположим, у вас в руках лампочка на 220 вольт 100 ватт. Если вы ее включите в электрическую сеть — она засветится на все свои сто ватт. А если нам не нужны эти 100 ватт ? А нужно, скажем, 50 Вт ? В этом нам поможет ДИОД.

Если разбить слово «светодиод» на составляющие, то мы получим «свето» и «диод«. То есть это обычный диод, который еще и светится. Диод — это такой прибор, который лучше всего сравнить, например, с клапаном или ниппелем в автоколесе. Туда вы можете закачать воздух, а обратно — ниппель не пускает. Обычный диод выглядит как черный бочонок с двумя выводами — плюсом и минусом. Вот его мы и можем использовать для пралампа накаливания 15 Втктических опытов, которые многим помогают закрепить материал. Конечно, опасно начинать опыты сразу с 220 вольтами, но при должной осторожности ничего страшного не произойдет. Тем не менее, все опыты вы проводите на свой страх и риск 🙂 Нам понадобится лампочка от холодильника на 220в, 15 Вт. Для нее нужно найти подходящий патрон и вывести из него два провода. Затем нам понадобится любой диосхематичное изображение диодад, который можно добыть, например, из любого неисправного телевизора или магнитофона. Чем больше он будет размером — тем лучше. Совсем маленькие брать не надо — 220 вольт все-таки. Возле него обычно есть обозначение в виде треугольника.
Затем нам понадобится сетевой шнур с вилкой, некоторое количество проводов и паяльник. Для начала просто подсоедините лампочку к сети и запомните — как она светится. Затем отсоедините и соберите цепь по схеме слева. Не забудьте тщательно заизолировать изолентой все соединения. Включайте в розетку. Как видите, лампочка светит гораздо хуже. Это и неудивительно — она теперь получает только половину нужного ей напряжения — вторую диод не пускает. Если опыт у вас удался, а диод достаточно большой — вы теперь можете сделать любую свою лампочку пратически вечной. Например, светит у вас в коридоре лампа на 50 ватт и постоянно перегорает. Возьмите 100 ваттную, включите ее через диод — светить она будет примерно как 50 ватт, зато не будет перегорать. Есть, правда, один нюанс — диод должен быть расчитан на напряжение 350-400 вольт и ток не менее ампера. Лучше всего купить такой в магазине радиодеталей.

Ну, раз мы разобрались с тем, что такое диод, есть смысл перейти к интересующей нас теме — светодиоду. У светодиода, как теперь понятно, тоже есть плюс и минус. То есть для его работы нужен источник постоянного напряжения — аккумулятор, батарейка, блок питания. На блоке питания должно быть указано, что он выдает постоянное напряжение (DC). Обычно на крышке блока есть наклейка такого содержания.
Input —

220V 50HZ,
output — 12v, 0,5 A DC
Это значит, что такой блок может выдать постоянное напряжение 12 вольт и ток 0,5 ампера.
Отметим, что зарядное устройство для сотовых телефонов — это тоже блок питания. Оно обычно имеет параметры 5-6 вольт, 0,2-0,5 А. Зачастую его очень удобно использовать для питания светодиодов, потому что зарядное устройство стабилизирует ток. Но об этом позже, в следующих статьях.
Нам важны два параметра — рабочее напряжение светодиода и ток. Рабочее напряжение светодиода называют еще «падением напряжения». В сущности, этот термин обозначает, что после светодиода напряжение в цепи будет меньше на размер этого самого падения. То есть если мы подадим питание на светодиод, у которого падение напряжения 3 вольта, то он эти три вольта сьест, и включенному после него в эту же цепь прибору достанется на 3 вольта меньше. Но самое главное, что нужно усвоить — светодиоду важен ток, а не напряжение. Напряжения он возьмет столько, сколько ему нужно, а вот тока — сколько дадите. То есть если ваш источник питания может выдать 10 ампер — светодиод будет брать ток, пока не сгорит. Логика тут простая — подключенный светодиод потребляет ток и начинает греться. Чем сильнее он греется — тем больше тока через него может пройти — он же от нагрева расширяется. Вместе с током растет падение напряжения на диоде. И так пока не сгорит совсем — ток-то никто не ограничил. А делать это надо обязательно, используя ограничивающий элемент.
Отметим, что если источник питания имеет выходное напряжение, равное рабочему напряжению светодиода — ток ограничивать необязательно. То есть если у вас есть, например, белый светодиод и аккумулятор на 3,6 вольт от сотового телефона — можете прямо к этому аккумулятору и подключить — ничего светодиоду не будет. Он и рад бы побольше тока хапнуть — а напряжения не хватает. Так что аккумулятор от сотового на 3,6 в — идеальный источник питания для экспериментов с белыми и синими светодиодами. Почему только с ними — об этом в других статьях.
В общем, последовательно со светодиодом нам нужно поставить этакий кран и закрутить его на нужное нам значение. В роли такого крана могут выступать разные приборы. Самый простой из них — резистор. Как правильно ограничить ток светодиода говорится в моей статье о подключении светодиодов в авто. А мы пойдем дальше. Правда, если вам неинтересно, как работает светодиод, а всего лишь хочется узнать о его практическом применении — лучше перейти в конец страницы и выбрать другую часть «Для чайников». Но если вы твердо намерены узнать о твердотельных источниках света «с азов» — продолжим знакомство 😉

Читайте так же:
Допустимый длительный ток для кабелей при прокладке в трубе

Оптические аспекты использования светодиодов

«Существует достаточно света для тех, кто хочет видеть, и достаточно мрака для тех, кто не хочет»

Предположим, мы научились подключать светодиод и ограничивать его ток. Встает вопрос — а насколько сильно он светит ? Тут нам придется немного окунуться в оптику.
В числе свойств светодиодов, особенно мощных, часто указывается тип распределения света. Обычно это так называмая Ламбертовсветодиод Ламбертская диаграмма. Дальше мы ее и будем рассматривать как самую распостраненную. Что этот термин обозначает ? «Ламбертовский» светодиод светит во все стороны одинаково, независимо от направления. Если бы светодиод был шариком, он бы во все стороны светил одинаково — вот суть диаграммы Ламберта. Чтобы было понятно- солнце — это ламбертиановский источник. Стандартная конструкция светодиода — кристалл, тонкая пластинка, которая светится. Посмотрите в прозрачное окошко светодиода — и вы этот кристалл увидите. К нему идут тоненькие проволочки контактов. Если подключить воображение, то можно представить свет, идущий от светодиода, как сферообразное облако, висящее над ним. Свет — это же маленькие частички, называемые фотонами. Значит, над светодиодом висит шарик, наполненный фотонами. И чем больше света испускает светодиод — тем больше шарик, тем дальше летят фотончики, толкая и вытесняя друг друга. Больше всего их летит вверх перпендикулярно плоскости кристалла, поэтому максимальная сила света светодиодов — 90 градусов относительно горизонтальной оси. Надеюсь, теперь вам стали более понятны диаграммы, которые приводят производители светодиодов 🙂 Чтобы стали совсем уж понятны — давайте рассмотрим пример.
Примем, что есть светодиод, вверху которого висит излучаемая им световая сфера диаметром 1 метр (хор-роший светодиод ! :)).
Нижняя шкала — это расстояние до верхушки этого метра, верхняя — градус излучения. В соответствии с этой диаграммой больше всего фотонов — на оси с градусом 0. Чем дальше отклонение от оси и чем больше расстояние от кристалла — тем меньше плотность фотонов. Нужно также не забывать, что свет — это волна, не зря же для характеристик указывают длину волны. Соответственно, нашу световую сферу можно представить как электромагнитное поле с определенной плотностью. Но это уже дебри — пойдем дальше 🙂

Угол половинной яркости

угол половинной яркости светодиода

Производитель обычно указывает такой параметр, как двойной угол половинной яркости. Что означает этот термин ? Как мы выяснили, максимум света светодиод дает в центре, то есть угол равен нулю. Соответственно, чем дальше от центра, тем меньше света. Угол половинной яркости — это когда на «0» градусов светодиод дает 100 условных единиц света, а, например, на 30 градусах (относительно оси «0») — 50. На рисунке I — сила света, Imax — максимальная сила света. ImaxCos — половина силы света. Почему «двойной» — умножаем градусы на два, светодиод же симметрично светит. В итоге мы получаем симпатичный равнобедренный треугольник света. За пределами этого треугольника тоже свет есть, но точка отсчета для характеристики светодиода — это половинный угол.

Читайте так же:
Конечный выключатель для освещения

Кандела

Особенности конструкции индикаторных 5 мм светодиодов

Как уже говорилось выше, светодиод — это излучающий свет кристалл. Рассмотрим конструкцию светодиода в 5 мм пластиковом корпусе. При внимательном рассмотрении мы обнаруживаем две важных вещи — линзу и рефлектор. В рефлектор устройство светодиодапомещается кристалл светодиода. Этот рефлектор и задает первоначальный угол рассеивания. Затем свет проходит через корпус из эпоксидной смолы. Доходит до линзы — и тут начинает рассеиваться по сторонам на угол, зависящий от конструкции линзы. На практике — от 5 до диаграмма светодиода160 градусов. Для обозначения силы света таких светодиодов как раз и используется кандела. Светодиоды с направленным свечением излучают свет в некотором телесном угле. Чтобы понять, что такое телесный угол, достаточно представить следующую картину. Вы берете фонарик, включаете и помещаете его в пожарное ведро в самый низ, затем закрываете крышкой. Свет внутри, соответственно, имеет вид объемного конуса по форме нашего ведра. Вот этот конус, ограниченный крышкой — и есть телесный угол. Попробую объяснить смысл распределения света попроще. Допустим, сила света нашего фонаря — 1 кандела, то есть 1000 милликандел(чтобы было более образно, можно считать милликанделы фотонами :)) Если и дальше идти по аналогии, у нас есть полное ведро милликандел. Объем ведра при желании можно вычислить — добро пожаловать в геометрию 🙂 Соответственно, если мы возьмем ведро в два раза больше — милликанделы равномерно по нему распределятся, то есть больше их не станет, просто снизится плотность. Поэтому не гонитесь за канделами, когда выбираете светодиод — чем шире его угол, тем меньше кандел — у одного и того же. Во всех этих объяснения можно найти ответ на сакральный вопрос — сколько надо светодиодов, чтобы заменить стоваттную лампочку. Об этом — далее.

Особенности конструкции мощных светодиодов

Люмен

светодиод для чайников

Люкс — это соотношение количества люмен и освещаемой площади. 1 люкс — это 1 люмен на квадратный метр. Допустим, у нас есть квадратная поверхность площадью один метр. Вся она равномерно освещена лампочкой, расположенной на некотором расстоянии отвесно сверху . Для этой лампочки производитель заявил освещенность 100 люкс. Берем прибор, называемый люксметр и померяем в любой точке нашего квадрата, мы должны получить 100 люкс. Если это так — производитель нас не обманул. Это касается источника света, который во все стороны светит одинаково (ламбертиановский источник ). Но светодиод наибольшую силу света имеет на оси, перпендикулярной плоскости кристалла. Иными словами, подвесив светодиод на потолок и померяв люксметром, мы увидим, что чем дальше от оси, тем меньше показания прибора. Все вы наверняка сталкивались с точечными лампами накаливания — это так называемые «зеркалки». Задняя часть колбы у этих ламп покрыта зеркальным составом, и светят они только вниз. Вот вам и аналог.

Питание SMD светодиодов

Применение светодиодов SMD широко распространено в светодиодных лентах, led лампах, приборных панелях автомобилей, модульных платах. Они встречаются в подсветке монитора или экрана телевизора, led светильниках и других осветительных приборах.

Ни для кого не секрет, что smd светодиоды купить можно разной яркости. На уровень свечения данных светодиодов влияет конструкция, размеры кристалла, и, конечно же, рабочий ток. В зависимости от типоразмера, каждый диод имеет свои характеристики.

SMD светодиоды имеют два контакта для подключения: анод – плюс, катод – минус. Соответственно, светодиод как полупроводниковый элемент проводит электрический ток от анода к катоду. В обратную сторону действие не производится.

Подключение светодиода через источник напряжения может привести к выгоранию кристалла, поэтому необходимо использовать источник тока. Для стабильной работы светодиода необходим некий ограничитель, поэтому в цепь с диодом устанавливают резистор, который так и называют ограничительный.

Некоторые разновидности однотипных светодиодов имеют по 4 вывода. С одной стороны 2 анода, с другой 2 катода. Данная конструкция обусловлена технологическим процессом. В данной конфигурации продублированные выводы могут исполнять роль отвода тепла и при этом быть незадействованные в электрическую цепь.

Определение ключа светодиода можно увидеть на корпусе в виде обрезанного угла. Ключ располагается ближе к катоду, минусовому значению.

Что следует помнить, перед тем как выполнить подключение светодиода?

    SMD светодиоды одного типоразмера имеют один рабочий ток. Цвет светодиода влияет на рабочее напряжение. К примеру, светодиод красного свечения имеет значительно меньшее рабочее напряжение, нежели светодиод белого цвета свечения.

Читайте так же:
Кабель канал для проводов полукруглый

Зачастую, в цепь к SMD светодиодам применяют SMD резисторы. Для подбора резистора необходимо знать вольтамперную характеристику светодиода. Важно подобрать правильный резистор, при котором на светодиод не будет поступать превышенный ток. Подача повышенного тока на светодиод, грозит снижением ресурса работоспособности.

Для выбора ограничительно резистора используют калькулятор, который можно найти на различных сайтах. Все что нужно, так это ввести данные светодиода, выбрать схему подключения, а калькулятор укажет на нужный резистор.

Питание SMD светодиодов предусматривает применение одной из схем подключения. Это может быть как последовательное, так и параллельное подключение светодиодов.

При параллельном подключении светодиодов, напряжение они будут иметь одинаковое. В такой схеме не будет диодов с абсолютно одинаковыми характеристиками, поэтому следует ожидать, что один из светодиодов будет иметь ток ниже номинального, а другой выше номинального. Такая ситуация приводит с одной стороны к недостатку тока, с другой стороны переизбыток и выход из строя светодиода. Как следствие, подключение через ограничительные резисторы каждого из светодиодов обеспечит баланс и продолжительную работу.

При последовательном подключении светодиодов, ток будет одинаковый, независимо от количества светодиодов. Изменение количества светодиодов в цепи последовательного подключения влияет на изменения напряжения.

К примеру, если подключить светодиод SMD 5050 с номинальным током 60мА и рабочим напряжением 3 вольта. Для цепи из 5-ти светодиодов понадобится драйвер светодиодов с током 60 мА и выходным напряжением 15 вольт. Для цепи из 30-ти светодиодов нужен драйвер с тем же током в 60 мА, но напряжение уже должен иметь 90 вольт.

Подводя итог, можно с уверенностью сказать, что последовательное подключение и питание светодиодов эффективнее и безопаснее.

При подключении и питании светодиодов SMD, необходимо знать три правила:

    Прямой номинальный ток является важнейшей характеристикой при подключении светодиода. Если выполнить занижение – теряем в яркости, если превысить ток – теряем в продолжительности работоспособности.

Преобразователь напряжение-ток управляет белыми светодиодами

Иногда бывает нужно запитать белый светодиод от одной батареи 1.5 В. К сожалению, прямое напряжение белого светодиода находится в диапазоне от 3 до 4 В. Это значит, что для питания светодиода от одной батареи понадобится DC/DC преобразователь. Используя простую схему на Рисунке 1, состоящую всего из нескольких компонентов, можно управлять одним белым светодиодом или двумя последовательно соединенными зелеными светодиодами. Схема представляет собой преобразователь напряжение-ток, преобразующий напряжение батареи в ток, идущий через светодиод. Этот ток и, следовательно, яркость светодиода, можно регулировать, изменяя сопротивление резистора R3. Если замкнуть ключ S1, через резистор R2 в базу транзистора Q2 пойдет ток. Q2 откроется, и его коллекторный ток через резистор R3 откроет транзистор Q1. В дросселе L1 начнет нарастать ток. Скорость нарастания зависит от индуктивности L1 и напряжения батареи. Ток дросселя L1 увеличивается до тех пор, пока не достигнет максимального значения, зависящего от коэффициента усиления Q1. Ток коллектора Q1 ограничивается резистором R3, контролирующим его базовый ток.

Светодиодные драйверы MEAN WELL для систем внутреннего освещения

Рисунок 1.Используя эту простую схему для питания белого светодиода от
одноэлементной батареи, вы можете отказаться от дорогостоящих
DC/DC преобразователей.

Как только ток через L1 достигает своего максимального значения, он начнет спадать, и полярность напряжения на дросселе изменится на отрицательную. Это отрицательное напряжение проходит через конденсатор C1 и выключает транзистор Q2, который, в свою очередь, выключает Q1. Отрицательное напряжение на L1 увеличивается до тех пор, пока не сравняется с прямым напряжением светодиода. С этого момента пиковый ток дросселя L1 протекает через светодиод и уменьшается до нуля. Теперь Q2 снова включается током, идущим через резистор R2, и цикл начинается снова. Изменяя сопротивление R3, можно устанавливать величину пикового тока дросселя и, соответственно, пикового тока светодиода. Яркость свечения светодиода является линейной функцией проходящего через него тока. Таким образом, яркость светодиода определяется величиной сопротивления R3.

Выбор типа используемого светодиода не имеет значения; напряжение на светодиоде всегда будет расти до тех пор, пока через него не потечет пиковый ток дросселя L1. От прямых напряжений светодиодов зависит только время включенного состояния (коэффициент заполнения), а пиковый ток через светодиод остается неизменным. При значениях номиналов, указанных на Рисунке 1, схема работает на частоте порядка 30 кГц, обеспечивая светодиод пиковым током 20 мА. Коэффициент заполнения зависит от отношения напряжения батареи к прямому напряжению светодиода. Одним из преимуществ этой схемы является то, что ей не нужен последовательный резистор для ограничения тока светодиода. Пиковый ток светодиода определяется сопротивлением резистора R3 и коэффициентом усиления транзистора Q1.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector