Каква е разликата между захранването и драйвера за светодиодите: теория и практика, всичко, което трябва да знаете

Бележка на автора: „В мрежата има доста голям обем информация за мощността на LED продуктите, но когато подготвях материала за тази статия, открих много абсурдна информация в сайтове от върха на резултатите от търсачките. В този случай има или пълно отсъствие, или неправилно възприемане на основна теоретична информация и концепции. "

Светодиодите са най-ефективният от всички обичайни източници на светлина до момента. Проблемите също се крият зад ефективността, например, високото изискване за стабилност на тока, който ги захранва, и лошата поносимост на сложните термични работни условия (при повишени температури). Оттук и задачата за решаване на тези проблеми. Нека да видим как се различават концепциите за захранване и драйвер. Като начало, нека се задълбочим в теорията.

Източник на ток и напрежение

Захранване е обобщеното наименование на част от електронно устройство или друго електрическо оборудване, което доставя и регулира електричество за захранване на това оборудване. Той може да бъде разположен както в устройството, така и извън него, в отделен калъф.

шофьор - общото наименование на специализиран източник, превключвател или регулатор на мощността за конкретно електрическо оборудване.

Има два основни типа източници на енергия:

• Източник на напрежение

• Източник на ток.

Нека да разгледаме различията им.

Източник на напрежение - това е такъв източник на енергия и напрежението, на изхода на което не се променя, когато изходният ток се промени.

За идеален източник на напрежение вътрешното съпротивление е нула и изходният ток може да бъде безкрайно голям. В действителност ситуацията е друга.

Всеки източник на напрежение има вътрешно съпротивление. В тази връзка напрежението може да се отклони донякъде от номиналното напрежение, когато е свързан мощен товар (мощен - ниско съпротивление, висок консумационен ток), а изходният ток се определя от неговото вътрешно устройство.

За реален източник на напрежение аварийният режим на работа е режим на късо съединение. В този режим токът се увеличава рязко, той е ограничен само от вътрешното съпротивление на източника на енергия. Ако захранването няма защита от късо съединение, то ще се провали

Източник на ток - това е източник на енергия, чийто ток остава зададен независимо от съпротивлението на свързания товар.

Тъй като целта на текущия източник е да поддържа дадено текущо ниво. Аварийният режим за него е неактивен.

Ако обясните причината с прости думи, тогава ситуацията е следната: да речем, че сте свързали товар с 1 ом със съпротивление 1 ома към източника на ток, тогава напрежението на неговия изход ще бъде настроено на 1 волт. Мощност от 1 W ще изпъкне.

Ако увеличите съпротивлението на натоварването, да речем, до 10 ома, токът ще бъде 1А, а напрежението вече ще бъде настроено на 10V. Така ще бъдат разпределени 10W мощност. И обратно, ако намалите съпротивлението до 0,1 Ohm, токът все още ще бъде 1A, а напрежението ще стане 0,1V.

На празен ход е условието, когато нищо не е свързано към клемите на източника на захранване. Тогава можем да кажем, че на празен ход съпротивлението на товара е много голямо (безкрайно). Напрежението ще се увеличава, докато не тече ток от 1А. На практика за пример на подобна ситуация можете да донесете бобината за запалване на автомобил.

Напрежението в електродите на запалителната свещ, когато веригата на захранване на първичната намотка на бобината се отвори, нараства, докато нейната стойност достигне напрежението на разрушаване на искрата,след което през искрата тече ток и енергията, натрупана в намотката, се разсейва.

Състояние на късо съединение за източник на ток не е аварийна операция. В случай на късо съединение, съпротивлението на натоварването на захранването има тенденция към нула, т.е. тя е безкрайно малка. Тогава напрежението на изхода на източника на ток ще бъде подходящо за потока на даден ток, а разпределената мощност е незначителна.

Нека да преминем към практика

Ако говорим за съвременна номенклатура или имена, които се дават на източници на енергия от търговци, а не от инженери, тогава захранване често наричан източник на напрежение.

Те включват:

• Зарядно за мобилен телефон (в тях преобразуването на стойностите в необходимия заряден ток и напрежение се извършва от преобразуватели, инсталирани на платката на зареждащото устройство).

• Захранващият блок за лаптопа.

• Захранване за LED лента.

Драйверът е източник на ток. Основната му употреба в ежедневието е храненето на индивида Светодиоди и LED масиви и двете са обикновени с висока мощност от 0,5 вата.

LED захранване

В началото на статията беше споменато, че светодиодът има много високи изисквания за мощност. Факт е, че светодиодът се захранва от ток. Това се дължи на токово напрежение характеристика на всички полупроводникови диоди, Погледнете я.

На снимката I-V характеристики на диоди с различни цветове:

Тази форма на клона (близо до парабола) се дължи на характеристиките на полупроводниците и примесите, които се въвеждат в тях, както и на характеристиките на pn кръстовището. Токът, когато напрежението, приложено към диода, е почти по-малко от прага, не се увеличава, или по-скоро, растежът му е незначителен. Когато напрежението в клемите на диода достигне прагово ниво, токът започва рязко да се повишава през диода.

Ако токът през резистора расте линейно и зависи от неговото съпротивление и приложеното напрежение, тогава увеличаването на тока през диода не се подчинява на този закон. И с увеличаване на напрежението с 1%, токът може да се увеличи със 100% или повече.

Плюс това при металите съпротивлението се увеличава с повишаване на температурата, а в полупроводниците, напротив, съпротивлението намалява и токът започва да расте.

За да разберете причините за това, трябва да влезете по-задълбочено в курса „Физически основи на електрониката“ и да разберете за видовете носители на заряда, пропастта в лентата и други интересни неща, но няма да направим това, разгледахме накратко тези проблеми в статия за биполярни транзистори.

В техническите спецификации праговото напрежение се обозначава като спад на напрежението в предни отклонения за бели светодиоди, обикновено около 3 волта.

На пръв поглед може да изглежда, че на етапа на проектиране и производство на лампата е достатъчно токови ограничителни резистори и задайте стабилно напрежение на изхода на захранването и всичко ще бъде наред. Те правят това на LED ленти, но се захранват от стабилизирани източници на енергия, а мощността на светодиодите, използвани в лентите, често е * малка, десети или стотни от ват.

* (ако не говорим за ленти и ленти с 5730 светодиоди, за повече информация за видовете SMD светодиоди, вижте статията - Видове, характеристики и етикетиране на SMD светодиоди)

Мощните светодиоди, които се препоръчват да се захранват от водачите, се нагряват доста силно. Например, 1W светодиод се нагрява до температура над 50 градуса за няколко 5-15 секунди работа без радиатор.

Ако такъв светодиод се захранва от драйвер със стабилен изходен ток, тогава когато светодиодът се нагрява, токът през него няма да се увеличи, а ще остане непроменен, а напрежението в неговите клеми ще намалее леко за това.

И ако от захранващия блок (източник на напрежение), след нагряване токът ще се увеличи, от което отоплението ще бъде още по-силно.

Има и друг фактор - характеристиките на всички светодиоди (както и на други елементи) винаги са различни.

Избор на драйвер: характеристики, връзка

За правилния избор на водача е необходимо да се запознаете с техническите му характеристики, основните от които са:

• Номинален изходен ток;

• Максимална мощност;

• Минимална мощност. Не винаги е посочено. Факт е, че някои драйвери няма да стартират, ако към тях е свързан товар, по-малък от определена мощност.

Често в магазините вместо захранване те посочват:

• Номинален изходен ток;

• Обхватът на изходните напрежения под формата на (мин.) V ... (макс.) V, например 3-15V.

• Броят на свързаните светодиоди, в зависимост от обхвата на напрежението, се записва като (min) ... (max), например 1-3 светодиода.

Тъй като токът през всички елементи е един и същ, когато е свързан последователно, следователно светодиодите са свързани последователно към драйвера.

В същото време е нежелателно (по-скоро невъзможно) да свържете светодиодите към драйвера, защото спада на напрежението върху светодиодите може да варира леко и единият ще бъде претоварен, а вторият, напротив, ще работи в по-нисък номинален режим.

Не се препоръчва да свързвате повече светодиоди, отколкото се определя от дизайна на водача. Факт е, че всеки източник на енергия има определена максимална допустима мощност, която не може да бъде надвишена. И с всеки светодиод, свързан към стабилизиран източник на ток, напрежението на неговите изходи ще се увеличи с около 3V (ако светодиодът е бял), а мощността ще бъде равна, както обикновено, на тока към напрежението.

Въз основа на това заключаваме, че за да закупите правилния драйвер за светодиоди, трябва да определите тока, който светодиодите консумират, и напрежението, което пада върху тях, и да изберете драйвера според параметрите.

Например този драйвер поддържа свързване до 12 светодиода с висока мощност на 1W, с консумационен ток от 0,4А.

Този произвежда ток от 1.5A и напрежение от 20 до 39V, което означава, че можете да се свържете към него, например, 1,5A, 32-36V LED с мощност 50W.

заключение

Драйверът е един от видовете захранване, проектиран да осигурява светодиоди с даден ток. По принцип няма значение как се нарича този източник на енергия. Захранванията се наричат ​​захранващи устройства за LED ленти от 12 или 24 волта, те могат да произвеждат всеки ток под максималния. Знаейки правилните имена, е малко вероятно да направите грешка, когато купувате стоки в магазините и няма да се налага да я променяте.