Mitä eroa LEDien virtalähteen ja ohjaimen välillä on: teoria ja käytäntö, kaikki mitä sinun tarvitsee tietää

Kirjoittajan huomautus: ”Verkolla on melko suuri määrä tietoa LED-tuotteiden voimasta, mutta valmistellessani materiaalia tätä artikkelia löysin sivustoilta paljon absurdia tietoja hakukoneiden tulosten yläosista. Tässä tapauksessa teoreettista perustietoa ja käsitteitä käsitetään joko kokonaan tai virheellisesti. "

LEDit ovat tehokkaimpia kaikista nykyisistä valonlähteistä. Tehokkuuden takana ovat myös ongelmat, esimerkiksi korkeaa vaatimusta heitä syöttävän virran vakaudelle, monimutkaisten lämpöolosuhteiden huono sietokyky (korotetuissa lämpötiloissa). Siksi tehtävänä on ratkaista nämä ongelmat. Katsotaan kuinka virtalähteen ja kuljettajan käsitteet eroavat toisistaan. Ensinnäkin, tutkitaan teoriaa.

Virtalähde ja jännitelähde

Virtalähde on sähköisen laitteen tai muun sähkölaitteen osan yleinen nimi, joka toimittaa ja säätelee sähköä tämän laitteen virran tuottamiseksi. Se voi sijaita erillisessä tapauksessa sekä laitteen sisällä että sen ulkopuolella.

kuljettaja - erikoislähteen, kytkimen tai tehonsäätimen yleinen nimi tietyille sähkölaitteille.

Virtalähteitä on kahta päätyyppiä:

• Jännitelähde.

• Nykyinen lähde.

Katsotaanpa niiden eroja.

Jännitelähde - tämä on sellainen virtalähde, jonka jännite ulostulossa ei muutu, kun lähtövirta muuttuu.

Ihanteelliselle jännitelähteelle sisäinen vastus on nolla ja lähtövirta voi olla äärettömän suuri. Todellisuudessa tilanne on erilainen.

Millä tahansa jännitelähteellä on sisäinen vastus. Tässä suhteessa jännite voi poiketa jonkin verran nimellisjännitteestä, kun tehokas kuorma kytketään (voimakas - pieni vastus, korkea kulutusvirta), ja lähtövirta määritetään sen sisäisellä laitteella.

Oikean jännitelähteen hätätoimintatila on oikosulku. Tässä tilassa virta kasvaa voimakkaasti, sitä rajoittaa vain virtalähteen sisäinen vastus. Jos virtalähteellä ei ole oikosulkusuojausta, se epäonnistuu

Nykyinen lähde - tämä on virtalähde, jonka virta pysyy asetettuna kytketyn kuorman vastuksesta riippumatta.

Koska nykyisen lähteen tarkoituksena on ylläpitää tiettyä nykyistä tasoa. Sitä varten hätäkäyttötila on lepotilassa.

Jos selität syyn yksinkertaisilla sanoilla, tilanne on seuraava: Oletetaan, että olet kytkenyt 1 ohmin kuorman, jonka resistanssi on 1 ohmi, virtalähteeseen, niin sen lähtöjännite asetetaan arvoon 1 voltti. 1 W: n teho erottuu.

Jos nostat kuormitusvastusta, sanoen, jopa 10 ohmiin, virta on 1A, ja jännite asetetaan jo 10V: ksi. Joten 10W virtaa jaetaan. Ja päinvastoin, jos vähennät resistanssia 0,1 ohmiin, virta on edelleen 1A, ja jännitteestä tulee 0,1V.

Tyhjäkäynti on tila, jossa mitään ei ole kytketty virtalähteen napoihin. Sitten voimme sanoa, että tyhjäkäynnillä kuormitusvastus on erittäin suuri (ääretön). Jännite kasvaa, kunnes virta on 1A. Käytännössä voit tuoda esimerkin tällaisesta tilanteesta auton sytytyspuolen.

Sytytystulpan elektrodien jännite nousee, kun kelan ensiökäämin virtalähdepiiri aukeaa, kunnes sen arvo saavuttaa kipinäraon jakojännitteen,jonka jälkeen virta virtaa kipinän läpi ja kelaan kertynyt energia häviää.

Virtalähteen oikosulku ei ole hätätoimenpide. Oikosulussa virtalähteen kuormitusvastus on nolla, ts. se on äärettömän pieni. Silloin jännite virtalähteen ulostulossa on sopiva tietyn virran virtaukselle, ja allokoitu teho on vähäinen.

Siirrymme eteenpäin harjoitteluun

Jos puhumme nykyaikaisesta nimikkeistöstä tai nimistä, jotka virtalähteille antavat enemmän markkinoijat kuin insinöörit, niin virtalähde yleisesti kutsutaan jännitelähteeksi.

Näitä ovat:

• Matkapuhelimen laturi (niissä arvojen muuntaminen tarvittavaan latausvirtaan ja -jännitteeseen suoritetaan latauslaitteen korttiin asennetuilla muuntimilla).

• Kannettavan tietokoneen virtalähde.

• Virtalähde LED-nauhoille.

Ohjain on nykyinen lähde. Sen pääasiallinen käyttö arkielämässä on yksilön ravitsemus LEDit ja LED-ryhmät molemmat ovat tavallisia suuritehoisia, 0,5 wattia.

LED-virta

Artikkelin alussa mainittiin, että LEDillä on erittäin korkeat tehovaatimukset. Tosiasia, että LED-virta saa virtaa. Tämä johtuu kaikkien puolijohdediodien virta-jänniteominaisuudet. Katsokaa häntä.

Kuvassa eriväristen diodien I-V ominaisuudet:

Tämä haaran muoto (lähellä paraboolia) johtuu puolijohteiden ja niihin johdettujen epäpuhtauksien ominaisuuksista sekä pn-liitoksen ominaisuuksista. Virta, kun diodiin syötetty jännite on melkein alle kynnyksen, ei kasva, tai pikemminkin sen kasvu on vähäinen. Kun jännite diodin navoissa saavuttaa kynnystason, virta alkaa nousta voimakkaasti diodin läpi.

Jos vastuksen läpi kulkeva virta kasvaa lineaarisesti ja riippuu resistanssista ja käytetystä jännitteestä, niin diodin läpi kulkevan virran lisäys ei noudata tätä lakia. Ja kun jännite kasvaa 1%, virta voi nousta 100% tai enemmän.

Lisäksi metallien vastus kasvaa lämpötilan noustessa, ja puolijohteissa päinvastoin, vastus vähenee ja virta alkaa kasvaa.

Selvittääksesi syyt sinun täytyy mennä syvemmälle ”Elektroniikan fysikaaliset perusteet” -kurssille ja selvittää latauskuljetuslajien tyypit, kaistaväli ja muut mielenkiintoiset asiat, mutta emme tee tätä, tutkimme näitä asioita lyhyesti bipolaaritransistoreita käsittelevässä artikkelissa.

Teknisissä eritelmissä kynnysjännite ilmoitetaan jännitteen pudotuksena eteenpäin suuntautuvassa esijännityksessä valkoisilla LEDillä, yleensä noin 3 volttia.

Ensi silmäyksellä saattaa vaikuttaa siltä, ​​että lampun suunnittelu- ja valmistusvaiheessa riittää virranrajoitinvastukset ja aseta vakaa jännite virtalähteen ulostuloon, ja kaikki on hyvin. Ne tekevät tämän LED-nauhoilla, mutta niitä syötetään stabiloiduista virtalähteistä, ja nauhoissa käytettyjen LEDien teho on usein * pieni, kymmenesosa tai sadasosa wattia.

* (jos emme puhu nauhoista ja nauhoista, joissa on 5730 LEDiä, lisätietoja SMD-merkkivalojen tyypeistä on artikkelissa - SMD-merkkivalojen tyypit, ominaisuudet ja merkinnät)

Tehokkaat LEDit, joita kuljettajien suositellaan syöttämään, kuumennetaan melko voimakkaasti. Esimerkiksi 1 W LED lämmitetään yli 50 asteen lämpötilaan muutamassa 5-15 sekunnissa toiminnasta ilman lämpöpatteria.

Jos tällaista LEDiä saa ohjain, jolla on vakaa lähtövirta, silloin kun LEDiä lämmitetään, sen läpi kulkeva virta ei kasva, mutta pysyy muuttumattomana, ja napojen jännite laskee hiukan tätä varten.

Ja jos virtalähteestä (jännitelähteestä), lämmityksen jälkeen, virta kasvaa, josta lämmitys on vielä voimakkaampaa.

On toinen tekijä - kaikkien LEDien (samoin kuin muiden elementtien) ominaisuudet ovat aina erilaisia.

Kuljettajan valinta: ominaisuudet, yhteys

Kuljettajan oikean valinnan vuoksi sinun on perehdyttävä sen teknisiin ominaisuuksiin, joista tärkeimmät ovat:

• Nimellinen lähtövirta;

• Enimmäisteho;

• Minimiteho. Ei aina ilmoitettu. Tosiasia, jotkut ohjaimet eivät käynnisty, jos heihin on kytketty tietyn virran pienempi kuorma.

Usein kaupoissa virran sijasta ne ilmaisevat:

• Nimellinen lähtövirta;

• Lähtöjännitealue (min.) V ... (maks.) V, esimerkiksi 3-15 V.

• Liitettyjen LEDien lukumäärä, jännitealueesta riippuen, kirjoitetaan (min) ... (max), esimerkiksi 1-3 LEDiä.

Koska virta kaikkien elementtien läpi on sama sarjaan kytkettäessä, LEDit kytketään siis sarjaan ohjaimeen.

Samaan aikaan ei ole toivottavaa (melko mahdotonta) kytkeä LED-valot ohjaimeen, koska LED-jännitteen pudotukset voivat vaihdella hieman ja toinen on ylikuormitettu, ja toinen, päinvastoin, toimii nimellismoodissa, joka on alhaisempi.

Ei ole suositeltavaa kytkeä enemmän LED-valoja kuin kuljettajan suunnittelu määrittelee. Tosiasia, että millä tahansa virtalähteellä on tietty suurin sallittu teho, jota ei voida ylittää. Ja jokaisen LED: n ollessa kytkettynä stabiloituun virtalähteeseen, lähtöjen jännite kasvaa noin 3 V (jos LED on valkoinen), ja teho on tavalliseen tapaan yhtä suuri kuin virta jännitteeseen.

Tämän perusteella voimme päätellä, että jotta voisit ostaa oikean ohjaimen LEDille, sinun on määritettävä LEDien kuluttama virta ja niihin kuuluva jännite ja valittava ohjain parametrien mukaan.

Esimerkiksi, tämä ohjain tukee jopa 12 suuren tehon merkkivalon kytkemistä 1 W: tä kohden, kulutusvirta on 0,4A.

Tämä tuottaa virran 1,5A ja jännitteen 20-39V, mikä tarkoittaa, että voit kytkeä siihen esimerkiksi ledin, jonka jännite on 1,5A, 32-36V ja tehon 50W.

johtopäätös

Ohjain on yksi tyyppisistä virtalähteistä, jotka on suunniteltu tuottamaan LED-valot tietyllä virralla. Periaatteessa sillä ei ole väliä mitä tätä virtalähdettä kutsutaan. Virtalähteitä kutsutaan 12 tai 24 voltin LED-nauhojen virtalähteiksi. Ne voivat tuottaa minkä tahansa virran, joka on maksimiarvon alapuolella. Kun tiedät oikeat nimet, et todennäköisesti tee virhettä ostaessasi tavaroita kaupoista, eikä sinun tarvitse muuttaa sitä.

Comments

[#1 Faza]

Muista))

[#2 Oleg]

Hyödyllinen artikkeli.

[#3 Oleg]

Kiitos johtajan sekoittamasta aiheen selkeästä esittelystä.

[#4 Anatoly]

Se on ymmärrettävää)) muuten tein pöydän taustavalaistuksen arduinolla PWM-moduulin kautta, johon kytkein virtalähteen (!) Radiopuhelimesta))), mutta se osoittautuu mahdottomaksi)) tai ei-toivottavaa.

[#5 Alex sappi]

En tiedä mitä minulle tuntemattomat "johtajat" sanoivat artikkelin kirjoittajalle))), mutta tämä artikkeli syntyy loogisten ja teknisten epäjohdonmukaisuuksien kanssa. Miksi kirjoittaja veti täällä myös auton kynttilöitä - en ymmärrä ollenkaan. Tunne, että kirjailija ei myöskään ymmärrä tätä. Hyvä prosenttiosuus 70: stä tästä artikkelista heitä pois ja jättää vain "käytännöllinen osa" joihinkin tarkistuksiin, niin se on todennäköisesti todella ymmärrettävä. ”Teoreettiset” tiedot nykyisistä lähteistä ja jännitelähteistä tulisi heittää pois epäonnistumattomasti, koska tyhmyys on täydellinen, kun sitä tarkastellaan suhteessa artikkelin pääaiheeseen, johon tällä ”teorialla” ei ole mitään tekemistä.
Kirkas esimerkki tästä on sytytyspuolen mainitseminen. Ja tässä on nykyinen lähde? Ei mitään tekemistä sen kanssa, ja sillä ei ole mitään tekemistä nykyisen lähteen kanssa, täysin erilainen periaate.
Itse asiassa kaikki on yksinkertaisempaa.Ei ole olemassa virtalähteitä tai jännitelähteitä, joilla olisi tekijöiden kuvaamia ominaisuuksia käytännössä. On olemassa tavanomaisia ​​teholähteitä, joiden lopullinen teho (voidaan puhua nimellisteholta) tuottavat suunnittelijoiden tarjoaman jännitteen. Virta riippuu kuormitusvastuksesta ja voimasta, jonka tämä virtalähde pystyy toimittamaan.
yksinkertainen real virtalähteellä (tai jännitteellä, joka on periaatteessa sama tapauksessamme) on epävakaa lähtöjännite, joka vaihtelee kuormavirran mukaan. Käyttämällä melko yksinkertaista elektronista piiriä, voimme vakauttaa virtalähteen lähtöjännitteen tai vakauttaa lähtövirran.
Periaatteessa kuljettaja toimii myös tällaisen vakaajan kanssa. Sitä tarvitaan silloin, kun lähteen jännite on epävakaa ja jatkuvasti muuttuva, esimerkiksi käytettäessä autoa, jossa generaattorin jännite voi muuttua ja on yleensä korkeampi kuin laskettu 12V.
Jos virranvakainta tarvitaan ja kun tarvitaan jännitettä, ne käyttävät yleensä jännitteenvakauttamista, se on helpompaa. Ja se on loogisempaa valaistukselle, kun LED-lamppujen nimellisarvo on jo tietty.

PWM-moduulia voidaan myös käyttää, ja sitä käytetään aktiivisesti kirkkauden säätämiseen esimerkiksi monitorien ja televisioiden taustavalossa. Se, että tämä on "ei-toivottua" näyttöjen valmistajat eivät tiedä mitään))) tai eivät halua tietää, koska tämä on helpoin ja halvin tapa.

Se ei ehkä ole niin yksityiskohtainen kuin artikkelissa))) ja hieman sotkuinen, mutta jossain määrin liian yksinkertaistettu, mutta (minusta tuntuu) tarkemmin.

[#6 Dmitry]

Olen täysin samaa mieltä edellisen kommentin kanssa. Artikkelissa ei vain selitetä aiheen ydintä, vaan se on myös harhaanjohtava!

[#7 Marat]

Artikkelin on todella kirjoittanut henkilö, joka ymmärtää mistä kirjoittaa (tätä tapahtuu nyt harvoin). Sain henkilökohtaisesti tyhjentävän vastauksen kysymykseeni. Kiitos

[#8 Paavali]

Kiitos kommentista! Kuinka moni ei lukenut kuvauksia siitä, mistä nykyinen lähde on, ja kaikki kuvaukset eivät olleet samaa mieltä loogisten johtopäätösteni kanssa, ja kommenttisi ansiosta kaikki tuli yhteen, kuvailisit nykyistä lähdettä juuri sellaisena kuin ymmärsin sen. Kiitän viidennen kommentin kirjoittajaa Alex Gallia.

[#9 Eugene]

Aleksei, kerro minulle, tarvitaanko nauhaa ws2815 12 voltin diodeilla, tarvitaanko ohjainta, jolla on virranrajoitus, tai virtalähdettä, jolla on jänniterajoitus? Eikö teipillä ole virtaa rajoittavaa vastusta?