Napięcie zasilania LED. Jak sprawdzić napięcie?

2024 Autor: Trinity Chesterton | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-16 08:22

Obliczanie napięcia zasilania diody LED jest niezbędnym krokiem w przypadku każdego projektu oświetlenia elektrycznego i na szczęście jest łatwe do wykonania. Takie pomiary są niezbędne do obliczenia mocy diod LED, ponieważ trzeba znać jej prąd i napięcie. Moc diody LED oblicza się, mnożąc prąd przez napięcie. W takim przypadku należy zachować szczególną ostrożność podczas pracy z obwodami elektrycznymi, nawet przy pomiarach małych ilości. W artykule szczegółowo rozważymy pytanie, jak znaleźć napięcie, aby zapewnić prawidłowe działanie elementów LED.

Działanie LED

Diody LED występują w różnych kolorach, są dwa i trzy kolory, migają i zmieniają kolor. Aby użytkownik mógł zaprogramować kolejność działania lampy, stosuje się różne rozwiązania, które bezpośrednio zależą od napięcia zasilania diody LED. Do świecenia diody wymagane jest minimalne napięcie (próg), natomiast jasność będzie proporcjonalna do prądu. Napięcie włączoneDioda LED nieznacznie wzrasta wraz z prądem, ponieważ występuje opór wewnętrzny. Gdy prąd jest zbyt wysoki, dioda nagrzewa się i przepala. Dlatego prąd jest ograniczony do bezpiecznej wartości.

Rezystor jest umieszczony szeregowo, ponieważ siatka diodowa wymaga znacznie wyższego napięcia. Jeśli U jest odwrócone, prąd nie płynie, ale przy wysokim U (np. 20V) pojawia się iskra wewnętrzna (przebicie), która niszczy diodę.

Jak w przypadku wszystkich diod, prąd przepływa przez anodę i wychodzi przez katodę. Na diodach okrągłych katoda ma krótszy przewód, a korpus ma boczną płytkę katody.

Zależność napięcia od typu lampy

Wraz z rozpowszechnianiem się diod LED o wysokiej jasności, które mają zapewnić wymianę lamp do oświetlenia komercyjnego i wewnętrznego, istnieje równy, jeśli nie większy, wzrost liczby rozwiązań zasilających. Przy setkach modeli od kilkudziesięciu producentów trudno jest zrozumieć wszystkie kombinacje napięć wejściowych/wyjściowych LED oraz wartości prądu/mocy wyjściowej, nie wspominając o wymiarach mechanicznych i wielu innych funkcjach ściemniania, zdalnego sterowania i ochrony obwodów.

Na rynku dostępnych jest wiele różnych diod LED. O ich różnicy decyduje wiele czynników w produkcji diod LED. Skład półprzewodników jest istotnym czynnikiem, ale technologia produkcji i hermetyzacja również odgrywają ważną rolę w określaniu wydajności diod LED. Pierwsze diody LED były okrągłejak modele C (średnica 5 mm) i F (średnica 3 mm). Następnie do realizacji weszły diody prostokątne i bloki łączące kilka diod (sieci).

Półkulisty kształt przypomina trochę szkło powiększające, które określa kształt wiązki światła. Kolor elementu emitującego poprawia rozproszenie i kontrast. Najczęstsze oznaczenia i forma LED:

A: czerwona średnica 3mm w uchwycie dla CI.
B: czerwona średnica 5mm używana na przednim panelu.
C: fioletowy 5mm.
D: dwukolorowy żółty i zielony.
E: prostokątny.
F: żółty 3mm.
G: biała wysoka jasność 5mm.
H: czerwony 3mm.
K- anoda: katoda, oznaczona płaską powierzchnią w kołnierzu.
F: przewód połączeniowy anody 4/100mm.
C: Odblaskowy kubek.
L: Zakrzywiony kształt, który działa jak szkło powiększające.

Specyfikacja urządzenia

Podsumowanie różnych parametrów diody LED i napięcia zasilania znajduje się w specyfikacji sprzedawcy. Wybierając diody LED do konkretnych zastosowań, ważne jest zrozumienie ich różnicy. Istnieje wiele różnych specyfikacji diod LED, z których każda ma wpływ na wybór konkretnego typu. Specyfikacje LED są oparte na kolorze, U i prądzie. Diody LED mają tendencję do zapewniania jednego koloru.

Kolor emitowany przez diodę LED jest definiowany jako maksymalna długość fali (lpk), która jest długością fali o maksymalnym strumieniu świetlnym. Zazwyczaj zmiany procesu dają szczytowe zmiany długości fali do ±10 nm. Wybierając kolory w specyfikacji LED, warto pamiętać, że ludzkie oko jest najbardziej wrażliwe na odcienie lub zmienność barw wokół żółto-pomarańczowego obszaru widma - od 560 do 600 nm. Może to mieć wpływ na wybór koloru lub położenia diod LED, co jest bezpośrednio związane z parametrami elektrycznymi.

Prąd i napięcie LED

Podczas pracy diody LED mają określony spadek U, który zależy od użytego materiału. Napięcie zasilania diod LED w lampie zależy również od poziomu prądu. Diody LED są urządzeniami sterowanymi prądem, a poziom światła jest funkcją prądu, jego zwiększenie zwiększa moc światła. Konieczne jest zapewnienie, aby działanie urządzenia było takie, aby maksymalny prąd nie przekraczał dopuszczalnego limitu, co może prowadzić do nadmiernego rozpraszania ciepła w samym chipie, zmniejszając strumień świetlny i skracając żywotność. Większość diod LED wymaga zewnętrznego rezystora ograniczającego prąd.

Niektóre diody LED mogą zawierać rezystor szeregowy, więc jakie napięcie zasilające diody LED jest wymagane. Diody LED nie pozwalają na duże odwrotne U. Nigdy nie powinna przekraczać podanej maksymalnej wartości, która zwykle jest dość mała. Jeśli istnieje możliwość odwrócenia U na diodzie LED, lepiej jest wbudować zabezpieczenie w obwód, aby zapobiec uszkodzeniom. Mogą to być zwykle proste obwody diodowe, które zapewnią odpowiednią ochronę każdej diody LED. Nie musisz być profesjonalistą, aby to zdobyć.

Zasilanie diod LED

Oświetlenie Diody LED są zasilane prądem, a ich strumień świetlny jest proporcjonalny do przepływającego przez nie prądu. Prąd jest powiązany z napięciem zasilania diod LED w lampie. Kilka diod połączonych szeregowo przepływa przez nie jednakowy prąd. Jeśli są one połączone równolegle, każda dioda LED otrzymuje takie samo U, ale przepływa przez nie inny prąd ze względu na efekt dyspersji na charakterystykę prądowo-napięciową. W rezultacie każda dioda emituje inny strumień świetlny.

Dlatego wybierając elementy, musisz wiedzieć, jakie napięcie mają diody LED. Każdy z nich wymaga około 3 woltów na swoich zaciskach do działania. Na przykład seria 5-diodowa wymaga około 15 woltów na zaciskach. Aby dostarczyć regulowany prąd o wystarczającym U, LEC wykorzystuje moduł elektroniczny zwany sterownikiem.

Istnieją dwa rozwiązania:

Zewnętrzny sterownik zainstalowany na zewnątrz oprawy, z bezpiecznym zasilaniem o bardzo niskim napięciu.
Wewnętrzny, wbudowany w latarkę, czyli podzespół z elektronicznym modułem regulującym prąd.

Ten sterownik może być zasilany napięciem 230 V (klasa I lub klasa II) lub bardzo niskim poziomem bezpieczeństwa U (klasa III), np. 24 V.

Zalety wyboru napięcia LED

Właściwe obliczenie napięcia zasilania diod LED w lampie ma 5 kluczowych zalet:

Bezpieczny ultra-niski U, prawdopodobnie niezależnie odliczba diod LED. Diody LED muszą być zainstalowane szeregowo, aby zagwarantować ten sam poziom prądu w każdej z nich z tego samego źródła. W rezultacie im więcej diod LED, tym wyższe napięcie na zaciskach LED. Jeśli jest to zewnętrzne urządzenie sterujące, nadwrażliwe napięcie bezpieczeństwa powinno być znacznie wyższe.
Integracja sterownika wewnątrz latarni umożliwia instalację kompletnego systemu z bezpiecznym bardzo niskim napięciem (SELV), niezależnie od liczby źródeł światła.
Bardziej niezawodna instalacja w standardzie okablowania dla lamp LED połączonych równolegle. Sterowniki zapewniają dodatkową ochronę, zwłaszcza przed wzrostem temperatury, co gwarantuje dłuższą żywotność przy zachowaniu napięcia zasilania diod dla różnych typów i prądów. Bezpieczniejsze uruchamianie.
Zintegrowanie zasilania diod LED ze sterownikiem pozwala uniknąć niewłaściwej obsługi w terenie i poprawia ich odporność na podłączanie podczas pracy. Jeśli użytkownik podłączy tylko diodę LED do zewnętrznego sterownika, który jest już włączony, może to spowodować przepięcie diod LED po ich podłączeniu, a tym samym ich zniszczenie.
Łatwa konserwacja. Wszelkie problemy techniczne są lepiej widoczne w lampach LED ze źródłem napięcia.

Odprowadzanie mocy i ciepła

Kiedy spadek U na rezystancji jest ważny, należy wybrać odpowiedni rezystor zdolny do rozproszenia wymaganej mocy. Konsumpcja20 mA może wydawać się niskie, ale obliczona moc sugeruje inaczej. Na przykład przy spadku napięcia o 30 V rezystor musi rozproszyć 1400 omów. Obliczanie strat mocy P=(Ures x Ures) / R, gdzie:

P - wartość mocy rozpraszanej przez rezystor, która ogranicza prąd w diodzie, W;
U - napięcie na rezystorze (w woltach);
R - wartość rezystora, Ohm.

P=(28 x 28) / 1400=0,56 W.

Zasilacz LED o mocy 1 W nie wytrzymywałby przegrzania przez długi czas, a 2 W również zbyt szybko ulegałby awarii. W tym przypadku dwa rezystory 2700Ω/0,5W (lub dwa rezystory 690Ω/0,5W połączone szeregowo) muszą być połączone równolegle, aby równomiernie rozprowadzić ciepło.

Kontrola ogrzewania

Znalezienie optymalnej mocy dla Twojego systemu pomoże Ci dowiedzieć się więcej o kontroli ciepła wymaganej do niezawodnego działania diod LED, ponieważ diody LED generują ciepło, które może być bardzo szkodliwe dla urządzenia. Zbyt dużo ciepła spowoduje, że diody LED będą wytwarzać mniej światła, a także skrócić żywotność. W przypadku 1 watowej diody LED zaleca się poszukać radiatora o powierzchni 3 cali kwadratowych na każdy wat diody LED.

Obecnie branża LED rozwija się w dość szybkim tempie i ważne jest, aby znać różnicę między diodami LED. Jest to ogólne pytanie, ponieważ produkty mogą być bardzo tanie lub drogie. Kupując tanie diody trzeba uważać, bo mogą działać.doskonałe, ale z reguły nie działają długo i szybko się palą ze względu na słabe parametry. Przy produkcji diod LED producent wskazuje w paszportach cechy o wartościach średnich. Z tego powodu kupujący nie zawsze znają dokładną charakterystykę diod LED pod względem strumienia świetlnego, koloru i napięcia przewodzenia.

Wyznaczanie napięcia do przodu

Zanim poznasz napięcie zasilania diody LED, ustaw odpowiednie ustawienia multimetru: prąd i U. Przed testowaniem ustaw rezystancję na najwyższą wartość, aby uniknąć przepalenia diody LED. Można to zrobić po prostu: zacisnąć przewody multimetru, wyregulować rezystancję, aż prąd osiągnie 20 mA i ustalić napięcie i prąd. Aby zmierzyć napięcie przewodzenia diod LED, potrzebujesz:

Diody LED do przetestowania.
Źródłowa dioda LED U o parametrach wyższych niż dioda LED o stałym napięciu.
Multimetr.
Zaciski krokodylkowe do przytrzymywania diody LED na przewodach pomiarowych w celu określenia napięcia zasilania diod LED w oprawach.
Przewody.
Rezystor zmienny 500 lub 1000 omów.

Prąd pierwotny niebieskiej diody LED wynosił 3,356 V przy 19,5 mA. Jeśli używane jest napięcie 3,6 V, wartość rezystora do użycia jest obliczana ze wzoru R=(3,6 V-3,356 V) / 0,0195 A)=12,5 omów. Aby zmierzyć diody LED o dużej mocy, wykonaj tę samą procedurę i ustaw prąd, szybko przytrzymując wartość na multimetrze.

Pomiar wysokiego napięcia zasilania diod smd> Zasilanie prądem stałym 350 mA może być trochę trudne, ponieważ gdy szybko się nagrzewają, U drastycznie spada. Oznacza to, że prąd będzie wyższy dla danego U. Jeśli użytkownik nie ma czasu, będzie musiał schłodzić diodę LED do temperatury pokojowej przed ponownym pomiarem. Możesz użyć 500 omów lub 1 kiloomów. Aby uzyskać zgrubne i dokładne dostrojenie lub podłączyć szeregowo rezystor zmienny o wyższym i niższym zakresie.

Alternatywna definicja napięcia

Pierwszym krokiem do obliczenia zużycia energii przez diody LED jest określenie napięcia diody LED. Jeśli nie ma pod ręką multimetru, możesz przestudiować dane producenta i znaleźć paszport U bloku LED. Alternatywnie można oszacować U na podstawie koloru diod LED, na przykład napięcie zasilania białej diody LED wynosi 3,5V.

Po zmierzeniu napięcia diody LED określany jest prąd. Można go zmierzyć bezpośrednio za pomocą multimetru. Dane producenta dają zgrubny szacunek prądu. Następnie możesz bardzo szybko i łatwo obliczyć pobór mocy diod LED. Aby obliczyć pobór mocy diody LED, wystarczy pomnożyć U diody LED (w woltach) przez prąd diody LED (w amperach).

Wynik, mierzony w watach, to moc zużywana przez diody LED. Na przykład, jeśli dioda LED ma U 3,6 i prąd 20 miliamperów, zużyje 72 miliwatów energii. W zależności od wielkości i skali projektu odczyty napięcia i prądu mogą być mierzone w mniejszych lub większych jednostkach niż prąd bazowy lub waty. Może być wymagana konwersja jednostek. Wykonując te obliczenia, pamiętaj, że 1000 miliwatów to jeden wat, a 1000 miliamperów to jeden amper.

Test LED z multimetrem

Aby przetestować diodę LED i dowiedzieć się, czy działa i jaki kolor wybrać - używany jest multimetr. Musi mieć funkcję testu diody, co jest sygnalizowane symbolem diody. Następnie w celu przetestowania zamocuj przewody pomiarowe multimetru na nogach diody LED:

Podłącz czarny przewód na katodzie (-) i czerwony przewód na anodzie (+), jeśli użytkownik popełni błąd, dioda LED nie zaświeci się.
Dostarczają mały prąd do czujników i jeśli widzisz, że dioda LED lekko się świeci, oznacza to, że działa.
Podczas sprawdzania multimetru należy wziąć pod uwagę kolor diody LED. Na przykład test żółtej (bursztynowej) diody LED - napięcie progowe diody LED wynosi 1636 mV lub 1,636 V. Jeśli testowana jest dioda biała lub niebieska dioda LED, napięcie progowe jest wyższe niż 2,5 V lub 3 V.

Aby przetestować diodę, wskaźnik na wyświetlaczu musi mieć wartość od 400 do 800 mV w jednym kierunku i nie może być pokazywany w przeciwnym kierunku. Zwykłe diody LED mają próg U zgodnie z opisem w poniższej tabeli, ale dla tego samego koloru mogą występować znaczne różnice. Maksymalny prąd wynosi 50 mA, ale zaleca się nie przekraczać 20 mA. Przy 1-2 mA diody już dobrze się świecą. Próg LED U

Typ LED	V do 2 mA	V do 20 mA
Podczerwień	1, 05	1.2
Napięcie zasilania czerwonej diody LED	1, 8	2, 0
Żółty	1, 9	2, 1
Zielony	1, 8	2, 4
Biały	2, 7	3, 2
Niebieski	2, 8	3, 5

Gdy akumulator jest w pełni naładowany, prąd wynosi tylko 0,7 mA przy 3,8 V. W ostatnich latach diody LED poczyniły znaczne postępy. Istnieją setki modeli o średnicy 3 mm i 5 mm. Istnieją mocniejsze diody o średnicy 10 mm lub w specjalnych przypadkach, a także diody do montażu na płytce drukowanej o długości do 1 mm.

Uruchamianie diod LED z zasilania sieciowego

Diody LED są ogólnie uważane za urządzenia prądu stałego, działające przy kilku woltach prądu stałego. W zastosowaniach o niskim poborze mocy z kilkoma diodami LED jest to całkowicie akceptowalne podejście, na przykład w telefonach komórkowych zasilanych baterią prądu stałego, ale inne zastosowania, takie jak liniowy system oświetlenia taśmowego rozciągający się na 100 m wokół budynku, nie mogą działać w takim układzie.

Napęd prądu stałego cierpi na straty odległości, co wymaga wyższego napędu U od samego początku, adodatkowe regulatory, które tracą moc. AC ułatwia użycie transformatorów do obniżenia U do 240 V AC lub 120 V AC z kilowoltów stosowanych w liniach energetycznych, co jest znacznie bardziej problematyczne w przypadku prądu stałego. Uruchomienie dowolnego typu diody LED z napięciem sieciowym (np. 120V AC) wymaga od elektroniki między zasilaczem a samymi urządzeniami zapewnienia stałego U (np. 12V DC). Ważna jest możliwość sterowania wieloma diodami LED.

Lynk Labs opracował technologię, która umożliwia zasilanie diody LED napięciem przemiennym. Nowe podejście polega na opracowaniu diod LED prądu przemiennego, które mogą być obsługiwane bezpośrednio ze źródła zasilania prądem przemiennym. Wiele samodzielnych opraw LED ma po prostu transformator między gniazdkiem ściennym a oprawą, aby zapewnić wymaganą stałą U.

Wiele firm opracowało żarówki LED, które przykręca się bezpośrednio do standardowych gniazd, ale zawsze zawierają one również miniaturowe obwody, które przekształcają prąd zmienny w prąd stały, zanim zostaną doprowadzone do diod LED.

Standardowa czerwona lub pomarańczowa dioda LED ma próg U od 1,6 do 2,1 V, dla żółtych lub zielonych diod LED napięcie wynosi od 2,0 do 2,4 V, a dla niebieskich, różowych lub białych napięcie to wynosi około 3,0 do 3,6 V. Poniższa tabela zawiera kilka typowych napięć. Wartości w nawiasach odpowiadają najbliższej znormalizowanejwartości w serii E24.

Specyfikacje napięcia zasilania dla diod LED są pokazane w poniższej tabeli.