Napájecí napětí LED. Jak zjistit napětí

2024 Autor: Trinity Chesterton | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-16 08:14

Výpočet napájecího napětí LED je nezbytným krokem pro jakýkoli projekt elektrického osvětlení a naštěstí je to snadné. Taková měření jsou nezbytná pro výpočet výkonu LED, protože potřebujete znát jeho proud a napětí. Výkon LED se vypočítá vynásobením proudu napětím. V tomto případě je třeba být extrémně opatrní při práci s elektrickými obvody, a to i při měření malých veličin. V článku se budeme podrobně zabývat otázkou, jak zjistit napětí, aby byla zajištěna správná funkce prvků LED.

Provoz LED

LED diody existují v různých barvách, jsou dvě a tři barvy, blikají a mění barvu. Aby uživatel mohl naprogramovat sekvenci provozu lampy, používají se různá řešení, která přímo závisí na napájecím napětí LED. Pro rozsvícení LED je potřeba minimální napětí (prahová hodnota), přičemž jas bude úměrný proudu. Napětí zapnutoLED se mírně zvyšuje s proudem, protože existuje vnitřní odpor. Když je proud příliš vysoký, dioda se zahřívá a shoří. Proto je proud omezen na bezpečnou hodnotu.

Rezistor je umístěn v sérii, protože mřížka diod potřebuje mnohem vyšší napětí. Pokud je U obráceno, neteče žádný proud, ale pro vysoké U (např. 20V) dojde k vnitřní jiskře (průrazu), která zničí diodu.

Jako u všech diod proud protéká anodou a vystupuje katodou. U kulatých diod má katoda kratší drát a tělo má katodovou boční desku.

Závislost napětí na typu žárovky

S rozšiřováním vysoce svítivých diod LED navržených tak, aby poskytovaly náhradní lampy pro komerční a vnitřní osvětlení, dochází ke stejnému, ne-li ještě většímu, rozšiřování energetických řešení. Se stovkami modelů od desítek výrobců je obtížné porozumět všem permutacím vstupního/výstupního napětí LED a hodnot výstupního proudu/výkonu, nemluvě o mechanických rozměrech a mnoha dalších funkcích pro stmívání, dálkové ovládání a ochranu obvodu.

Na trhu je mnoho různých LED diod. Jejich rozdíl je dán mnoha faktory při výrobě LED. Polovodičový make-up je faktorem, ale výrobní technologie a zapouzdření také hrají hlavní roli při určování výkonu LED. První LED diody byly kulatéjako modely C (průměr 5 mm) a F (průměr 3 mm). Poté byly implementovány obdélníkové diody a bloky, které kombinují několik LED (sítí).

Hemisférický tvar je trochu jako lupa, která určuje tvar světelného paprsku. Barva vyzařovacího prvku zlepšuje difúzi a kontrast. Nejběžnější označení a tvar LED:

A: červený průměr 3mm v držáku pro CI.
B: 5mm červený průměr použitý na předním panelu.
C: fialová 5mm.
D: dvoubarevná žlutá a zelená.
E: obdélníkový.
F: žlutá 3mm.
G: bílá vysoký jas 5 mm.
H: červená 3mm.
K- anoda: katoda, označená plochým povrchem v přírubě.
F: 4/100mm anodový spojovací vodič.
C: Reflexní pohár.
L: Zakřivený tvar, který působí jako lupa.

Specifikace zařízení

Souhrn různých parametrů LED a napájecího napětí je ve specifikacích prodejce. Při výběru LED pro konkrétní aplikace je důležité pochopit jejich rozdíl. Existuje mnoho různých specifikací LED, z nichž každá ovlivní výběr konkrétního typu. Specifikace LED jsou založeny na barvě, U a proudu. LED diody mají tendenci poskytovat jednu barvu.

Barva vyzařovaná LED je definována její maximální vlnovou délkou (lpk), což je vlnová délka, která má maximální světelný výkon. Typické změny procesu dávají vrcholové změny vlnové délky až ±10 nm. Při výběru barev ve specifikaci LED je třeba si uvědomit, že lidské oko je nejcitlivější na odstíny nebo barevné variace kolem žluté/oranžové oblasti spektra – od 560 do 600 nm. To může ovlivnit výběr barvy nebo polohy LED diod, což přímo souvisí s elektrickými parametry.

proud a napětí LED

Během provozu mají LED diody daný pokles U, který závisí na použitém materiálu. Napájecí napětí LED v lampě závisí také na aktuální úrovni. LED diody jsou proudově řízená zařízení a úroveň světla je funkcí proudu, jeho zvýšením se zvyšuje světelný výkon. Je nutné zajistit, aby provoz zařízení byl takový, aby maximální proud nepřekročil povolenou mez, což může vést k nadměrnému odvodu tepla uvnitř samotného čipu, snížení světelného toku a zkrácení životnosti. Většina LED vyžaduje externí odpor omezující proud.

Některé LED mohou obsahovat sériový rezistor, takže je vyžadováno jaké napětí pro napájení LED diod. LED diody neumožňují velké inverzní U. Nikdy by nemělo překročit svou udávanou maximální hodnotu, která je obvykle dost malá. Pokud existuje možnost zpětného U na LED, pak je lepší zabudovat ochranu do obvodu, aby nedošlo k poškození. Obvykle se může jednat o jednoduché diodové obvody, které poskytnou adekvátní ochranu jakékoli LED. Nemusíte být profík, abyste to dostali.

Napájení pro LED diody

Osvětlovací LED diody jsou napájeny proudem a jejich světelný tok je úměrný proudu, který jimi protéká. Proud souvisí s napájecím napětím LED diod v lampě. Několika diodami zapojenými do série protéká stejný proud. Pokud jsou zapojeny paralelně, dostává každá LED stejné U, ale protéká jimi jiný proud v důsledku rozptylového efektu na charakteristiku proud-napětí. Výsledkem je, že každá dioda vydává jiný světelný výstup.

Při výběru prvků proto musíte vědět, jaké napětí mají LED diody. Každá vyžaduje ke své činnosti přibližně 3 volty na svých svorkách. Například série s 5 diodami vyžaduje přibližně 15 voltů na svorkách. K dodání regulovaného proudu s dostatečným U používá LEC elektronický modul zvaný driver.

Existují dvě řešení:

Externí ovladač nainstalovaný mimo svítidlo s bezpečnostním napájecím zdrojem s velmi nízkým napětím.
Interní, vestavěné do svítilny, tj. podjednotka s elektronickým modulem, který reguluje proud.

Tento ovladač může být napájen 230V (třída I nebo třída II) nebo Safety Extra Low U (třída III), jako je 24V.

Výhody výběru napětí LED

Správný výpočet napájecího napětí LED diod v lampě má 5 klíčových výhod:

Bezpečné ultranízké U, možná bez ohledu na topočet LED diod. LED musí být instalovány v sérii, aby byla zaručena stejná úroveň proudu v každé z nich ze stejného zdroje. V důsledku toho čím více LED, tím vyšší napětí na svorkách LED. Pokud se jedná o externí ovladač, pak by přecitlivělé bezpečnostní napětí mělo být mnohem vyšší.
Integrace ovladače uvnitř svítilen umožňuje kompletní instalaci systému s bezpečným extra nízkým napětím (SELV), bez ohledu na počet světelných zdrojů.
Spolehlivější instalace ve standardu kabeláže pro LED lampy zapojené paralelně. Ovladače poskytují dodatečnou ochranu zejména proti nárůstu teploty, což zaručuje delší životnost při respektování napájecího napětí LED pro různé typy a proudy. Bezpečnější uvedení do provozu.
Integrace napájení LED do driveru zabraňuje špatnému zacházení na poli a zlepšuje jejich schopnost odolat horkému zapojení. Pokud uživatel připojí LED světlo pouze k externímu ovladači, který je již zapnutý, může to způsobit přepětí LED, když jsou připojeny, a tím je zničit.
Snadná údržba. Jakékoli technické problémy jsou snadněji viditelné u LED žárovek se zdrojem napětí.

Výkon a rozptyl tepla

Když je pokles U na odporu důležitý, musíte zvolit správný odpor schopný rozptýlit požadovaný výkon. Spotřeba20 mA se může zdát málo, ale vypočítaný výkon naznačuje opak. Takže například pro pokles napětí 30 V musí rezistor rozptýlit 1400 ohmů. Výpočet ztrátového výkonu P=(Ures x Ures) / R, kde:

P - hodnota výkonu rozptýleného rezistorem, který omezuje proud v LED, W;
U - napětí na rezistoru (ve voltech);
R – hodnota odporu, Ohm.

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

1W LED zdroj by dlouho nevydržel přehřátí a 2W by také selhal příliš rychle. V tomto případě musí být dva odpory 2700Ω/0,5W (nebo dva odpory 690Ω/0,5W v sérii) zapojeny paralelně, aby se rovnoměrně rozložil odvod tepla.

Ovládání tepla

Nalezení optimálního příkonu pro váš systém vám pomůže dozvědět se více o řízení tepla potřebném pro spolehlivý provoz LED, protože LED generují teplo, které může být pro zařízení velmi škodlivé. Příliš mnoho tepla způsobí, že LED budou produkovat méně světla a také zkrátí životnost. Pro 1W LED se doporučuje hledat 3 čtvereční palce chladič pro každý watt LED.

V současnosti průmysl LED roste poměrně rychlým tempem a je důležité znát rozdíl v LED. Toto je obecná otázka, protože produkty se mohou pohybovat od velmi levných po drahé. Při nákupu levných LED diod musíte být opatrní, protože mohou fungovat.vynikající, ale zpravidla nefungují dlouho a rychle hoří kvůli špatným parametrům. Při výrobě LED diod výrobce uvádí v pasech charakteristiky s průměrnými hodnotami. Z tohoto důvodu kupující ne vždy znají přesné charakteristiky LED, pokud jde o světelný tok, barvu a propustné napětí.

Určení dopředného napětí

Než budete znát napájecí napětí LED, nastavte příslušná nastavení multimetru: proud a U. Před testováním nastavte odpor na nejvyšší hodnotu, abyste zabránili spálení LED. To lze provést jednoduše: upněte vodiče multimetru, upravte odpor, dokud proud nedosáhne 20 mA a upravte napětí a proud. K měření propustného napětí LED diod budete potřebovat:

LED diody k testování.
Zdrojová U LED s parametry vyššími než LED s konstantním napětím.
Multimetr.
Aligátorové svorky pro přidržení LED na testovacích vodičích za účelem určení napájecího napětí LED diod ve svítidlech.
Wires.
500 nebo 1000 ohmový proměnný odpor.

Primární proud modré LED byl 3,356 V při 19,5 mA. Pokud je použito napětí 3,6V, hodnota použitého odporu se vypočítá podle vzorce R=(3,6V-3,356V) / 0,0195A)=12,5 ohmů. Chcete-li měřit vysoce výkonné LED diody, postupujte podle stejného postupu a nastavte proud rychlým přidržením hodnoty na multimetru.

Měření napájecího napětí smd LED high> Výkon stejnosměrného proudu 350 mA může být trochu složitější, protože když se rychle zahřejí, U drasticky klesne. To znamená, že proud bude vyšší pro dané U. Pokud uživatel nemá čas, bude muset před dalším měřením ochladit LED na pokojovou teplotu. Můžete použít 500 ohmů nebo 1 kohmů. Chcete-li dosáhnout hrubého a jemného doladění, nebo zapojit do série proměnný odpor vyššího a nižšího rozsahu.

Alternativní definice napětí

Prvním krokem k výpočtu spotřeby energie LED je určení napětí LED. Pokud není po ruce žádný multimetr, můžete si prostudovat údaje výrobce a najít pas U bloku LED. Případně můžete odhadnout U na základě barvy LED, například napájecí napětí bílé LED je 3,5V.

Po změření napětí LED je určen proud. Lze jej měřit přímo multimetrem. Údaje výrobce udávají hrubý odhad proudu. Poté můžete velmi rychle a snadno vypočítat spotřebu energie LED. Chcete-li vypočítat spotřebu energie LED, jednoduše vynásobte U LED (ve voltech) proudem LED (v ampérech).

Výsledkem, měřeným ve wattech, je výkon, který LED diody spotřebují. Pokud má například LED dioda U 3,6 a proud 20 miliampérů, spotřebuje 72 miliwattů energie. V závislosti na velikosti a měřítku projektu mohou být hodnoty napětí a proudu měřeny v menších nebo větších jednotkách než základní proud nebo watty. Může být vyžadován převod jednotek. Při provádění těchto výpočtů mějte na paměti, že 1000 miliwattů se rovná jednomu wattu a 1000 miliampérů se rovná jednomu ampéru.

test LED s multimetrem

K otestování LED a zjištění, zda funguje a jakou barvu zvolit - se používá multimetr. Musí mít funkci testu diod, což je indikováno symbolem diody. Poté pro testování upevněte měřicí šňůry multimetru na nohy LED:

Zapojte černý kabel na katodě (-) a červený kabel na anodě (+), pokud uživatel udělá chybu, LED se nerozsvítí.
Dodávají malý proud do senzorů a pokud vidíte, že LED dioda mírně svítí, pak to funguje.
Při kontrole multimetru musíte vzít v úvahu barvu LED. Například test žluté (jantarové) LED – prahové napětí LED je 1636 mV nebo 1,636 V. Pokud je testována bílá LED nebo modrá LED, je prahové napětí vyšší než 2,5 V nebo 3 V.

Pro testování diody musí být indikátor na displeji mezi 400 a 800 mV v jednom směru a nesmí se zobrazovat v opačném směru. Normální LED diody mají prahovou hodnotu U, jak je popsáno v tabulce níže, ale pro stejnou barvu mohou mít významné rozdíly. Maximální proud je 50 mA, ale nedoporučuje se překročit 20 mA. Při 1-2 mA již diody dobře svítí. Threshold LED U

typ LED	V až 2 mA	V až 20 mA
Infračervené	1, 05	1.2
Napájecí napětí červené LED	1, 8	2, 0
Žlutá	1, 9	2, 1
Green	1, 8	2, 4
Bílá	2, 7	3, 2
Modrá	2, 8	3, 5

Když je baterie plně nabitá, je proud pouze 0,7 mA při 3,8 V. V posledních letech udělaly LED diody významný pokrok. Existují stovky modelů o průměru 3 mm a 5 mm. K dispozici jsou výkonnější diody o průměru 10 mm nebo ve speciálních pouzdrech a také diody pro montáž na desku plošných spojů délky až 1 mm.

Startovací LED ze střídavého napájení

LED diody jsou obecně považovány za stejnosměrná zařízení, která fungují na několik voltů stejnosměrného proudu. V aplikacích s nízkou spotřebou energie s malým počtem LED je to naprosto přijatelný přístup, jako jsou mobilní telefony napájené stejnosměrnou baterií, ale jiné aplikace, jako je lineární pásový osvětlovací systém rozprostírající se 100 m kolem budovy, nemohou s tímto uspořádáním fungovat.

Pohon stejnosměrného proudu trpí ztrátami vzdálenosti, což vyžaduje od začátku vyšší pohon U adalší regulátory, které ztrácejí energii. AC usnadňuje použití transformátorů ke snížení U na 240 V AC nebo 120 V AC z kilovoltů používaných v elektrických vedeních, což je pro DC mnohem problematičtější. Spuštění jakéhokoli typu LED se síťovým napětím (např. 120 V AC) vyžaduje elektroniku mezi napájecím zdrojem a samotnými zařízeními, aby bylo zajištěno konstantní U (např. 12 V DC). Schopnost řídit více LED je důležitá.

Společnost Lynk Labs vyvinula technologii, která umožňuje napájet LED ze střídavého napětí. Nový přístup spočívá ve vývoji AC LED, které lze ovládat přímo ze zdroje střídavého proudu. Mnoho samostatných LED svítidel má jednoduše transformátor mezi nástěnnou zásuvkou a svítidlem, který poskytuje požadované konstantní U.

Řada společností vyvinula LED žárovky, které se šroubují přímo do standardních objímek, ale vždy obsahují také miniaturní obvody, které převádějí střídavý proud na stejnosměrný, než jsou přivedeny k LED.

Standardní červená nebo oranžová LED má práh U 1,6 až 2,1 V, pro žluté nebo zelené LED je napětí od 2,0 do 2,4 V a pro modrou, růžovou nebo bílou je toto napětí přibližně 3,0 až 3,6 V. Níže uvedená tabulka uvádí některá typická napětí. Hodnoty v závorkách odpovídají nejbližší normalizovanéhodnoty v řadě E24.

Specifikace napájecího napětí pro LED diody jsou uvedeny v tabulce níže.