12V napajalniki so zelo razširjeni zaradi svoje vsestranskosti in praktičnosti. Ta napetost je hkrati varna za osebo in zadostuje za delovanje mnogih električnih naprav. Izjema niso bile LED diode. Danes se je obseg LED diod razširil do te mere, da povezovanje do 12 voltov ni povsem enostavno. Tudi pri podobnih napetostih 12V LED zahtevajo poznavanje določenih odtenkov. V tem članku bomo poskušali obravnavati vsa oskrba z električno energijo pri največji napetosti 12 V in podati praktične nasvete o priključitvi katerih koli LED diod na njih.
del teorije
Za LED sta značilna dva glavna parametra: nominalni enosmerni tok in neposredni padec napetosti, merjena pri istem toku. Obe vrednosti sta potni list in na njihovi podlagi lahko sklepamo o porabi energije LED. Če enakomerno povečate enega od parametrov (npr. Napetost), lahko multimeter fiksira drugi parameter (tok).
Zato je še en pomemben parameter, ki je neločljivo povezan z vsako diodo, karakteristika napetost-amper (VAC). Je nelinearna in očitno dokazuje, da tudi majhen presežek nominalne neposredne napetosti povzroča močno povečanje toka in posledično degradacijo kristala polprevodnika.
Poleg tega imajo vse svetleče diode nizko povratno napetost (približno 5 V). Zato je treba pred začetkom uporabe LED svetilke ponovno preveriti, ali je polarnost upoštevana.Za zaščitoLED iz nasprotne polisilicijske enote se lahko nastavi na običajno diodo z veliko povratno napetostjo.
Vrste napajalnikov 12V
Vsaka vrsta LED mora biti priključena na napajalno napetost (IP) s stabiliziranim tokom na izhodu. Vendar pa proizvajalci LED svetilk pogosto prihranijo pri kakovosti in v njih postavijo poceni napajalnike brez stabilizacije.
Najpogostejše ne-transformatorske napajalne enote (BP) do 12V iz kondenzatorja in uporovnega tokovno-izhodnega upora na izhodu. V takšnih sistemih ni stabilizacije ali zaščite. Zaradi dirkalnih obremenitev se ne izravnavajo in negativno odražajo pri delu svetilke. Vendar pa je vezje tako poceni, ki ga pogosto najdemo v LED svetilkah in drugih napravah.
Pri napajanju LED z nizko porabo iz akumulatorja z napajalno napetostjo 12V je mogoče omejiti na upor, pravilno izbran za upornost in moč. Izjema je vgrajena avtomobilska mreža, v kateri lahko napetost niha v širokih mejah. Torej pri oblikovanju LED sheme za avto brez trenutnega stabilizatorja (voznik) ne more storiti.
V najenostavnejšem primeru je mogoče voznika izdelati z lastnimi rokami na linearnem IC LM317T, katerega stroški znašajo približno 0,2 $. V tem primeru, da bi dobili stabilno napetost 12V, zadosten minimalni nabor elementov v vezavi. S skupnim tokom skozi LED do 300 mA deluje odlično brez dodatnega hlajenja. Tipična shema vključitve LM317T kotStabilizator toka je prikazan spodaj.
Obstajajo tudi nestabilizirani napajalniki, ki so zaporedno vključeni: spuščanje transformatorja, usmernik in kapacitivni filter (kondenzator). Njihova uporaba je upravičena le v stanovanjskih območjih s stabilno omrežno napetostjo, saj bo vsak pojav skokov in impulznih motenj negativno vplival na delo LED.
Veliko zanesljivejši impulzni napajalniki pri 12V. Zagotavljajo visoko učinkovitost in stabilen izhodni tok ter napetost z izpadom električne energije.
Nekateri impulzni IP na 12V se lahko štejejo za napajanje računalnika. Pri starejših modelih s hitrostjo 250 W je zmogljivost izhoda +12 10A, kar je več kot dovolj za vključitev več močnih LED. Če dimenzije in hrup ventilatorja - ni ovira, potem lahko nekdanji pri uporabi napajalnika iz računalnika damo drugo življenje.
Če sta oblika in estetski indeks pomembna, je bolje kupiti pripravljeno BP pri 12V. Njegova vrednost je močno odvisna od moči in možnosti izvedbe (v telesu ali brez nje).
Za tiste, ki slabo poznajo elektriko, se spomnimo, da obstajajo viri izmenične napetosti pri 12V. V takem bloku je nameščen spodnji transformator z varovalko, na ohišju pa je napis: "Izhod AC 12V", kar pomeni: "izhodna izmenična napetost 12V". Prepovedano je neposredno priključiti LED. Če ga želite uporabiti pri LED osvetlitvi, morate dodati vsaj vezje z dodanim mostom,kondenzator in stabilizator toka na LM317T.
Načini za priključitev LED na IP na 12V
Za priključitev enega 3V LED na 12-voltno stabilizirano napajanje bo moral kompenzirati presežek (približno 9 V) na uporu ali cener diode. To je izjemno neučinkovito, saj se večina energije razprši na pomožnih elementih tokokroga.
Za povečanje učinkovitosti vezja se LED diode zaporedno povežejo s tremi deli. Če upoštevamo, da je padec napetosti na najpogostejših belih svetlečih diodah okoli 3.3, potem za preostali 2V (12-3.3 * 3 = 2) je dovolj enega upora nizke moči. LED diode rumenega in rdečega se lahko združijo v seriji po 5 kosov, saj padec napetosti ne presega 2,2 V.
V idealnem primeru morate pred izračunom upora natančno vedeti obratovalno napetost vsake LED. Lahko ga vzamete iz potnega lista ali ga sami izmerite. Meritev se izvede na vključeni LED, skozi katero teče nazivni tok. Nato po zakonu Ohma določite nominalno in moč uporovnega omejevalnika toka:
R = utop - (ULED1 + ULED2 + ... + ULEDn) /ILED.
P = (utop - (ULED1 + ULED2 + ... + ULEDn)) * ILED.
Več podrobnosti o izračunu in izbiri upora je zapisano v tem članku.
Število priključenih LED na napajalniku ni odvisno samo od razpoložljivosti zahtevane napetosti, temveč tudi od moči napajanja. To pomeni, da skupni tok v bremenu ne sme presegati maksimalnega izhodnega toka napajanja.
Danesnekateri proizvajalci proizvajajo LED z visokim padcem napetosti. Med njimi so 12-voltne LED diode, katerih povezavo je treba izvajati strogo skozi vir stabiliziranega toka.
Poleg tega je izoliran primer priključitev na napajalni 12V LED trak. Pri tem je povezovalna shema veliko enostavnejša, saj ni potrebe po stabilizaciji toka, omejevalni upor pa je v vsaki skupini več LED. Najlažji in poceni način, da vklopite LED trak, je uporaba napajalnika iz računalnika. Da bi to naredili, je dovolj, da kombinirate še več trakov z rumeno (+12) in minus trakovi - s črno (splošno) žico.
Njihove nianse imajo tudi matrico COB. Skupaj z drugimi LED diodami naj delujejo od voznika in glede na pogoje se njihova svetlost lahko prilagodi s spremembo toka. V potnem listu do COB-matrike je obvezno označiti obratovalni tok in zgledni padec napetosti s tem tokom.
Nepravilno je izdelati LED svetilko, ki temelji na matrici COB, ki jo poganja blok 12V, iz več razlogov. Tudi če je padec napetosti na matrici blizu 12V, se lahko priključi na isto stabilizirano napajanje samo prek omejevalnega upora. Posledično bo tok nižji od nominalnega, kar zmanjša svetlost in učinkovitost celotne naprave.
Rešitev situacije je lahko z dodajanjem v dobavni verigi pretvornika napetosti v tok. Če želite to narediti, pred IP izhod na 12V priključite krovu nizkonapetostnega voznika, izhodni tok, kienaka porabniškemu toku matrike COB. Takšni pretvorniki so serijsko izdelani in imajo nizko ceno, širok razpon obratovalnih tokov in napetosti ter kompaktne dimenzije. Pri visokonapetostnih svetlobnih diodah in sklopih (z neposredno napetostjo nad 12V) se voznik poveča s tipom. Po želji lahko pretvornik s potrebnimi parametri zbere z lastnimi rokami.
Podroben algoritem za vključitev LED do 12V
Na podlagi zgornjih podatkov bomo izdelali postopen algoritem za povezovanje LED diod na napajalno napetost 12 V.
1) Določite vrsto napajalne enote:
- Če je BP podoben omrežnemu adapterju, se lahko njegova vrsta določi glede na težo. Naprava tipa pulza bo tehtala 100-200 g, kar je 2-3 krat manj kot masa linearnega analognega;
- z napisom na ohišju, da ugotovimo vrsto napetosti na izhodu (konstantno, izmenično);
- z napisom za ugotavljanje moči in največjega toka, ki ga je sposoben sproščati obremenitvi, to je LED;
- vklopite BC v omrežju in izmerite napetost na izhodu multimetra, da zagotovite njeno uporabnost.
2) Po vrsti LED, da ugotovite nazivni tok, napetost in porabo energije.
3) Naredite sklep o možnosti priključitve LED na obstoječo BP. Na primer, obstaja impulzni adapter z parametri:
- Vhodna napetost - AC: 230V ~ 50Hz;
- Izhodna napetost - DC: 12V = 1A;
- Moč - 12W.
3 enake modre, zelene ali bele LED diode lahko povežete z uporom na enako raven in izračunate njeno nominalno vrednost za danozgornji formuli. Njihov nazivni tok ne sme presegati 700 mA. Nato moč v bremenu ne presega:
P = PLED1 + PLED1 + PLED1 + PR = 3,3 * 0,7 + 3,3 * 0,7 + 3,3 * 0,7 + 2 * 0,7 = 8,3 W.
Preostala rezerva moči bo omogočila neprekinjeno in stabilno delovanje pretvornika brez preobremenitev.
4) Svetleče diode povežite s polarnostjo, upor pa lahko namestite v kateri koli del električnega tokokroga.
5) Vsi kontakti končne naprave morajo biti po uspešnem zagonu varno zaprti in izolirani.
