Vse LED diode, ne glede na faktor oblike in električne parametre, se napajajo s tokom. Pravilno napajani tok je zagotovilo za dolgo in stabilno delovanje naprave za osvetljevanje. Torej, zakaj proizvajalci LED izdelkov pogosto namestijo regulator napetosti namesto trenutnega stabilizatorja? Kako vpliva na delovanje LED svetilk, trakov, luči in reflektorjev? Poskusimo ugotoviti.
stabilizatorji napetosti
Na podlagi imena so te naprave namenjene podpori napetosti v obremenitvi na določeni ravni. V tem primeru je obseg izhodnega toka odvisen od samega bremena. Z drugimi besedami, koliko bo potrebno za nalaganje, toliko bo trajalo, vendar ne več kot največja možna vrednost. Recimo, da ima regulator napetosti naslednje izhodne parametre: 12V in 1 A. To pomeni, da bo izhod vedno vzdrževan na 12V, porabni tok pa bo v območju od nič do enega ampera. Obstajata dve vrsti napetostnih regulatorjev: linearni in pulzni.
Regulacijski element v stabilizacijskem krogu je praviloma bipolarni ali poljski tranzistor. Če je ta tranzistor v aktivnem načinu, potem se stabilizator imenuje linearna. Če je regulacijski tranzistor v načinu ključa, se stabilizator imenuje impulz.
Najpogostejši in cenejši so linearni regulatorji napetosti, vendar imajo številne pomanjkljivosti:
- nizka učinkovitost;
- pri visoki obremenitvi je potreben odvod toplote;
- imajo precej visok padec napetosti.
Da ne bi prišlo do takšnih napak, je priporočljivo uporabiti impulzne regulatorje napetosti. Prihajajo v treh vrstah: povišanje, nižje in univerzalno. Impulzni stabilizatorji imajo visoko učinkovitost, ne potrebujejo dodatnega odvajanja toplote pri visokih tokovih obremenitve, vendar imajo višje stroške.
stabilizatorji toka
Najenostavnejši omejevalnik toka je upor. Pogosto se imenuje najpreprostejši stabilizator, ki je napačen, saj upor ne more stabilizirati toka, ko napetost niha na vhodu.
Uporaba upora v električnem vezju LED je dovoljena le pri stabilizirani vhodni napetosti. V nasprotnem primeru se vsi preskoki napetosti prenesejo na obremenitev in negativno vplivajo na delovanje LED. Učinkovitost uporovnega omejevalnika toka je zelo nizka, saj se vsa energija, ki jo porabijo, razprši v obliki toplote.
Nekoliko večja učinkovitost pri načrtovanju na podlagi popolnih integriranih vezij (MI) linearnih stabilizatorjev. Sheme linearnih stabilizatorjev na osnovi MI izstopajo z minimalnim naborom elementov, odsotnostjo ovir in enostavnimi nastavitvami.
Da bi se izognili pregrevanju krmilnega elementa, mora biti razlika med vhodno in izhodno napetostjo majhna, vendar zadostna (3-5 voltov). V nasprotnem primeru bo primer čipa prisiljen razpršiti energijo, za katero se ne zahteva, in s tem zmanjšati učinkovitost.
Gonilnike za LED, ki temeljijo na pripravljenih linearnih stabilizatorjih MI, odlikuje poceni in razpoložljivost sestavnih delov za montažoz lastnimi rokami
Najučinkovitejši se štejejo za gonilnike s sedanjo pulzno širinsko modulacijo (PWM). Zasnovani so na osnovi specializiranih čipov s povratnim vezjem in varnostnimi elementi, kar večkrat poveča zanesljivost celotne naprave. Prisotnost impulznega transformatorja v njih vodi do višje stroškovne sheme, vendar je upravičena z visoko učinkovitostjo in življenjsko dobo. Stream PWM stabilizatorji z 12V napajanjem so enostavni za uporabo z lastnimi rokami, z uporabo namenskega mikrovezja. Na primer, PT4115 IMS iz PowTech, ki je posebej zasnovan za napajalna vezja LED od 1 do 10 vatov.
Napajalniki LED
Pri svetlobnih diodah je poleg nazivnega toka še en pomemben parameter - padec napetosti. Pomembna je tudi vloga tega parametra, zato je navedena v prvi vrstici tehničnih parametrov polprevodniške naprave.
Za pretok skozi prehod p-n je potrebno dodati nekaj minimalne napetosti Umin.pr, vrednost minimalne neposredne napetosti pa je navedena v dokumentaciji LED in se odraža v grafu karakteristik napetosti-amper (VAC).
Na zelenem delu VAC svetleče diode je jasno, da je dosežena samo vrednost Umin.pr. tok Ypres začne teči. Nadaljnja manjša rast Upr vodi k močnemu povečanju Ypres-a. Zato tudi večja napetost pade nad Umax..pr. škodljivo za kristal LED. V trenutku prekoračitve Umaks.pr. tok doseže svoj vrh in nastopiuničenje kristala. Za vsak tip LED je nazivni tok in ustrezna napetost (podatki o potnem listu), pri katerih naj naprava deluje deklarirano življenjsko dobo.
Pravilna in nepravilna vključitev
Največje napake povzročijo vozniki, ko poskušajo shraniti vezje za napajanje LED. Pogosto motoristi vključujejo LED naprave neposredno iz baterije, nato pa se pritožujejo zaradi različnih težav: utripanje, izguba svetlosti in popolno bledenje kristala. Vse to je posledica pomanjkanja vmesnega pretvornika, ki naj bi kompenziral napetostne razlike v območju od 10 do 14.5V. Druga napaka lastnikov avtomobilov je povezava samo z uporom, izračunan na podlagi povprečne vrednosti 12V baterije. Upor je linearni element, zato se tok skozi njega povečuje sorazmerno z napetostjo. Priključitev preko upora je dovoljena, če je izračunana pri 14.5V, potem pa bo potrebno sprejeti nepopoln svetlobni izhod LED-ov pri nizki in srednji napetosti v omrežju na vozilu. Zato je nedvoumno pravilen način povezovanja LED v avtomobilu uporaba stabilizatorja toka, prednostno tipa impulza.
Pri različnih svetlobnih strukturah, ki temeljijo na LED, se pogosto uporabljajo napetostni regulatorji. Zakaj se to dogaja? Prvič, veliko cenejši so od kakovostnih voznikov. Drugič, da bi dobili več ali manj zanesljiv gonilnik od regulatorja napetosti, je dovolj, da nastavite uporni izhod,kompetentno izračuna svojo moč in odpornost. Takšno vezje se pogosto uporablja v nizkocenovnih LED svetilkah in osvetlitvi z LED trakovi.
Večina LED trakov se napaja s stabilno napetostjo 12V. Če upoštevate obliko traku bolj podrobno, lahko vidite, da je razdeljen na majhna območja. Praviloma je vsako mesto sestavljeno iz treh SMD LED in enega tokovnega upora. Padec napetosti na enem svetlečem elementu znaša v povprečju 2,5-3,5 V, kar pomeni največ 10,5 vsote. Preostanek se ugasne z uporom, katerega nazivna vrednost proizvajalec sprejme za tip uporabljenih LED. Zato je povezava LED prek povezave z regulatorjem napetosti in uporom lahko pravilna.
Izhod stabilizatorja mora biti večji od porabe energije obremenitve za približno 30%.
Če uporabljate preprosto napajanje brez stabilizacije (transformator, diodni most in kondenzator), potem se z majhnim povečanjem omrežne napetosti njegov sorazmerno zmanjšan delež enakomerno porazdeli po vseh štirih elementih vsakega tračnega segmenta. Posledično se bo tok, temperatura kristala povečala, zato se bo začel nepovraten proces razgradnje LED.
Najbolj pravilen načrt vezij je uporaba impulznega stabilizatorja toka. Do danes je to najboljša možnost, ki jo uporabljajo vsi vodilni proizvajalci LEDizdelkov. Trenutni gonilnik s PWM krmilnikom praktično ni topel, učinkovit in zanesljiv.
Torej, zakaj dati prednost: poceni regulator napetosti z uporom ali dražji trenutni voznik? Pravilen odgovor je v izrazu: "Vsak prihranek mora biti upravičen." Če morate povezati ducat LED z majhno močjo ali ne več kot en meter traku, potem izbire v korist prve možnosti ni mogoče imenovati false.
Ampak, če je vaš cilj, da neguje blagovno znamko LED z močjo vsakega kristala večja od 1W, potem brez kvalitativne trenutni voznik ne morete storiti. Ker je cena takšnih diod veliko višja od cene voznika.
