Att beräkna matningsspänningen för en LED är ett nödvändigt steg för alla elektriska belysningsprojekt, och lyckligtvis är det enkelt att göra. Sådana mätningar är nödvändiga för att beräkna lysdiodernas effekt, eftersom du måste känna till dess ström och spänning. Effekten hos en lysdiod beräknas genom att multiplicera strömmen med spänningen. I det här fallet måste du vara extremt försiktig när du arbetar med elektriska kretsar, även när du mäter små mängder. I artikeln kommer vi att i detalj överväga frågan om hur man tar reda på spänningen för att säkerställa korrekt funktion av LED-elementen.
LED-drift
LED finns i olika färger, det finns två och tre färger, blinkande och skiftande färg. För att användaren ska kunna programmera lampans funktionssekvens används olika lösningar som direkt beror på lysdiodens matningsspänning. För att tända lysdioden krävs en lägsta spänning (tröskel), medan ljusstyrkan kommer att vara proportionell mot strömmen. Spänning påLED ökar något med strömmen eftersom det finns internt motstånd. När strömmen är för hög värms dioden upp och brinner ut. Därför är strömmen begränsad till ett säkert värde.
Motståndet är placerat i serie eftersom diodnätet behöver en mycket högre spänning. Om U vänds så flyter ingen ström, men för högt U (t.ex. 20V) uppstår en intern gnista (haveri) som förstör dioden.
Som med alla dioder flyter ström genom anoden och går ut genom katoden. På runda dioder har katoden en kortare tråd och kroppen har en katodsidoplatta.
Beroende av spänning på typen av lampa
Med spridningen av lysdioder med hög ljusstyrka designade för att ge ersättningslampor för kommersiell belysning och inomhusbelysning, finns det en lika stor, om inte mer, spridning av kraftlösningar. Med hundratals modeller från dussintals tillverkare blir det svårt att förstå alla permutationer av LED-ingångs-/utgångsspänningar och utström-/effektvärden, för att inte tala om de mekaniska dimensionerna och många andra funktioner för dimning, fjärrkontroll och kretsskydd.
Det finns många olika lysdioder på marknaden. Deras skillnad bestäms av många faktorer i produktionen av lysdioder. Halvledarsmink är en faktor, men tillverkningsteknik och inkapsling spelar också en viktig roll för att bestämma LED-prestanda. De första lysdioderna var rundasom modellerna C (diameter 5 mm) och F (diameter 3 mm). Sedan implementerades rektangulära dioder och block som kombinerar flera lysdioder (nätverk).
Den halvsfäriska formen är lite som ett förstoringsglas som bestämmer formen på ljusstrålen. Färgen på det emitterande elementet förbättrar diffusion och kontrast. De vanligaste beteckningarna och formen av LED:
- A: röd diameter 3 mm i hållare för CI.
- B: 5 mm röd diameter används i frontpanelen.
- C: lila 5 mm.
- D: tvåfärgad gul och grön.
- E: rektangulär.
- F: gul 3mm.
- G: vit hög ljusstyrka 5 mm.
- H: röd 3mm.
- K- anod: katod, indikerad av en plan yta i flänsen.
- F: 4/100 mm anodanslutningskabel.
- C: Reflexkopp.
- L: En böjd form som fungerar som ett förstoringsglas.
Enhetsspecifikation
En sammanfattning av de olika LED-parametrarna och matningsspänningen finns i säljarens specifikationer. När du väljer lysdioder för specifika applikationer är det viktigt att förstå deras skillnad. Det finns många olika LED-specifikationer, som var och en kommer att påverka valet av en viss typ. LED-specifikationer är baserade på färg, U och ström. Lysdioder tenderar att ge en färg.
Färgen som sänds ut av en lysdiod definieras i termer av dess maximala våglängd (lpk), vilket är den våglängd som har maximal ljuseffekt. Typiskt ger processvariationer toppvåglängdsförändringar på upp till ±10 nm. När du väljer färger i LED-specifikationen är det värt att komma ihåg att det mänskliga ögat är mest känsligt för nyanser eller färgvariationer runt det gula/orange området i spektrumet - från 560 till 600 nm. Detta kan påverka valet av färg eller placering av lysdioderna, vilket är direkt relaterat till elektriska parametrar.
LED-ström och spänning
Under drift har lysdioder ett givet fall U, vilket beror på vilket material som används. Matningsspänningen för lysdioderna i lampan beror också på strömnivån. Lysdioder är strömstyrda enheter och ljusnivån är en funktion av strömmen, ökar den ökar ljuseffekten. Det är nödvändigt att säkerställa att enhetens funktion är sådan att den maximala strömmen inte överskrider den tillåtna gränsen, vilket kan leda till överdriven värmeavledning inom själva chippet, vilket minskar ljusflödet och förkortar livslängden. De flesta lysdioder kräver ett externt strömbegränsande motstånd.
Vissa lysdioder kan ha ett seriemotstånd, så vilken spänning krävs för att mata lysdioderna. Lysdioder tillåter inte stor invers U. Den bör aldrig överskrida dess angivna maxvärde, vilket vanligtvis är ganska litet. Om det finns en möjlighet för en omvänd U på lysdioden, är det bättre att bygga in skydd i kretsen för att förhindra skador. Dessa kan vanligtvis vara enkla diodkretsar som ger tillräckligt skydd för alla lysdioder. Du behöver inte vara proffs för att få det.
Strömförsörjning för lysdioder
Lysdioder är strömdrivna och deras ljusflöde är proportionellt mot strömmen som flyter genom dem. Strömmen är relaterad till matningsspänningen för lysdioderna i lampan. Flera dioder kopplade i serie har samma ström som flyter genom dem. Om de är parallellkopplade får varje lysdiod samma U, men olika ström flyter genom dem på grund av spridningseffekten på ström-spänningskarakteristiken. Som ett resultat avger varje diod olika ljuseffekter.
Därför, när du väljer element, måste du veta vilken spänning lysdioderna har. Var och en kräver cirka 3 volt vid sina terminaler för att fungera. Till exempel kräver en 5-diodserie ungefär 15 volt över terminalerna. För att förse en reglerad ström med tillräckligt med U använder LEC en elektronisk modul som kallas en drivrutin.
Det finns två lösningar:
- Extern drivrutin installerad utanför armaturen, med extra låg spänningsförsörjning för säkerhet.
- Intern, inbyggd i ficklampan, d.v.s. underenhet med en elektronisk modul som reglerar strömmen.
Denna drivrutin kan drivas med 230V (Klass I eller Klass II) eller Safety Extra Low U (Klass III), såsom 24V..
Fördelar med val av LED-spänning
Rätt beräkning av matningsspänningen för lysdioderna i lampan har 5 viktiga fördelar:
- Säker ultralågt U, möjligen oavsettantal lysdioder. Lysdioderna måste installeras i serie för att garantera samma strömnivå i var och en av dem från samma källa. Som ett resultat, ju fler lysdioder, desto högre spänning vid LED-uttagen. Om det är en extern drivenhet bör den överkänsliga säkerhetsspänningen vara mycket högre.
- Integrationen av drivenheten inuti lyktorna möjliggör en komplett systeminstallation med extra låg spänning (SELV), oavsett antalet ljuskällor.
- Tillförlitligare installation i ledningsstandarden för LED-lampor parallellkopplade. Drivrutiner ger extra skydd, särskilt mot temperaturhöjningar, vilket garanterar en längre livslängd samtidigt som matningsspänningen för lysdioder respekteras för olika typer och strömmar. Säkrare driftsättning.
- Integration av LED-ström i föraren undviker felhantering i fält och förbättrar deras förmåga att motstå hot plugging. Om användaren bara ansluter LED-lampan till en extern drivrutin som redan är på, kan det göra att LED-lamporna överspänningar när de är anslutna och därför förstöra dem.
- Enkelt underhåll. Eventuella tekniska problem är lättare att se i LED-lampor med spänningskälla.
Ström- och värmeavledning
När U-fallet över ett motstånd är viktigt måste du välja rätt motstånd som kan avleda den kraft som krävs. Konsumtion20 mA kan tyckas lågt, men den beräknade effekten tyder på något annat. Så, till exempel, för ett spänningsfall på 30 V måste motståndet försvinna 1400 ohm. Effektförlustberäkning P=(Ures x Ures) / R, where:
- P - värdet på den effekt som förbrukas av motståndet, vilket begränsar strömmen i lysdioden, W;
- U - spänning över motståndet (i volt);
- R - resistorvärde, Ohm.
P=(28 x 28) / 1400=0,56 W.
En 1W LED-strömförsörjning skulle inte tåla överhettning under lång tid, och 2W skulle också misslyckas för snabbt. I detta fall måste två 2700Ω/0,5W motstånd (eller två 690Ω/0,5W motstånd i serie) kopplas parallellt för att jämnt fördela värmeavledning.
Värmekontroll
Att hitta den optimala effekten för ditt system hjälper dig att lära dig mer om värmeregleringen som krävs för tillförlitlig LED-drift, eftersom lysdioder genererar värme som kan vara mycket skadlig för enheten. För mycket värme gör att lysdioderna producerar mindre ljus och förkortar även livslängden. För en 1 watts LED rekommenderas det att leta efter en 3 kvadrattums kylfläns för varje watt LED.
För närvarande växer LED-industrin i en ganska snabb takt och det är viktigt att känna till skillnaden i LED. Detta är en allmän fråga eftersom produkter kan variera från mycket billiga till dyra. Du måste vara försiktig när du köper billiga lysdioder, eftersom de kan fungera.utmärkt, men fungerar som regel inte under lång tid och brinner snabbt på grund av dåliga parametrar. Vid tillverkning av lysdioder anger tillverkaren i passen egenskaperna med medelvärden. Av denna anledning vet köpare inte alltid de exakta egenskaperna hos lysdioder när det gäller lumenutgång, färg och framåtspänning.
framåtspänningsbestämning
Innan du känner till LED-matningsspänningen, ställ in lämpliga multimeterinställningar: ström och U. Innan du testar, ställ in resistansen på det högsta värdet för att undvika att LED-lampan brinner ut. Detta kan göras enkelt: klämma fast multimeterledningarna, justera motståndet tills strömmen når 20 mA och fixa spänningen och strömmen. För att mäta framspänningen för lysdioderna behöver du:
- lysdioder att testa.
- Källa U LED med parametrar högre än konstant spänning LED.
- Multimeter.
- Alligatorklämmor för att hålla fast lysdioden på testkablarna för att bestämma matningsspänningen för lysdioder i armaturer.
- Wires.
- 500 eller 1000 ohm variabelt motstånd.
Den blå lysdiodens primärström var 3,356V vid 19,5mA. Om en spänning på 3,6V används, beräknas värdet på motståndet som ska användas med formeln R=(3,6V-3,356V) / 0,0195A)=12,5 ohm. För att mäta högeffektslysdioder, följ samma procedur och ställ in strömmen genom att snabbt hålla värdet på multimetern.
Mätning av matningsspänningen för smd-lysdioder hög> 350 mA likströmseffekt kan vara lite knepigt för när de värms upp snabbt sjunker U drastiskt. Detta innebär att strömmen blir högre för en given U. Om användaren inte hinner måste han kyla LED-lampan till rumstemperatur innan han mäter igen. Du kan använda 500 ohm eller 1k ohm. För att uppnå grov- och finjustering, eller för att ansluta ett variabelt motstånd med högre och lägre intervall i serie.
Alternativ definition av spänning
Det första steget för att beräkna strömförbrukningen för lysdioder är att bestämma spänningen på lysdioden. Om det inte finns någon multimeter till hands kan du studera tillverkarens data och hitta passet U för LED-blocket. Alternativt kan du uppskatta U baserat på färgen på lysdioderna, till exempel är matningsspänningen för en vit lysdiod 3,5V.
Efter att LED-spänningen har mätts bestäms strömmen. Det kan mätas direkt med en multimeter. Tillverkarens data ger en grov uppskattning av strömmen. Därefter kan du mycket snabbt och enkelt beräkna strömförbrukningen för lysdioderna. För att beräkna strömförbrukningen för en lysdiod, multiplicera helt enkelt U:et på lysdioden (i volt) med LED-strömmen (i ampere).
Resultatet, mätt i watt, är den effekt som lysdioderna använder. Till exempel, om en lysdiod har ett U på 3,6 och en ström på 20 milliampere, kommer den att använda 72 milliwatt energi. Beroende på projektets storlek och skala kan spännings- och strömavläsningar mätas i mindre eller större enheter än basström eller watt. Enhetskonverteringar kan krävas. När du gör dessa beräkningar, kom ihåg att 1000 milliwatt är lika med en watt och 1000 milliampere lika med en ampere.
LED-test med multimeter
För att testa lysdioden och ta reda på om den fungerar och vilken färg man ska välja - en multimeter används. Den måste ha en diodtestfunktion, vilket indikeras av diodsymbolen. För testning, fäst sedan multimeterns mätsladdar på LED:s ben:
- Anslut den svarta sladden på katoden (-) och den röda sladden på anoden (+), om användaren gör ett misstag, lyser inte lysdioden.
- De ger en liten ström till sensorerna och om du kan se att lysdioden lyser något så fungerar den.
- När du kontrollerar multimetern måste du ta hänsyn till färgen på lysdioden. Till exempel, gul (gul) LED-test - LED-tröskelspänningen är 1636mV eller 1,636V. Om vit LED eller blå LED testas är tröskelspänningen högre än 2,5V eller 3V.
För att testa en diod måste indikatorn på displayen vara mellan 400 och 800 mV i en riktning och inte visa i motsatt riktning. Normala lysdioder har tröskel U som beskrivs i tabellen nedan, men för samma färg kan det ha betydande skillnader. Den maximala strömmen är 50 mA, men det rekommenderas att inte överstiga 20 mA. Vid 1-2 mA lyser dioderna redan bra. Tröskel-LED U
| LED-typ | V upp till 2 mA | V upp till 20 mA |
| Infraröd | 1, 05 | 1.2 |
| Röd LED-matningsspänning | 1, 8 | 2, 0 |
| Yellow | 1, 9 | 2, 1 |
| Grön | 1, 8 | 2, 4 |
| White | 2, 7 | 3, 2 |
| Blå | 2, 8 | 3, 5 |
När batteriet är fulladdat är strömmen bara 0,7mA vid 3,8V. Under de senaste åren har lysdioder gjort betydande framsteg. Det finns hundratals modeller med en diameter på 3 mm och 5 mm. Det finns kraftigare dioder med en diameter på 10 mm eller i speciella fall, samt dioder för montering på ett kretskort upp till 1 mm långt.
Starta lysdioder från nätström
LED-lampor betraktas i allmänhet som likströmsenheter, som arbetar på några få volt likström. I lågeffektapplikationer med få lysdioder är detta ett helt acceptabelt tillvägagångssätt, som mobiltelefoner som drivs av ett likströmsbatteri, men andra applikationer som ett linjärt belysningssystem som sträcker sig 100 m runt en byggnad kan inte fungera med detta arrangemang.
DC-drevet lider av distansförluster, vilket kräver högre drive U från början, ochytterligare regulatorer som tappar ström. AC gör det lättare att använda transformatorer för att trappa ner U till 240 V AC eller 120 V AC från kilovolt som används i kraftledningar, vilket är mycket mer problematiskt för DC. Att starta någon typ av lysdiod med nätspänning (t.ex. 120V AC) kräver elektronik mellan strömförsörjningen och själva enheterna för att ge ett konstant U (t.ex. 12V DC). Möjligheten att driva flera lysdioder är viktig.
Lynk Labs har utvecklat en teknik som gör att du kan driva lysdioden från AC-spänning. Det nya tillvägagångssättet är att utveckla AC-lysdioder som kan drivas direkt från en AC-strömkälla. Många fristående LED-armaturer har helt enkelt en transformator mellan vägguttaget och armaturen för att ge den erforderliga konstanta U.
Ett antal företag har utvecklat LED-glödlampor som skruvas direkt i vanliga socklar, men de innehåller undantagslöst även miniatyrkretsar som omvandlar AC till DC innan de matas till lysdioderna.
En standard röd eller orange lysdiod har ett tröskelvärde U på 1,6 till 2,1 V, för gula eller gröna lysdioder är spänningen från 2,0 till 2,4 V, och för blå, rosa eller vit är denna spänning ungefär 3,0 till 3,6 V. Tabellen nedan listar några typiska spänningar. Värden inom parentes motsvarar den närmast normaliseradevärden i serie E24.
Strömförsörjningsspänningsspecifikationerna för lysdioder visas i tabellen nedan.
Symboler:
- STD - standard LED;
- HL - LED med hög ljusstyrka;
- FC - låg förbrukning.
Denna data räcker för att användaren självständigt ska kunna bestämma de nödvändiga enhetsparametrarna för belysningsprojektet.
