Жарық диодты қоректендіру кернеуі. Кернеуді қалай білуге болады

2024 Автор: Trinity Chesterton | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-16 08:20

Светодиодтың қуат кернеуін есептеу кез келген электрлік жарықтандыру жобасы үшін қажетті қадам болып табылады және бақытымызға орай, оны орындау оңай. Мұндай өлшемдер жарықдиодты шамдардың қуатын есептеу үшін қажет, өйткені сіз оның тогы мен кернеуін білуіңіз керек. Жарық диодты шамның қуаты ток күшін кернеуге көбейту арқылы есептеледі. Бұл жағдайда электр тізбегімен жұмыс істегенде, тіпті шағын мөлшерлерді өлшегенде де өте сақ болу керек. Мақалада біз жарықдиодты элементтердің дұрыс жұмыс істеуін қамтамасыз ету үшін кернеуді қалай білуге болатыны туралы мәселені егжей-тегжейлі қарастырамыз.

Жарықдиодты жұмыс

Жарық диодтары әртүрлі түстерде бар, екі және үш түстері бар, жыпылықтайды және түсі өзгереді. Пайдаланушы шамның жұмыс ретін бағдарламалау үшін жарық диодты кернеуге тікелей байланысты әртүрлі шешімдер қолданылады. Жарық диодты жарықтандыру үшін минималды кернеу (табалдырық) қажет, ал жарықтық токқа пропорционал болады. Кернеу қосулыЖарық диоды токпен аздап артады, себебі ішкі қарсылық бар. Ток тым жоғары болған кезде диод қызып, жанып кетеді. Сондықтан ток қауіпсіз мәнмен шектелген.

Резистор тізбектей орналастырылған, себебі диод торы әлдеқайда жоғары кернеуді қажет етеді. Егер U кері болса, ток ағып кетпейді, бірақ жоғары U (мысалы, 20В) үшін диодты бұзатын ішкі ұшқын (бұзылу) пайда болады.

Барлық диодтардағы сияқты ток анод арқылы ағып, катод арқылы шығады. Дөңгелек диодтарда катодтың сымы қысқарақ, ал корпусында катодтың бүйірлік тақтасы болады.

Кернеудің шам түріне тәуелділігі

Коммерциялық және ішкі жарықтандыру үшін ауыстырылатын шамдарды қамтамасыз етуге арналған жоғары жарықтылығы бар жарықдиодты шамдардың көбеюімен қуат шешімдерінің бірдей, тіпті көп емес таралуы байқалады. Ондаған өндірушілердің жүздеген үлгілерімен жарық диодты кіріс/шығыс кернеулерінің және шығыс ток/қуат мәндерінің барлық ауыстыруларын түсіну қиынға соғады, механикалық өлшемдерді және күңгірттену, қашықтан басқару және тізбекті қорғау үшін басқа да көптеген мүмкіндіктерді айтпағанда.

Нарықта көптеген түрлі жарықдиодтар бар. Олардың айырмашылығы светодиодтарды өндірудегі көптеген факторлармен анықталады. Жартылай өткізгішті макияж фактор болып табылады, бірақ өндіру технологиясы мен инкапсуляция да жарық диодты өнімділігін анықтауда маңызды рөл атқарады. Алғашқы жарықдиодты шамдар дөңгелек болдыC (диаметрі 5 мм) және F (диаметрі 3 мм) үлгілері ретінде. Содан кейін бірнеше жарық диодтарын (желілерді) біріктіретін төртбұрышты диодтар мен блоктар іске қосылды.

Жарты шар тәрізді пішін жарық сәулесінің пішінін анықтайтын ұлғайтқыш шыныға ұқсайды. Шығарушы элементтің түсі диффузия мен контрастты жақсартады. Жарық диодты шамдардың ең көп тараған белгілері мен пішіні:

A: қызыл диаметрі CI ұстағышында 3 мм.
B: алдыңғы панельде қызыл диаметрі 5 мм пайдаланылады.
C: күлгін 5 мм.
D: екі түсті сары және жасыл.
E: төртбұрыш.
F: сары 3мм.
G: ақ жоғары жарықтық 5 мм.
H: қызыл 3мм.
K- анод: катод, фланецтегі тегіс бетпен көрсетілген.
F: 4/100 мм анодты қосу сымы.
C: шағылыстыратын тостаған.
L: үлкейткіш әйнек сияқты әрекет ететін қисық пішін.

Құрылғы сипаттамасы

Әр түрлі жарық диоды параметрлері мен қуат кернеуінің қысқаша мазмұны сатушының техникалық сипаттамаларында берілген. Арнайы қолданбалар үшін жарықдиодты шамдарды таңдағанда, олардың айырмашылығын түсіну маңызды. Көптеген әртүрлі жарықдиодты сипаттамалары бар, олардың әрқайсысы белгілі бір түрді таңдауға әсер етеді. Жарық диодты сипаттамалары түс, U және токқа негізделген. Жарық диодты шамдар бір түсті береді.

Светодиод шығаратын түс оның максималды толқын ұзындығы (lpk) бойынша анықталады, бұл ең жоғары жарық шығысына ие толқын ұзындығы. Әдетте, процестің вариациялары толқын ұзындығының ±10 нм-ге дейінгі ең жоғары өзгерістерін береді. Жарық диодты спецификациядағы түстерді таңдағанда, адам көзі спектрдің сары/қызғылт сары аймағының айналасындағы реңктерге немесе түс вариацияларына ең сезімтал екенін есте ұстаған жөн - 560-дан 600 нм. Бұл электрлік параметрлерге тікелей байланысты жарықдиодты шамдардың түсін немесе орнын таңдауға әсер етуі мүмкін.

Жарық диодты ток және кернеу

Жұмыс кезінде жарықдиодты шамдарда қолданылатын материалға байланысты берілген U төмендеуі болады. Шамдағы жарықдиодты шамдардың қоректену кернеуі ток деңгейіне де байланысты. Жарықдиодты шамдар токпен басқарылатын құрылғылар болып табылады және жарық деңгейі токтың функциясы болып табылады, оны арттыру жарық шығысын арттырады. Құрылғының жұмысы максималды ток рұқсат етілген шектен аспайтындай болуын қамтамасыз ету қажет, бұл чиптің өзінде шамадан тыс жылуды бөлуге, жарық ағынын азайтуға және қызмет ету мерзімін қысқартуға әкелуі мүмкін. Көптеген жарық диодтары сыртқы ток шектейтін резисторды қажет етеді.

Кейбір жарық диодтары сериялы резисторды қамтуы мүмкін, сондықтан жарық диодтарын беру үшін қандай кернеу қажет. Жарық диодты шамдар үлкен кері U-ға рұқсат бермейді. Ол ешқашан өзінің белгіленген максималды мәнінен аспауы керек, ол әдетте өте аз. Егер жарық диодында кері U болуы мүмкін болса, зақымдануды болдырмау үшін тізбекке қорғаныс орнатқан дұрыс. Бұл әдетте кез келген жарық диодты үшін тиісті қорғанысты қамтамасыз ететін қарапайым диодтық тізбектер болуы мүмкін. Оны алу үшін кәсіби болудың қажеті жоқ.

Светодиодтар үшін қуат көзі

Жарық диодтары токпен жұмыс істейді және олардың жарық ағыны олар арқылы өтетін токқа пропорционал. Ток шамдағы жарықдиодты шамдардың қоректену кернеуіне байланысты. Тізбектей жалғанған бірнеше диодтар арқылы өтетін ток бірдей болады. Егер олар параллель қосылса, әрбір жарық диодты бірдей U қабылдайды, бірақ ток кернеуінің сипаттамасына дисперсиялық әсерге байланысты олар арқылы әртүрлі ток өтеді. Нәтижесінде әр диод әртүрлі жарық шығысын шығарады.

Сондықтан элементтерді таңдағанда, жарық диодтарының қандай кернеуі бар екенін білу керек. Әрқайсысының жұмыс істеуі үшін терминалдарында шамамен 3 вольт қажет. Мысалы, 5-диодты серия терминалдар арқылы шамамен 15 вольтты қажет етеді. Реттелетін токты жеткілікті U-мен қамтамасыз ету үшін LEC драйвер деп аталатын электрондық модульді пайдаланады.

Екі шешім бар:

Сыртқы драйвер шамның сыртында орнатылған, қауіпсіз өте төмен кернеулі қуат көзі.
Ішкі, фонарьға орнатылған, яғни токты реттейтін электрондық модулі бар қосалқы блок.

Бұл драйверді 230В (I немесе II класс) немесе Safety Extra Low U (III класс), мысалы, 24В қуаттауға болады..

Жарық диодты кернеуді таңдаудың артықшылықтары

Шамдағы жарықдиодты шамдардың қоректендіру кернеуін дұрыс есептеудің 5 негізгі артықшылығы бар:

Қауіпсіз өте төмен U, мүмкін қарамастанжарықдиодты шамдар саны. Жарық диодты шамдар бір көзден олардың әрқайсысында бірдей ток деңгейіне кепілдік беру үшін тізбектей орнатылуы керек. Нәтижесінде, жарықдиодты шамдар неғұрлым көп болса, жарықдиодты терминалдардағы кернеу соғұрлым жоғары болады. Бұл сыртқы драйвер құрылғысы болса, аса сезімтал қауіпсіздік кернеуі әлдеқайда жоғары болуы керек.
Драйверді шамдар ішіне біріктіру жарық көздерінің санына қарамастан қауіпсіз қосымша төмен кернеумен (SELV) толық жүйені орнатуға мүмкіндік береді.
Параллель қосылған жарықдиодты шамдар үшін сым стандартында сенімдірек орнату. Драйверлер, әсіресе температураның көтерілуінен қосымша қорғанысты қамтамасыз етеді, бұл әртүрлі типтер мен токтар үшін жарық диодтарының қуат кернеуін сақтай отырып, ұзақ қызмет ету мерзіміне кепілдік береді. Қауіпсіз іске қосу.
Драйверге жарық диодты қуатын біріктіру далада дұрыс емес пайдалануды болдырмайды және олардың ыстық розеткаға төтеп беру қабілетін жақсартады. Пайдаланушы жарық диодты шамды қосулы тұрған сыртқы драйверге ғана қосса, олар қосылған кезде жарық диодтарының шамадан тыс кернеуіне әкеліп соғуы мүмкін, сондықтан оларды бұзуы мүмкін.
Оңай техникалық қызмет көрсету. Кез келген техникалық ақаулар кернеу көзі бар жарықдиодты шамдарда оңайырақ көрінеді.

Қуат пен жылуды бөлу

Кедергі бойынша U төмендеуі маңызды болғанда, қажетті қуатты тарата алатын дұрыс резисторды таңдау керек. Тұтыну20 мА төмен болып көрінуі мүмкін, бірақ есептелген қуат басқаша болжайды. Мәселен, мысалы, 30 В кернеуінің төмендеуі үшін резистор 1400 Ом таратуы керек. Қуат шығынын есептеу P=(Ures x Ures) / R, мұнда:

P - жарық диодыдағы токты шектейтін резистор арқылы таралатын қуат мәні, W;
U - резистордағы кернеу (вольтпен);
R - резистор мәні, Ом.

P=(28 x 28) / 1400=0,56 Вт.

1 Вт жарықдиодты қуат көзі қызып кетуге ұзақ уақыт төтеп бере алмайды, ал 2 Вт тым тез істен шығады. Бұл жағдайда жылу диссипациясын біркелкі тарату үшін екі 2700 Ом/0,5 Вт резисторды (немесе екі 690 Ом/0,5 Вт сериялы резистор) параллель қосу керек.

Жылуды реттеу

Жүйеңіз үшін оңтайлы қуатты табу жарық диодының сенімді жұмысы үшін қажетті жылуды басқару туралы көбірек білуге көмектеседі, өйткені жарық диодтары құрылғыға өте зиян тигізуі мүмкін жылу шығарады. Тым көп қызу жарықдиодты шамдардың аз жарық шығаруына және қызмет ету мерзімін қысқартады. 1 ватт жарық диоды үшін жарық диодының әрбір ватына 3 шаршы дюймдік радиаторды іздеу ұсынылады.

Қазіргі уақытта жарықдиодты диодты индустрия айтарлықтай жылдам қарқынмен дамып келеді және жарық диодтарының айырмашылығын білу маңызды. Бұл жалпы сұрақ, өйткені өнімдер өте арзандан қымбатқа дейін болуы мүмкін. Арзан жарықдиодты шамдарды сатып алғанда абай болу керек, өйткені олар жұмыс істей алады.тамаша, бірақ, әдетте, ұзақ уақыт жұмыс істемейді және нашар параметрлерге байланысты тез күйіп кетеді. Жарықдиодты шамдарды өндіру кезінде өндіруші паспорттарда орташа мәндері бар сипаттамаларды көрсетеді. Осы себепті сатып алушылар люмен шығысы, түсі және алға кернеуі бойынша жарық диодтарының нақты сипаттамаларын әрқашан біле бермейді.

Алға кернеуді анықтау

Жарық диодты қоректендіру кернеуін білмес бұрын, сәйкес мультиметр параметрлерін орнатыңыз: ток және U. Сынақ алдында жарық диодты күйіп қалмас үшін қарсылықты ең жоғары мәнге орнатыңыз. Мұны қарапайым жасауға болады: мультиметр сымдарын қысыңыз, ток 20 мА жеткенше қарсылықты реттеңіз және кернеу мен токты бекітіңіз. Жарық диодтардың тікелей кернеуін өлшеу үшін сізге қажет:

Тексеру үшін жарық диодтары.
Параметрлері тұрақты кернеу ЖШД шамынан жоғары U көзінің жарық диоды.
Мультиметр.
Светодиодты сынақ сымдарында ұстауға арналған аллигатор қысқыштары шамдардағы жарық диодтарының қуат кернеуін анықтау үшін.
Сымдар.
500 немесе 1000 ом айнымалы резистор.

Көк жарық диодының негізгі тогы 19,5 мА кезінде 3,356 В болды. Егер 3,6 В кернеуі пайдаланылса, қолданылатын резистордың мәні R=(3,6 В-3,356 В) / 0,0195А)=12,5 Ом формуласымен есептеледі. Жоғары қуатты жарық диодтарын өлшеу үшін дәл осындай процедураны орындаңыз және мультиметрдегі мәнді жылдам басып тұрып токты орнатыңыз.

Smd жарықдиодты жоғары кернеуді өлшеу> 350 мА тұрақты ток қуаты аздап қиын болуы мүмкін, себебі олар тез қызған кезде U күрт төмендейді. Бұл токтың берілген U үшін жоғары болатынын білдіреді. Пайдаланушының уақыты болмаса, қайтадан өлшеу алдында жарық диодты бөлме температурасына дейін салқындату керек. Сіз 500 Ом немесе 1к Ом пайдалана аласыз. Дөрекі және дәл баптау үшін немесе жоғары және төменгі диапазондағы айнымалы резисторды серияға қосу үшін.

Кернеудің балама анықтамасы

Жарық диодты шамдардың қуат тұтынуын есептеудің бірінші қадамы жарық диодының кернеуін анықтау болып табылады. Қолда мультиметр болмаса, өндірушінің деректерін зерттеп, жарықдиодты блоктың U паспортын табуға болады. Сонымен қатар, U мәнін жарық диодтарының түсіне қарай бағалауға болады, мысалы, ақ жарық диодының қуат кернеуі 3,5 В.

Жарық диодты кернеу өлшенгеннен кейін ток анықталады. Оны мультиметрмен тікелей өлшеуге болады. Өндірушінің деректері токтың шамамен бағасын береді. Осыдан кейін сіз жарықдиодты шамдардың қуат тұтынуын өте тез және оңай есептей аласыз. Жарық диодты тұтынатын қуатты есептеу үшін жарық диодты шамының U мәнін (вольтпен) жарық диодты токқа (ампермен) көбейтіңіз.

Втпен өлшенетін нәтиже - жарық диодтары пайдаланатын қуат. Мысалы, егер жарық диоды U 3,6 және ток күші 20 миллиампер болса, ол 72 милливатт энергияны пайдаланады. Жобаның өлшемі мен масштабына байланысты кернеу мен ток көрсеткіштері негізгі ток немесе ваттқа қарағанда кішірек немесе үлкенірек бірліктермен өлшенуі мүмкін. Бірлікті түрлендіру қажет болуы мүмкін. Осы есептеулерді орындаған кезде 1000 милливатт бір ваттқа және 1000 миллиампер бір амперге тең екенін есте сақтаңыз.

Мультиметрмен жарықдиодты сынақ

Светодиодты тексеру және оның жұмыс істейтінін және қандай түсті таңдау керектігін білу үшін - мультиметр қолданылады. Оның диодты сынау функциясы болуы керек, ол диод белгісімен көрсетіледі. Содан кейін сынақ үшін мультиметрдің өлшеу сымдарын жарық диодының аяқтарына бекітіңіз:

Катодтағы қара сымды (-) және анодтағы қызыл сымды (+) қосыңыз, егер пайдаланушы қателессе, жарық диоды жанбайды.
Олар сенсорларға аз ток береді және жарық диоды аздап жанып тұрғанын байқасаңыз, ол жұмыс істейді.
Мультиметрді тексеру кезінде жарық диодты шамның түсін ескеру қажет. Мысалы, сары (сары) жарық диоды сынағы - жарық диодты шекті кернеу 1636 мВ немесе 1,636 В. Егер ақ жарық диоды немесе көк жарық диоды тексерілсе, шекті кернеу 2,5 В немесе 3 В жоғары.

Диодты сынау үшін дисплейдегі индикатор бір бағытта 400 мен 800 мВ аралығында болуы керек, ал қарама-қарсы бағытта көрсетілмеуі керек. Қалыпты жарықдиодты шамдар төмендегі кестеде сипатталғандай U шегіне ие, бірақ сол түс үшін айтарлықтай айырмашылықтар болуы мүмкін. Максималды ток 50 мА құрайды, бірақ 20 мА аспау ұсынылады. 1-2 мА шамасында диодтар қазірдің өзінде жақсы жарқырайды. Шекті LED U

Жарықдиодты түрі	V 2 мА дейін	V 20 мА дейін
Инфрақызыл	1, 05	1.2
Қызыл жарықдиодты қоректендіру кернеуі	1, 8	2, 0
Сары	1, 9	2, 1
Жасыл	1, 8	2, 4
Ақ	2, 7	3, 2
Көк	2, 8	3, 5

Батарея толық зарядталғанда, ток 3,8 В кезінде небәрі 0,7 мА болады. Соңғы жылдары жарықдиодты шамдар айтарлықтай жетістіктерге жетті. Диаметрі 3 мм және 5 мм болатын жүздеген модельдер бар. Диаметрі 10 мм немесе ерекше жағдайларда күштірек диодтар, сондай-ақ ұзындығы 1 мм-ге дейінгі баспа платасына орнатуға арналған диодтар бар.

Светодиодтар айнымалы ток көзінен іске қосылады

Жарық диодтар әдетте бірнеше вольт тұрақты токта жұмыс істейтін тұрақты ток құрылғылары болып саналады. Жарық диодтары аз аз қуатты қолданбаларда бұл тұрақты ток батареясымен жұмыс істейтін ұялы телефондар сияқты өте қолайлы тәсіл, бірақ ғимараттың айналасында 100 м созылатын сызықтық жолақты жарықтандыру жүйесі сияқты басқа қолданбалар бұл құрылыммен жұмыс істей алмайды.

Тұрақты ток жетегі қашықтағы жоғалтулардан зардап шегеді, ол басынан бастап жоғарырақ U дискісін қажет етеді жәнеқуатты жоғалтатын қосымша реттегіштер. Айнымалы ток U кернеуін электр желілерінде қолданылатын киловольттен 240 В айнымалы токқа немесе 120 В айнымалы токқа төмендету үшін трансформаторларды пайдалануды жеңілдетеді, бұл тұрақты ток үшін әлдеқайда қиын. Желілік кернеумен (мысалы, 120 В айнымалы ток) жарық диодының кез келген түрін қосу үшін тұрақты U (мысалы, 12 В тұрақты ток) қамтамасыз ету үшін қуат көзі мен құрылғылардың арасында электроника қажет. Бірнеше жарықдиодты басқару мүмкіндігі маңызды.

Lynk Labs компаниясы жарық диодты айнымалы ток кернеуінен қуаттандыруға мүмкіндік беретін технологияны әзірледі. Жаңа тәсіл айнымалы ток қуат көзінен тікелей жұмыс істей алатын айнымалы ток диодтарын жасау болып табылады. Көптеген оқшауланған жарықдиодты құрылғыларда қажетті тұрақты U тұрақтылығын қамтамасыз ету үшін қабырғадағы розетка мен арматура арасында жай ғана трансформатор бар.

Бірқатар компаниялар стандартты розеткаларға тікелей бұрайтын жарықдиодты шамдарды жасап шығарды, бірақ оларда жарық диодтарға берілмес бұрын айнымалы токты тұрақты токқа түрлендіретін миниатюралық тізбектер де бар.

Стандартты қызыл немесе қызғылт сары жарықдиодты шамның U шегі 1,6-2,1 В, сары немесе жасыл жарық диодтары үшін кернеу 2,0-2,4 В, көк, қызғылт немесе ақ үшін бұл кернеу шамамен 3,0-3,6 болады. V. Төмендегі кестеде кейбір типтік кернеулер берілген. Жақшадағы мәндер ең жақын нормаланғанға сәйкес келедіE24 сериясындағы мәндер.

Светодиодтар үшін қуат көзінің кернеуінің сипаттамалары төмендегі кестеде көрсетілген.