Напряжение светодиодных ламп | Te4h

Мы привыкли, что лампы накаливания работают от сети с переменным напряжением 220 вольт. Есть, конечно, и другие лампы накаливания, работающие от меньшего напряжения, но и свечение там тоже намного меньше. Здесь можно наблюдать зависимость — чем меньше напряжение светодиодного освещения, тем меньше света получаем от лампы. Но светодиодные лампы работают совсем по-другому. Для светодиода неважно напряжение, сила свечения зависит только от тока, проходящего через диод. В этой статье мы рассмотрим на каком напряжении могут работать светодиодные лампы, а также затронем ток светодиодных ламп.

Содержание статьи:

Напряжение светодиодных ламп

Я думаю что большинство людей давно закончивших школу и не имеющих дела с электричеством еще тогда забыли чем принципиально отличается ток от напряжения. А это желательно понимать.

Во многих книгах для пояснения разницы между током и напряжением проводится аналогия с водопроводной трубой. Но мне не очень нравится это сравнение. Любой предмет, брошенный из определенной высоты будет падать и в определенный момент достигнет поверхности земли. Его притягивает гравитация. Так вот напряжение — это сила, которая заставляет двигаться ток, как и гравитация притягивает предметы. А вот сила тока, если продолжить аналогию, это размер предмета, чем больше, тем сильнее ударит. Гравитация, как и напряжение не убьет если не будет предмета (тока).

А теперь вернемся к светодиодным лампам. Один светодиод или светодиодный чип, это вид полупроводника, который может пропускать ток только в одном направлении. Светодиоды могут работать от напряжения 4-12 Вольт. И даже больше, светодиодам нужно постоянное напряжение для нормальной работы. Но в стандартной электрической сети совсем другие условия.

В светодиодных лампах несколько светодиодов объединяются последовательно в один массив, и все они получают ток светодиодной лампы от общего блока питания. У многих светодиодных ламп, работающих от напряжения сети внутри есть специальное устройство, драйвер, который включает выпрямитель для преобразования переменного тока в постоянный, трансформатор, чтобы снизить очень высокое входящее напряжение, а также, возможно, стабилизационный компонент, чтобы уменьшить колебания тока.

Большинство современных светодиодных ламп, которые предназначены для домашнего использования и промышленности предназначены для напряжения питания 110-220 Вольт. Это достигается путем объединения нескольких чипов, как сказано выше. За остальное понижение напряжения и получение постоянного тока отвечает драйвер, встроенный в каждую лампу.

Но если у такой лампочки нет встроенного драйвера, а вы хотите запустить ее от обычной сети, вам потребуется внешнее устройство, которое будет выполнять те же функции, обеспечит нужное напряжение светодиодных ламп и выпрямит ток светодиодной лампы.

Стандартные настенные адаптеры, рассчитанные для другого оборудования, не подойдут, они не спалят светодиоды, но использовать их не рекомендуется. Они могут вызвать мерцание из-за неправильной светодиодной нагрузки, а также сокращают срок службы лампы. Поэтому нужно использовать драйверы, разработанные только для вашего вида ламп.

В последнее время появились светодиоды, работающие от переменного напряжения. Но так как светодиоды пропускают ток только в одну сторону, по своей природе они все равно остались устройствами, работающими на постоянном токе. В них одна честь диода светится при положительном токе, вторая при отрицательном цикле. Таким образом, мы получаем однородное свечение. Но для таких ламп тоже нужен драйвер, если они не приспособлены для работы от 220 вольт.

Ток светодиодных ламп

Яркость свечения светодиодных ламп зависит от тока, который будет проходить через сам диод. Это позволяет очень легко управлять яркостью таких ламп. Здесь подходит тот же принцип регулировки яркости что и для обычных ламп накаливания, изменяем силу тока — изменяется яркость. Но тут возникает одна проблема, в каждой лампе, которая будет работать от сети переменного напряжения встроен драйвер, который будет препятствовать изменению яркости. Поэтому если драйвер не поддерживает такую опцию регулировать яркость нельзя.

Потребление лампой электричества тоже зависит от тока и пропускаемого напряжения. Сила тока, с которой может работать лампа обычно указана на упаковке. Это может быть от 10-100 мА. Если же не указано и вам нужно знать этот параметр, его очень просто рассчитать по формуле:

I=(Р/U)*1000

Здесь I — это сила тока, P — потребляемая мощность и напряжение. Например, лампа на 220 вольт с потребляемой мощностью 12 Ватт будет иметь силу тока 54 мА. Рассчитанная сила тока может быть ниже, чем указанная на упаковке, потому что некоторые производители указывают на упаковке потребляемую мощность не самой лампы, а светодиода. Кроме светодиода, там есть еще резистор и другие компоненты, которым тоже нужно питание.

Выводы

В этой статье мы рассмотрели что такое напряжение светодиодных ламп, а также как влияет сила тока на их работу.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Оцените статью:

Загрузка…

Об авторе

Администратор te4h.ru, интересуюсь новыми технологиями, криптовалютой, искусственным интеллектом, свободным программным обеспечением и Linux.

Как определить на сколько вольт светодиод

Существует несколько методов как определить на сколько вольт светодиод. Один из них – довольно простой и не всегда срабатывает. Другой же – требует дополнительно аппаратуры и небольших познаний в электронике. В любом случае, они пользуются популярностью среди обладателей светодиодных лент, фонариков и других приспособлений.

Какими бывают светодиоды

Светодиод имеет массу обозначений (СД, СИД и LED). В основе такого устройства лежит небольшой полупроводниковый кристалл. Когда через него проходит электроток – происходит выброс фотонов, что приводит к свечению. Номинальное напряжение внутри такой конструкции позволяет определить, какой напряжение способен выдержать диод и какое необходимо для его нормальной работы. Используя эти значения, можно узнать на сколько вольт светодиоды в фонарике и в лампе.

Из неорганических полупроводниковых веществ создаются красные и желтые, зеленые и синие – на основе индия-галлия и нитрада. Различаются по сфере применения: для индикации и освещения. Вторые мощные и считаются отдельным осветительным прибором. Первые же используются в различных устройствах удаленного доступа: пульты, мобильные телефоны и другие.
Для освещения зачастую используются диоды, светящиеся белый светом. В зависимости от их мощности, подсветка может быть яркой или тусклой. Используются для домов и квартир, торговых центров и общественных заведений. По цвету их делят на: холодный, теплый и нейтральный оттенок. Классифицируются дополнительно по способу монтажа.
Светодиоды обладают различными параметрами мощности и напряжения. От этого зависит качество освещение, использование дополнительных блоков питания. Если неверно подобрать источник энергии – это может привести к малому эксплуатационному сроку полупроводников и быстрой поломке. Несколько указанных способов помогут определить напряжение в светодоиодах.

Первый метод: узнать теоретическим способом на сколько вольт рассчитан светодиод

Внешние признаки – отличная возможность, как узнать на сколько вольт бывают светодиоды. В этом случае Вам поможет цвет свечения, форма и размеры полупроводникового прибора. Примеси различных химических элементов дают определенное свечение: начиная от красного и заканчивая желтым. Также существуют прозрачные модели, в которых определить параметры вольтажа можно только с мультиметром. Для того, чтобы узнать нужный параметр, нужно выполнить такие действия:

— Тестер нужно выставить на «Проверка обрыва»;
— Используйте щупы, чтобы прикоснуться к выходу светодиода;
— Несильное свечение кристалла поможет понять напряжение, которое есть в диоде
Окрашены они в разный цвет не случайно – при помощи внешних значений, можно определить примерное значение тока. Утверждать, что эти значения абсолютно верны – не стоит. Цвета стандартизированы и используются в условиях производства, вне зависимости от марки и производителя. Например, красный обладает напряжение до 2 В, а зеленый до четырех. Благодаря подобным обозначениям, можно не только узнать сколько вольт он потребляет, но и сколько вольт выдержит светодиод.

На некоторых моделях Вы сможете рассмотреть количество кристаллов, влияющих на тип самого полупроводникового устройства. В корпусе СМД расположено несколько полупрозрачных кристаллов, соединяясь – они выдают определенный свет. Часто используются в лампах на 220 В.
Последним, теоретическим способом сколько вольт потребляет светодиод, является программное обеспечение. Вы можете воспользоваться программами, которые содержат в себе целую базу данных. Введя уже известные параметры и цвет, Вы получите приблизительные данные. Далеко не всегда они верны, поэтому от теории переходим к практике.

Второй метод: практический

Это самый точный, но трудоемкий способ, как узнать на сколько вольт бывают светодиоды. Проведя тестирование, Вы сможете узнать параметры падения напряжения и значение силы тока. Воспользовавшись полученными данными, можно долгое время использовать полупроводник и подобрать для него нужное напряжение.
Для тестирования Вам понадобится:
— Вольтметр;
— Мультиметр;
— Двенадцати ватный блок питания;
— Резистор от 510 Ом
Принцип действия такой же, как и ранее – необходимо узнать номинальный ток. Соберите небольшую схему с резистором и вольтметром. Напряжение увеличивают до того момента, пока кристалл не загорится достаточно ярким светом. При достижении порогового значения – показания спадают и перестают расти. После этого необходимо снимать показания электрода.
В некоторых случаях свечения может не быть, например, до 2 В. Обнаружить инфракрасный диод можно: излучатель направляется на включенную камеру мобильного телефона. На экране может возникнуть белое пятно, которое и будет инфракрасным диодом.
Схему можно собрать и из подручных средств: вместо блока питания взять обыкновенную батарейку на 9 Вольт, вместо источников питания – стабилизатор сетевого напряжения. Подобная схема может не выдать номинального значения, но вполне способна показать достаточно примерные. Если характеристики неизвестны, нужно сразу же рассчитать значения светодиода, чтобы предупредить его выход из строя.

Характеристика светодиодов: напряжение, ток, мощность, светоотдача

Давно прошли те времена, когда светодиоды применялись исключительно в качестве световых индикаторов. Сегодня это достойная альтернатива привычным в быту и промышленных условиях лампам накаливания. Благодаря расширяющемуся спектру применения LED-приборов открывается безграничный простор в сфере наполнения искусственным светом улиц и помещений. Сегодня поговорим об этом на beton-area.com.

Разновидности светоизлучающих диодов

В основе работы LED-приборов лежит процесс пропускания фотонов через полупроводниковый кристаллик. Именно от применяемого материала зависит цвет возникающего свечения. Совсем не светофильтры делают свечение красным или синим.

Увеличения интенсивности светового излучения добиваются с помощью специальных присадок или способом создания нескольких слоев — внутрь помещают нитрид алюминия.

Цвет свечения светодиодов зависит от материала кристалла

Светодиоды делят на две группы по способу применения:

• Индикация и декорация. К этой категории относятся цветные светодиоды. Их помещают в просвечивающийся корпус. Для управления техникой на расстоянии применяют модели с инфракрасными индикаторами.
• Освещение. В этом случае используют LED-источники белого свечения. Соответственно потребностям подбирают теплые или холодные оттенки.

По способу монтажа выделяют осветительные светодиоды:

• SMD. При такой модификации кристаллик расположен на специальной подложке, которая помещается в корпус. Контакты соединяются. При поломке одного кристаллика его заменяют, восстанавливая работу всей системы.

• ОСВ. В таком устройстве множество кристаллов размещены на одной плате. Все они покрытых люминофором. Степень свечения таких ламп высокая, а производство недорогое. Систему придется заменить полностью даже при выходе из строя всего одного светодиода.

Общая характеристика LED-источников

Как выбрать светодиод нужной конфигурации? Для этого важно разобраться в основных характеристиках. Одна из них — ток потребления. Под эту величину подбираются стабилизаторы и ограничители. Для расчетов нужно знать напряжение. Чтобы эффективно заменить LED-источниками лампы накаливания нужно вычислить мощность.

При создании определенного интерьера важно учитывать размер светоизлучающего диода, а также оттенок светового потока. Имея дело с LED-источниками, принято брать во внимание угол свечения. Разобравшись в перечисленных параметрах, можно подобрать наиболее подходящий светодиод.

При выборе светодиодов важно учитывать такие характеристики: сила тока, напряжение, мощность, эффективность, угол свечения, размер устройства

Ток потребления LED

Стабилизаторы тока очень важны в работе светодиодов. Даже небольшое колебание величины тока в большую сторону приведет к изменению излучаемого кристаллами светового оттенка на более холодный и преждевременному выходу осветительного устройства из строя. Значительный скачок электрического тока приводит к мгновенному перегоранию диода.

LED –лампы всегда снабжают стабилизаторами для преобразования тока. Отдельный светоизлучающий диод нужно подключать с применением резистора для ограничения тока.
Для одного кристалла обычно необходим ток в 0,02 А. Для четырех кристаллов потребуется соответственно больший показатель — 0,08 А.

Светодиоды будут долго и слаженно работать только с применением ограничителя тока

Совет! Очень важно правильно подобрать ограничительный резистор для светодиода. Облегчить процедуру поможет специально разработанный калькулятор, находящийся в свободном доступе в интернете.

Напряжение на светодиоде

В случае с LED-источниками, говоря о напряжении, имеют в виду ту величину, которая остается после прохождения тока, так сказать, на выходе. Зная ее, определяют остаточное напряжение на кристалле.
Напряжение у светоизлучающих диодов зависит от материалов, применяемых в качестве полупроводников. Возможно ли определить это самостоятельно?

Приблизительное значение можно установить даже «на глаз». Так, если диод светит желтым или, к примеру, красным цветом — напряжение находится в пределах 1,8-2,4 Вольт. Его величина при синем свечении больше — приблизительно 3 Вольта.

Напряжение при синем свечении — 3 В

Важно! Ток должен соответствовать номинальному напряжению LED-источника. В противном случае часть из них может сгореть или выдавать менее яркое свечение.

Мощность и эффективность светодиодов

Как подобрать диодную замену лампы накаливания, ориентируясь на мощность? Часто можно встретить подробно расписанные таблицы, но все гораздо проще. Необходимо мощность лампы накаливания поделить на 8, и получим необходимую мощность светодиода. Так, вместо лампы мощностью 75 Вт необходимо подобрать светодиодный прибор, мощностью 10 Вт.

Необходимую мощность светодиода определяем делением мощности лампы накаливания на 8

В создании освещения с помощью системы светодиодов необходимо учитывать такой момент, как эффективность. Она рассчитывается путем деления показателя светового потока на мощность. У лампы накаливания он составляет 10-12 лм/Вт, а у светодиодного устройства — 130-140 лм/Вт.

Светоотдача, угол рассеивания

Что касается светоотдачи, то сравнить показатели принципиально разных устройств довольно сложно. Для ориентировки: светодиоды диаметром 5 мм дают световой поток 1-5 лм. Лампа накаливания на 70 Вт дает 750 лм.

Кроме прочего, заботясь об освещенности помещения, важно учитывать угол рассеивания. У светодиодов он может быть от 20 до 120 градусов. Самый яркий свет оказывается в центре угла, а к краям они рассеиваются. Таким образом, светодиоды часто подходят для освещения не целого помещения, а конкретного места. При этом не требуется больших затрат мощности.

Температура свечения светодиодов

На упаковке каждого светодиодного устройства для освещения имеется маркировка (4 цифры), обозначающая температуру свечения. 1800 К — это красный, 3300 К — желтый, а 7500 — синий. Для белого света применяются различные величины в зависимости от оттенка. Самые холодные находятся ближе к значению синего. Цветные светодиоды могут найти применение как декоративные элементы и в качестве приборов для досвечивания растений. А каково применение белых ламп?

• Теплый свет — для жилых домов, школ и офисов.
• Нейтральный (дневной) свет — для производственных построек.
• Холодный свет — наружное освещение и карманные фонарики.

Температура свечения светодиодов

SMD-диоды: сведения, типоразмеры

Аббревиатура SMD применяется для устройств поверхностного монтажа. Диодный чип при их производстве устанавливается на печатную плату. Эти последователи корпусных диодов, которые обошли предшественников по мощности излучаемого света, равномерному отводу тепла и другим характеристикам.

Подбор SMD осуществляют по размеру. Он представлен в виде четырехзначного числа. Например, SMD 3014 — это 3,0 мм × 1,4 мм. Основные параметры каждого из них разнятся. Наиболее популярные: SMD 2835, SMD 5050, SMD 5730.

Светодиоды SMD

SMD 2835

Структурной особенностью светодиодного модуля SMD 2835 является прямоугольная форма и, соответственно, достаточно широкая площадь излучения. Она выше, чем у формата 3528, имеющего круглую форму. Высота SMD 2835 — 0,8 мм, а светоотдача — 50 лм.

Светодиод SMD 2835

Светодиоды SMD 2835 характеризуются сверхпрочным корпусом, выдерживающим 240 С. За 3 тысячи часов функционирования происходит всего 5-процентная деградация излучения. Cветодиодный кристалл имеет t- 130 C. Max рабочий ток — 0,18 А. По температуре свечения SMD 2835 выпускается в четырех вариантах: от 4000 К до 7500 К. Для качественного освещения помещения важно знать, что SMD 2835 холодных оттенков светят ярче.

SMD 5050

Конструкция SMD 5050 включает три кристалла одинакового типа. Их параметры аналогичны параметрам предыдущего. Для долгой и слаженной работы поступающий ток должен быть в пределах 0,06 А.

Светодиод SMD 5050

Светоотдача SMD 5050 — 18-21 лм, напряжение — 3-3,3 В, мощность — 0,21 Вт. Цвет свечения не ограничивается оттенками белого. В одном приборе могут сочетаться сразу несколько цветов. SMD 5050 с помощью контроллеров можно настроить на плавное изменение цвета. Регулируется также яркость.

SMD 5730

Размеры корпуса SMD 5730 ясны из цифрового обозначения. Что касается деградации, то она составляет 1 % за 3000 часов. Такой важный во многих случаях показатель, как угол свечения, равен 120 градусам.

Этот тип светодиодов на фоне остальных выгодно отличает:

• использование новых высококачественных материалов;
• высокая мощность и эффективность;
• удлиненный срок службы;
• устойчивость в условиях сырости, вибрации и нестабильности температуры.

• Светодиод SMD 5730

SMD 5730 делят на два вида:

1. SMD 5730 – 0,5 Вт. Пост. ток — 0,15 А, импульс. — до 0,18 А; свет. поток — 45 лм.
2. SMD 5730 – 1 Вт. Пост. ток — 0,35 А, импульс.— 0, 8 А. свет. поток — 110 лм.

Светодиоды Cree — главные особенности

Американская компания Cree выпускает сверхмощными и сверхяркими светодиодами нового поколения. Одной из ведущих линейкой, выпускаемых компанией, является Xlamp. Здесь можно найти однокристальные и многокристальные модели. Первые компании удалось создать с увеличенным углом свечения, то есть хорошим освещением по краям.

XQ-E High Intensity (однокристальная серия) характеризуется таким особенностями: 3 В, 330 лм, 100-145 о, 1,6 × 1,6 мм.

Многокристальные отличаются высокой светоотдачей при небольших габаритах. По мощности их делят на группы:

1. до 4 Вт
2. свыше 4 Вт.

Сверхяркий многокристальный светодиод Cree

Подключение LED к 220 В

Подключение LED-приборов к сети 220 В производят по двум основным схемам:

1. Через драйвер. От мощности драйвера зависит количество светоизлучающих элементов, которые можно подключить. Резистор отсутствует.
2. С помощью блока питания. В схему включают резистор, иначе устройство быстро перестанет исполнять функцию. Очень важно подобрать резистор с соответствующим номиналом.

Принцип подключения LED-источника к сети 220 В

 

 

 

Сопротивление — принципы расчета для светодиодов

Формула сопротивления включает напряжение (U) и силу тока (I):

R = U/I

Разберем на стандартном примере подключения LED-источника с параметрами: 3 В и 0,02 А. По формуле получается 100 Ом. Полученный результат — ориентир в выборе ограничителя.

Во многих случаях рассчитанное по формуле сопротивление не относится к стандартным характеристикам резисторов. Например, может получиться величина в 128 Ом. Что делать тогда? В таком случае подбирать необходимо резистор с самым близким сопротивлением в большую сторону. Это хорошо скажется на ресурсе светодиода. Снижение светового потока будет минимальным — до 10 %.

Совет! Удобно проводить точные расчеты с помощью специально разработанных калькуляторов. Достаточно только правильно вбить параметры, чтобы получить сопротивление, которое должен иметь ограничитель.

Подключение светодиода с резистором

Можно применять как параллельное, так и последовательное подключение. При использовании более 5 разных по характеристике устройств нужно подбирать резистор под каждый. Если будет использоваться один на все — некоторые из светодиодов будут излучать менее мощный свет, а работа такого устройства не будет длительной. Это не относится к LED-источникам с одинаковыми параметрами.

При последовательном подключении вся цепь LED-устройств использует ток, необходимый для одного из них; при параллельном — требуемое для суммированного потребления каждого диода.

Подключение светоизлучающего диода к 12 В

Некоторые LED- приборы сконструированы с резистором. В этом случае можно совершенно без проблем подключить их к 12 или 5 В. Но если светоизлучающие диоды по задумке производителя не включают резисторы (это встречается чаще всего), необходимо подобрать подходящий ограничитель тока. Это возможно при точном знании характеристик подключаемых диодов. Требуемая формула:

U= R/I

В качестве примера возьмем светоизлучающий диод с такими характеристиками: 2 В, 0,02 А (I). При подключении диода к 12 Вольтам нужно погасить 10 В, это наше R. Итак:

10/0,02=500 Ом

Но ограничительного резистора с таким номиналом не найти в продаже. Выход есть: необходимо приобрести ближайший в большую сторону — 510 Ом.

Необходимо также вычислить мощность резистора. Для этого пользуются формулой:

P= U*I

В нашем случае получаем:

10*0,02=0,2 Вт

Значит, в данной ситуации подойдет ограничительный резистор на 0,25 Вт.

Важное уточнение: если в цепи несколько светоизлучающих диодов, падение напряжения будет соответственно больше, а напряжение, которое нужно погасить — меньше.

Проверка LED-источника мультиметром

Тестирование лучше производить в затемненном помещении, так как свет, который нужно будет уловить взглядом, может оказаться достаточно слабым. Мультиметр создан для тестирования LED-устройств любой конфигурации.

Первый шаг — установка устройства для тестирования в режим прозвона. Далее соединяем щупы с выводами: когда красный будет касаться катода появится «1», при смене положения щупов — светодиод начнет светиться.

Тестирование светодиода мультиметром

Один из часто задаваемых вопросов: как проверить светоизлучающий диод не выпаивая? Это делают так: к обоим щупам припаивают отрезки металлической скрепки. При этом важно позаботиться об изоляции. Дальше проводится тестирование светодиодов с помощью щупов мультиметра без выпаивания по стандартной схеме.

Стабилизатор тока для LED

Для длительной бесперебойной работы одного LED-устройства или целой цепи, следует позаботиться о стабильности питания. Особенно чувствительны к перемене тока белые светодиоды. Если показатель будет превышать норму в течение двух часов, они выйдут из строя. Чтобы все диоды в цепи создавали одинаковое по интенсивности свечение, нужно позаботиться, чтобы каждый получал одинаковый ток.

При подключении к 220 В чаще всего применяют стабилизатор LM317. Это выгодный и простой вариант. Резистор требуется в единственном экземпляре. Ток стабилизируется на 1 А и 0,1 А.

Схема подключения мощного светодиода через стабилизатор LM317

 

Устройства из светодиодов своими руками

ДХО для автомобиля из LED-устройств

В условиях плохой видимости риск автомобильных аварий на дороге резко увеличивается. Чтобы его снизить применяют дневные ходовые огни. Они делают автомобиль боле заметным встречным водителям и пешеходам в дневное время. Подойдут далеко не любые LED-источники, ведь ДХО должны соответствовать ГОСТу.

ДХО из светодиодов — схема подключения

Можно поступить так: взять алюминиевую плату и прикрепить к ней светодиоды необходимых параметров с помощью теплопроводного клея. На каждый диод устанавливается правильно подобранные линзы. Вывод проводов можно обеспечить в любую сторону. Созданный модуль располагают внутри профиля. Найти подходящую схему подключения не составит труда.

ДХО из LED-источников

Схемы мигающих светодиодов

В чем секрет мигания LED-источников? В изменении питания на выводах устройства. Стандартная схема представлена ниже. Она может быть реализована только при подключении к 12 В. Когда конденсатор накапливает 9-10 В, транзистор передает энергию светодиоду.

Схема мигающих светодиодов

 

Светомузыка из светодиодов

Схема запитывается от 6-12 В. Эффект светомузыки при схеме с одним LED-источником будет достигаться только при условии определенного уровня звука. Для полноценного эффекта создают трехканальную схему. В этом случае нужен источник 6 В. Существует множество вариантов: одноцветная и RGB лента, плавное включение, бегущие огни.

Трехканальная схема светомузыки

Индикатор напряжения на светодиодах

Можно использовать старые компоненты электрических приборов. Больше всего для создания индикатора напряжения подходят светоизлучающие диоды на 1,5 В.

Светодиоды — практичные устройства в руках радиолюбителя. Существует масса способов их эффективного применения. LED- устройства являются экономически выгодными и практичными.

Все про светодиоды: от простых до мощных, характеристика

Все о светодиодах.

Что такое светодиод?

Светодиоды образуют неотъемлемую часть в современной электроники, простые показатели для оптических коммуникационных устройств. Светоизлучающие диоды используют свойства р-п перехода и испускают фотоны, когда ток в прямом направлении. Светодиоды специально излучают свет, когда потенциалы приложены к аноду и катоду.

История светодиодов начинается с 1907 года, когда капитан Генри Джозефа наблюдал особенности электро-люминесценции карбида кремния. Первый светодиод был разработан в 1962 году. Он был разработан Холоньяк, работал в General Electric (GE). Это был GaAsP устройства. Первая коммерческая версия светодиодов пришли на рынок в 1960-х годов.

Изготовление светодиодной технологии произвела бум в 1970-е годы с введением арсенида галлия алюминия (GaAlAs). Эти светодиоды высокой яркости и во много раз ярче, чем старая рассеянного типа. Синие и белые светодиоды были введены в 1990 году, в котором используется индия нитрида галлия (InGaN) в качестве полупроводника. Белый светодиод содержит неорганический фосфор. Когда голубой свет внутри светодиода попадает на люминофор, он излучает белый свет.

Что делает светодиод идеальным?

Светодиоды широко используются в электронных схемах из-за его преимущества по сравнению с лампами. Некоторые важные особенностями являются:

• Светодиоды заключены в пластик, так что они могут выдерживать механические удары.
• В отличие от ламп, светодиоды не выделяют тепло и потери мощности при нагреве практически отсутствует.
• Светодиоды требуют очень низкий ток и напряжений обычно 20 мА при 1,8 вольта. Так что это идеально в схемах с батарейками.

Что находится внутри светодиода?

Внутри корпуса LED, есть две клеммы связаны маленький чип изготовлен из галлия соединения. Этот материал обладает свойством излучения фотонов при переходе P-N смещен в прямом. Различные цвета создаются выбиванием основного материала из другого веществама.

Внутри светодиода

Светодиодная технология

Яркость является важным аспектом LED. Глаз человека имеет максимальную чувствительность к свету около 550 нм в области желто — зеленой части видимого спектра. Именно поэтому зеленый светодиод излучается ярче, чем красный светодиод, хотя оба используют тот же ток. Важные параметры светодиодов являются:

• Световой поток
  Указывает на энергии света, исходящего от светодиодов. Он измеряется в Люмен (лм) или Милли просвет (MLM)
• Световая интенсивность
  светового потока, охватывающий большую площадь является силой света.Он определяется как Кандела (кд) или милли Кандела (MCD) Яркость светодиода напрямую связана с его силой света.
• Светоотдача
  Это испускаемых относительной световой энергии к потребляемой мощности.Она измеряется в терминах люмен на ватт (лм Вт).

Прямой ток, прямое напряжение, угол обзора и скорость реагирования это факторы, влияющие на яркость и эффективность светодиодов. Прямой ток (I) является ток, протекающий через светодиод, когда он смещен в прямом направлении и он должен быть ограничен от 10 до 30 миллиампер, если выше то светодиоды будут уничтожены.

Угол обзора составляет от — угол оси, при котором световая интенсивность падения до половины осевого значения. Вот почему индикатор показывает больше яркости в полном объеме состоянии. Высокие яркие светодиоды имеют узкий угол обзора, так что свет фокусируется в пучок. Рабочее напряжение (V) является падение напряжения на светодиоде. Падение напряжения в диапазоне от 1,8 В до 2,6 вольт для обычных светодиодов, но в голубой и белый он будет идти до 5 вольт. Скорость отклика представляет, как быстро светодиод включается и выключается. Это очень важный фактор, если светодиоды используются в системах связи.

Требуется ли балластный резистор?

Светодиоды всегда подключены к источнику питания через резистор. Этот резистор называют «балластный резистор», которая защищает диод от повреждений, вызванных избыточным током. Он регулирует прямой тока на светодиод для безопасного предела и защищает ее от жжения.

Номинал резистора определяет прямой тока и, следовательно, яркость светодиодов. Простое уравнение Vs — Vf — используется для выбора резистора. Vs представляет входное напряжения цепи, Vf прямое падение напряжения светодиода(ов) при допустимом токе через светодиод. Полученное значение будет в Омах. Лучше ограничить ток до безопасного предела 20 мА.

Приведенная ниже таблица показывает прямое падение напряжения на светодиоде.

Красный	Оранжевый	Желтый	Зеленый	Синий	Белый
1,8 В	2 V	2,1 В	2,2 В	3,6 В	3,6 В

Через типичный светодиод может пройти 30 -40 мА безопасный ток через него .Номинальный ток, чтобы дать достаточную яркость, стандартный красный светодиод 20 мА. Но это может быть 40 мА для синего и белого светодиода. Ограничение тока балластным резистором защищает диод от избыточного тока, протекающего через него. Значение балластного резистора должны быть тщательно отобраны, чтобы предотвратить повреждение светодиодов, а также получить достаточную яркость при токе 20 мА. Следующее уравнение объясняет, как выбирать балластный резистор.

R = V / I

Где R — является значение сопротивления в Ом, V — является входное напряжение в цепи, и I — это допустимый ток через светодиод в амперах. Для типичного красного светодиода, прямое падение напряжения составляет 1,8 вольта. Таким образом, если напряжение питания 12 В (Vs), падение напряжения на светодиод 1,8 В (V) и допустимый ток составляет 20 мА (Если), то значение балластного резистора будет

Vs — Vf / Если = 12 — 1,8 / 20 мА = 10,2 / 0,02 = 510 Ом.

Но если 510 Ом резистор не доступен то можно подобрать ближайший, например 470 Ом резистор может быть использован даже если ток через светодиод слегка увеличивается. Но рекомендуется использовать 1 K резистор для увеличения срока службы светодиодов, хотя там будет небольшое снижение яркости.

Ниже готова арифметические для выбора ограничительного резистора для различных версий светодиодов при различных напряжениях.

 

С добавлением других цветов

Светодиод, который может дать разные цвета полезно в некоторых приложениях. Например, светодиоды могут указывать на все системы OK, когда он становится зеленой, и неисправный, когда он становится красной. Светодиоды, которые могут производить два цвета называются Bicolour (Биколор) светодиодов.

Двухцветный светодиодный охватывает два светодиода (обычно красный и зеленый) в общем пакете. Два кристалла установлены на двух клеммах. Двухцветный светодиодный дает красный цвет, если ток проходит в одном направлении и становится зеленым, когда направление тока меняется на противоположное.

Триколор и многоцветные светодиоды , также доступны, которые имеют два или более кристаллов, заключенных в общий корпус. Трехцветный светодиодный имеет два анода для красного и зеленого кристалла и общим катодом. Таким образом, он излучает красный и зеленый цвета в зависимости от анода, в котором имеется ток. Если оба анода подключены, то светодиоды испускают свет и получается желтый цвет. Общий анод и отдельные светодиоды типа катода, также имеются.

Двухцветный индикатор светится разными цветами , начиная от зеленого через желтый, оранжевый и красный основной на ток, протекающий через их аноды, выбрав подходящий резистор для ограничения тока анода. Многоцветные светодиоды содержат более двух чипов, обычно красного, зеленого и синего чипы-в одном корпусе. Мигание разными цветами светодиодов, теперь доступны с двумя выводами. Это дает радугу цвета, которые являются весьма привлекательным.

Инфракрасный диод — источник Невидимого света

ИК диоды широко используются в удаленном управлении (пульт ДУ). Инфракрасные диоды на самом деле испускают нормальный свет с определенным цветом, который не чувствителен к человеческим глазом, потому что его длина волны 950 нм, ниже видимого спектра. Многие источники, такие как солнце, лампы, даже человеческое тело испускает инфракрасные лучи. Поэтому необходимо, чтобы модулировать излучение от ИК-диода, чтобы использовать его в электронном приложении, чтобы предотвратить ложное срабатывание. Модуляции делает сигнал от ИК-светодиода значительно выше чем шум. Инфракрасные диоды есть в корпусе, которые являются непрозрачным для видимого света, но прозрачна для инфракрасного. ИК-светодиоды широко используются в системах управления.

Инфракрасные диоды

Фотодиод — Он может увидеть свет

Фотодиод генерирует ток, когда его р-п перехода получает фотоны видимого или инфракрасного света. Основная работа фотодиода зависит от поглощения фотонов в полупроводниковом материале. Фото-генерируемых носителей разделены электрическим полем, и в результате фототок пропорционален падающему свету. Скорость, с которой носители движутся в области обеднения связана с силой электрического поля по всему региону и подвижность носителей.

Фотон, который поглощается полупроводником в области обеднения приведет к образованию электронно-дырочной проводимости. Дырки и электроны будут транспортироваться под действием электрического поля к краям области обеднения. После носителей покидают область истощения они идут к клеммам фотодиода, чтобы сформировать фото-ток во внешней цепи. Время отклика фотодиода, как правило, 250 наносекунд .

Фотодиоды

Лазерные диоды

Лазерный диод похож на обычные прозрачные светодиодные, но производит Laserwith высокой интенсивности. В лазерном луче число атомов вибрируют в такой цикле, что всё испускаемое излучение одной длины волны в фазе друг с другом. Лазерный свет является монохроматическим и проходит в виде узкого пучка. Луч типичных лазерных диодов составляет 4 мм х 0,6 мм, которая расширяется только до 120 мм на расстоянии 15 метров.

Лазерный диод может включаться и выключаться на более высоких частотах даже выше, чем 1 ГГц. Так что это весьма полезно в телекоммуникационных системах.Поскольку лазер генерирует тепло на поражение тканей тела, он используется в хирургии, чтобы исцелить поражения в очень чувствительных частей, как сетчатки, головного мозга и т.д. лазерные диоды являются важными компонентами в проигрывателях компакт-дисков, чтобы получить данные, записанные в компакт-дисках.

Лазерные Диоды

Как работают светодиоды и их виды, полярность и расчет резистора

Светодиоды – одни из самых популярных электронных компонентов, использующиеся практически в любой схеме. Словосочетание “помигать светодиодами” часто используется для обозначений первой задачи при проверке жизнеспособности схемы. В этой статье мы узнаем, как работают светодиода, сделаем краткий обзор их видов, а также разберемся с такими практическими вопросами как определение полярности и расчет резистора.

Устройство светодиода

Светодиоды — полупроводниковые приборы с электронно-дырочным переходом, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока в прямом направлении.

Излучаемый светодиодом свет лежит в узком диапазоне спектра. Иными словами, его кристалл изначально излучает конкретный цвет (если речь идёт об СД видимого диапазона) — в отличие от лампы, излучающей более широкий спектр, где нужный цвет можно получить лишь применением внешнего светофильтра. Диапазон излучения светодиода во многом зависит от химического состава использованных полупроводников.

 

Светодиод состоит из нескольких частей: 

• анод, по которому подается положительная полуволна на кристалл; 
• катод, по которому подается отрицательная полуволна на кристалл; 
• отражатель; 
• кристалл полупроводника; 
• рассеиватель.  

Эти элементы есть в любом светодиоде, вне зависимости от его модели.  

Светодиод является низковольтным прибором. Для индикаторных видов напряжение питания должно составлять 2-4 В при токе до 50 мА. Диоды для освещения потребляют такое же напряжение, но их ток выше – достигает 1 Ампер. В модуле суммарное напряжение диодов оказывается равным 12 или 24 В.  

Подключать светодиод нужно с соблюдением полярности, иначе он выйдет из строя.  

Цвета светодиодов

Светодиоды бывают разных цветов. Получить нужный оттенок можно несколькими способами.  

Первый – покрытие линзы люминофором. Таким способом можно получить практически любой цвет, но чаще всего эта технология используется для создания белых светодиодов.  

RGB технология. Оттенок получается за счет применения в одном кристалле трех светодиодов красного, зеленого и синего цветов. Меняется интенсивность каждого из них, и получается нужное свечение.  

Применение примесей и различных полупроводников. Подбираются материалы с нужной шириной запрещенной зоны, и из них делается кристалл светодиода.   

Принцип работы светодиодов

Любой светодиод имеет p-n-переход. Свечение возникает при рекомбинации электронов и дырок в электронно-дырочном переходе. P-n переход создается при соединении двух полупроводников разного типа электропроводности. Материал n-типа легируется электронами, p-типа – дырками.  

При подаче напряжения электроны и дырки в p-n-переходе начинают перемещаться и занимать места. Когда носители заряда подходят к электронно-дырочному переходу, электроны помещаются в материал p-типа. В результате перехода электронов с одного энергетического уровня на другой выделяются фотоны. 

Не всякий p-n переход может излучать свет. Для пропускания света нужно соблюсти два условия: 

• ширина запрещенной зоны должна быть близка к энергии кванта света; 

• полупроводниковый кристалл должен иметь минимум дефектов.  

Реализовать подобное в структуре с одним p-n-переходом не получится. По этой причине создаются многослойные структуры из нескольких полупроводников, которые называются гетероструктурами.  

Для создания светодиодов используются прямозонные проводники с разрешенным прямым оптическим переходом зона-зона. Наиболее распространенные материалы группы А3В5 (арсенид галлия, фосфид индия), А2В4 (теллурид кадмия, селенид цинка).  

Цвет светоизлучающего диода зависит от ширины запрещенной зоны, в которой происходит рекомбинация электронов и дырок. Чем больше ширина запрещенной зоны и выше энергия квантов, тем ближе к синему излучаемый свет. Путем изменения состава можно добиться свечения в широком оптическом диапазоне – от ультрафиолета до среднего инфракрасного излучения.  

Светодиоды инфракрасного, красного и желтого цветов изготавливаются на основе фосфида галлия, зеленый, синий и фиолетовый – на основе нитридов галлия.  

Виды светодиодов, классификация

По предназначению выделяют индикаторные и осветительные светодиоды. Первые используются для стилизации, декоративной подсветки – например, украшение зданий, рекламные баннеры, гирлянды.  Осветительные приборы используются для создания яркого освещения в помещении.  

По типу исполнения выделяют: 

• Dip светодиоды. Они представляют собой кристаллы, заключенные в цилиндрическую линзу. Относятся к индикаторным светодиодам. Существуют монохромные и многоцветные устройства. Используются редко из-за своих недостатков: большой размер, малый угол свечения (до 120 градусов), падение яркости излучения при долгом функционировании на 70%, слабый поток света. Dip светодиоды

   

• Spider led. Такие светодиоды похожи на предыдущие, но имеют 4 выхода. В таких диодах оптимизирован теплоотвод, повышается надежность компонентов. Активно используются в автомобильной технике.  

• Smd – светодиоды для поверхностного монтажа. Могут относиться как к индикаторным, так и к осветительным светодиодам. Smd

   

• Cob (Chip-On-Board) – кристалл установлен непосредственно на плате. К преимуществам такого решения относятся защита от окисления, малые габариты, эффективный отвод тепла и равномерное освещение по всей площади. Светодиоды такой марки являются самыми инновационными. Используются для освещения. На одной подложке может быть установлено более 9 светодиодов. Сверху светодиодная матрица покрывается люминофором. Активно используются в автомобильной индустрии для создания фар и поворотников, при разработке телевизоров и экранов компьютеров.   Cob
• Волоконные – разработка 2015 года. Могут использоваться в производстве одежды.  Волоконные
• Filament также является инновационным продуктом. Отличаются высокой энергоэффективностью. Используются для создания осветительных ламп. Важное преимущество – возможность осуществления монтажа напрямую на подложку из стекла. Благодаря такому нанесению есть возможность распространения света на 360 градусов. Конструкция состоит из сапфирового стекла с диаметром до 1,5 мм и специально выращенных кристаллов, которые соединены последовательно. Число кристаллов обычно ограничивается 28 штуками. Светодиоды помещаются в колбу, которая покрыта люминофором. Иногда филаментные светодиоды могут относить к классу COB изделий. Filament

   

• Oled. Органические тонкопленочные светодиоды. Используются для построения органических дисплеев. Состоят из анода, подложки из фольги или стекла, катода, полимерной прослойки, токопроводящего слоя из органических материалов. К преимуществам относятся малые габариты, равномерное освещение по всей площади, широкий угол свечения, низкая стоимость, длительный срок службы, низкое потребление электроэнергии.  Oled

• В отдельную группу выделяются светодиоды, излучающие в ультрафиолетовом и инфракрасном диапазонах. Они могут быть с выводами, так и в виде smd исполнения. Используются в пультах дистанционного управления, бактерицидных и кварцевых лампах, стерилизаторах для аквариумов.  

Светодиоды могут быть:

• мигающими – используются для привлечения внимания;
• многоцветными мигающими;
• трехцветными – в одном корпусе есть несколько несвязанных между собой кристаллов, которые работают как по отдельности, так и все вместе;
• RGB;
• монохромными.

Светодиоды классифицируются по цветовой гамме. Для максимально точной идентификации цвета в документации прибора указывается его длина волны излучения.  

Белые светодиоды классифицируются по цветовой температуре. Они бывают теплых оттенков (2700 К), нейтральных (4200 К) и холодных (6000 К). 

По мощности выделяют светодиоды, потребляющие единицы мВт до десятков Вт. Напрямую от мощности зависит сила света.  

Полярность светодиодов

Полярность светодиодов

При неправильном включении светодиод может сломаться. Поэтому важно уметь определять полярность источника света.  Полярность – это способность пропускать электрический ток в одном направлении.  

Полярность моно определить несколькими способами: 

• Визуально. Это самый простой способ. Для нахождения плюса и минуса у цилиндрического диода со стеклянной колбой нужно посмотреть внутрь. Площадь катода будет больше, чем площадь анода. Если посмотреть внутрь не получится, полярность определяется по контактам – длинная ножка соответствует положительному электроду. Светодиоды типа  SMD имеют метки, указывающие на полярность. Они называются скосом или ключом, который направлен на отрицательный электрод. На маленькие smd наносятся пиктограммы в виде треугольника, буквы Т или П. Угол или выступ указывают на направление тока – значит, этот вывод является минусом. Также некоторые светодиоды могут иметь метку, которая указывает на полярность. Это может быть точка, кольцевая полоска.  
• При помощи подключения питания. Путем подачи малого напряжения можно проверить полярность светодиода. Для этого нужен источник тока (батарейка, аккумулятор), к контактом которого прикладывается светодиод, и токоограничивающий резистор, через который происходит подключение. Напряжение нужно повышать, и светодиод должен загореться при правильном включении.  

• При помощи тестеров. Мультиметр позволяет проверить полярность тремя способами. Первый – в положении проверка сопротивления. Когда красный щуп касается анода, а черный катода, на дисплее должно загореться число , отличное от 1. В ином случае на экране будет светиться цифра 1. Второй способ – в положении прозвонка. Когда красный щуп коснется анода, светодиод загорится. В ином случае он не отреагирует. Третий способ – путем установки светодиода в гнездо для транзистора. Если в отверстие С (коллектор) будет помещен катод – светодиод загорится.  
• По технической документации. Каждый светодиод имеет свою маркировку, по которой можно найти информацию о компоненте. Там же будет указана полярность электродов.  

Выбор способа определения полярности зависит от ситуации и наличия у пользователя нужного инструмента.  

Расчет сопротивления для светодиода

Диод имеет малое внутреннее сопротивление. При подключении его напрямую к блоку питания, элемент перегорит. Чтобы этого не случилось, светодиод подключается к цепи через токоограничивающий резистор. Расчет производится по закону Ома: R=(U-Uled)/I, где R – сопротивление токоограничивающего резистора, U – питание источника; Uled – паспортное значение напряжения для светодиода, I – сила тока. По полученному значению и подбирается мощность резистора.  

Важно правильно рассчитать напряжение. Оно зависит от схемы подключения элементов.  

Можно не производить расчет сопротивления, если использовать в цепи мощный переменный или подстроечный резистор. Токоограничивающие резисторы существуют разного класса точности. Есть изделия на 10%, 5% и 1 % – это значит, что погрешность варьируется в указанном диапазоне.  

Выбирая токоограничивающий резистор, нужно обратить внимание и на его мощность. почти всегда, если при малом рассеивании тепла устройство будет перегреваться и выйдет из строя. Это приведет к разрыву электрической цепи.  

Когда нужно использовать токоограничивающий резистор: 

• когда вопрос эффективности схемы не является основным – например, индикация; 

• лабораторные исследования. 

В остальных случаях лучше подключать светодиоды через стабилизатор – драйвер, что особенно это актуально в светодиодных лампах. 

Онлайн – сервисы и калькуляторы для расчета резистора:

Как узнать напряжение светодиода? — РАДИОСХЕМЫ

Простая схема для проверки рабочего напряжения LED приборов. Как и у любого диода, у светодиода есть некоторая барьерная точка, до которой сопротивление диода велико. Но, после достижения напряжением этой точки диод (и светодиод) открывается, — диод проявляет свои свойства односторонней проводимости, а светодиод начинает светиться. Дальнейшее повышение напряжения приводит только к резкому снижению сопротивления диода. Напряжение на нем повышается несильно, но ток возрастает стремительно. Фактически, светодиод стремится стабилизировать напряжение источника на уровне своего барьерного напряжения. Можно сказать, что начинается «борьба» между источником напряжения и светодиодом. При напряжении источника 4,5V и напряжении падения на светодиоде 1,5V идет борьба за 3V. И, при свежей «батарейке», в проигрыше часто оказывается светодиод. Ток через него превышает допустимое значение, и он перегорает. Именно поэтому, в схемах на светодиодах всегда последовательно светодиоду включен токоограничительный резистор. Этот резистор нужен, чтобы на нем «повисли» эти «спорные», в данном случае, 3V, и каждый остался при своем. Так как же измерить «на какое напряжение» светодиод? Если есть мультиметр (или другой вольтметр) можно собрать схему, показанную на рисунке:  Поскольку, сейчас часто встречаются светодиоды на 6 или 7V желательно взять «батарейку» с напряжением 12В и выше. Подключить к ней, через токоограничительный резистор, сопротивлением, например, 1К, светодиод, так чтобы он светился, и измерить на нем напряжение. То, что покажет мультиметр и будет тем самым напряжением, «на которое» этот светодиод. Можно обойтись и без мультиметра, если есть сетевой источник с переключаемым выходным напряжением (например, универсальный сетевой адаптер с выходными напряжениями 1,5V, 3V, 4,5V, 6V, 9V, 12V). Подключаете к нему светодиод через токоограничительный резистор и повышаете напряжение от минимального до тех пор, пока светодиод не загорится. Это и будет, примерно, то напряжение «на которое» этот светодиод.

типы, как работает, история, схема

В статье узнаете что такое светодиод (LED), типы, как работает, история, схема и характеристики, преимущества и недостатки.

Светодиоды повсюду вокруг нас: в наших телефонах, наших автомобилях и даже в наших домах. Каждый раз, когда горит что-то электронное, есть большая вероятность, что за ним стоит светодиод. Они бывают самых разных размеров, форм и цветов, но независимо от того, как они выглядят, у них есть одна общая черта это самая популярная вещь в электроники. Огромный выбор светодиодов на ваш вкус и цвет вы можете приобрести на Алиэкспресс, нажав на кнопку ниже:

Светодиоды («LED») — это особый тип диодов, которые преобразуют электрическую энергию в свет. На самом деле, светодиод означает «светоизлучающий диод». И можно увидеть сходство на схеме диода и светодиода:

Короче говоря, светодиоды похожи на крошечные лампочки. Тем не менее, для сравнения светодиоды требуют гораздо меньше энергии. Они также более энергоэффективны, поэтому они не имеют тенденцию нагреваться, как обычные лампочки. Это делает их идеальным устройством для мобильных телефонов и других электронных приборов с низким энергопотреблением. Светодиоды высокой интенсивности нашли свое применение в акцентном освещении, прожекторах и даже автомобильных фарах!

Кто изобрел светодиод

Общая светодиодная технология существует уже более сорока лет. Первый светоизлучающий диод видимого спектра был изобретен в 1962 году Ником Холоняком-младшим, который в то время работал консультантом в General Electric.

Однако некоторые факторы не позволили технологии перейти к практическому использованию освещения. Стоимость была главной проблемой, первые светодиоды стоили более 200 долларов за диод. Другим ограничивающим фактором был цвет, до 70-х годов единственным цветом, который мог создавать светодиод, был красный. Еще одним фактором был световой поток, который в течение ряда лет ограничивал практическое использование светодиодов для визуальных сигналов, таких как световые индикаторы и знаки.

Использование светодиодов в лампочках является довольно недавним и продолжающимся развитием. Первые массовые установки светодиодного освещения произошли всего за последние несколько лет, и технология постоянно совершенствуется.

Характеристики светодиода (LED)

Перед подключением светодиода нужно знать несколько характеристик светодиода (на самом деле, они очень важны). Если вы обращаетесь к какой-либо спецификации, предоставленной производителем, вы можете найти множество технических характеристик, соответствующих электрическим характеристикам, номинальным характеристикам, физическим размерам и так далее.

Я не буду утомлять вас всеми характеристиками, а только важными. Это полярность, прямое напряжение и прямой ток.

Советуем вам видео ниже «Как узнать параметры любого светодиода»

Полярность LED

Полярность является показателем симметричности электронного компонента. Светоизлучающий диод, подобный диоду PN-перехода, не является симметричным, то есть он позволяет току течь только в одном направлении.

В светодиоде положительный вывод называется анодом, а отрицательный вывод — катодом. Для правильной работы светодиода анод светодиода должен иметь более высокий потенциал, чем катод, так как ток в светодиоде течет от анода к катоду.

Что произойдет, если мы подключим светодиод в обратном направлении? Ну, ничего не происходит, так как светодиод не будет проводить ток. Вы можете легко идентифицировать анодную клемму светодиода, поскольку они обычно имеют более длинные выводы.

Прямой ток светодиодов

Светодиоды являются очень чувствительными устройствами, и величина тока, протекающего через светодиод, очень важна. Кроме того, яркость светодиода зависит от величины тока, потребляемого светодиодом.

Каждый светодиод имеет максимальный прямой ток, который может безопасно проходить через него, не перегорая. Да, допустимый ток, превышающий номинальный ток, фактически подожжет светодиод.

Например, наиболее часто используемые 5-миллиметровые светодиоды имеют номинальный ток от 20 мА до 30 мА, а 8-миллиметровые светодиоды имеют номинальный ток 150 мА (точные значения приведены в техническом описании).

Как нам регулировать ток, протекающий через светодиод? Для контроля тока, протекающего через светодиод, мы используем резисторы с ограничением тока.

Прямое напряжение LED

Светоизлучающие диоды также рассчитаны на максимальное напряжение, то есть количество напряжения, которое необходимо для светодиода. Например, все 5-миллиметровые светодиоды имеют номинальный ток 20 мА, но прямое напряжение меняется от одного светодиода к другому.

Максимальное напряжение на красных светодиодах составляет 2,2 В, максимальное напряжение на синих светодиодах — 3,4 В, а на максимальном напряжении белых светодиодов — 3,6 В.

Как работает светодиод

Светодиод является двухпроводным полупроводниковым источником света. Это p-n переходной диод, который излучает свет при активации. Когда к выводам приложено подходящее напряжение, электроны могут рекомбинировать с электронными отверстиями внутри устройства, выделяя энергию в виде фотонов. Этот эффект называется электролюминесценцией, а цвет света (соответствующий энергии фотона) определяется энергетической шириной запрещенной зоны полупроводника.

Материал, используемый в светодиодах, в основном алюминий-галлий-арсенид (AlGaAs). В своем первоначальном состоянии атомы этого материала прочно связаны. Без свободных электронов проводимость электричества здесь становится невозможной.

При добавлении примеси, которая известна как легирование, вводятся дополнительные атомы, что эффективно нарушает баланс материала.

Эти примеси в виде дополнительных атомов способны либо обеспечивать свободные электроны (N-тип) в системе, либо высасывать некоторые из уже существующих электронов из атомов (P-тип), создавая «дыры» на атомных орбитах. В обоих случаях материал становится более проводящим. Таким образом, под воздействием электрического тока в материале N-типа электроны могут перемещаться от анода (положительный) к катоду (отрицательный) и наоборот в материале P-типа. Из-за свойства полупроводника ток никогда не будет идти в противоположных направлениях в соответствующих случаях.

Из приведенного выше объяснения ясно, что интенсивность света, излучаемого источником (в данном случае светодиодом), будет зависеть от уровня энергии испускаемых фотонов, который, в свою очередь, будет зависеть от энергии, выделяемой электронами, прыгающими между атомными орбитами из полупроводникового материала.

Мы знаем, что для того, чтобы заставить электрон выстрелить с более низкой орбиты на более высокую, его энергетический уровень необходимо поднять. И наоборот, если электроны вынуждены падать с более высоких на более низкие орбитали, логически энергия должна высвобождаться в процессе.

В светодиодах вышеуказанные явления хорошо используются. В ответ на P-тип легирования электроны в светодиодах движутся, падая с верхних орбиталей на нижние, высвобождая энергию в виде фотонов, то есть света. Чем дальше эти орбитали отстоят друг от друга, тем больше интенсивность излучаемого света.

Различные длины волн, вовлеченные в процесс, определяют различные цвета, производимые светодиодами. Следовательно, свет, излучаемый устройством, зависит от типа используемого полупроводникового материала. 
Инфракрасный свет создается с использованием арсенида галлия (GaAs) в качестве полупроводника. Красный или желтый свет получают с использованием галлия-арсенида-фосфора (GaAsP) в качестве полупроводника. Красный или зеленый свет получается при использовании галлия-фосфора (GaP) в качестве полупроводника.

Простая светодиодная схема

На следующем рисунке показана схема простой светодиодной цепи, состоящей из 5-миллиметрового белого светодиода с источником питания 5 В.

Поскольку это белый светодиод, номинальные значения тока и напряжения следующие: типичный прямой ток составляет 20 мА, а типовое прямое напряжение составляет 2 В.

Поэтому для регулирования тока и напряжения мы использовали резистор 180 Ом.

Типы светодиодов

• Сквозные светодиоды: они доступны в различных формах и размерах, и наиболее распространенными являются светодиоды 3 мм, 5 мм и 8 мм. Эти светодиоды доступны в различных цветах, таких как красный, синий, желтый, зеленый, белый и т. Д.
• Светодиоды SMD (светодиоды для поверхностного монтажа): Светодиоды для поверхностного монтажа представляют собой специальную упаковку, которую можно легко установить на печатную плату. Светодиоды SMD обычно различаются в зависимости от их физических размеров. Например, наиболее распространенными светодиодами SMD являются 3528 и 5050.

• Двухцветные светодиоды. Следующим типом светодиодов являются двухцветные светодиоды, как следует из названия, могут излучать два цвета. Двухцветные светодиоды имеют три контакта, обычно два анода и общий катод. В зависимости от конфигурации проводов, цвет будет активирован.

• Светодиод RGB (красный — синий — зеленый): светодиоды RGB являются самыми любимыми и популярными среди любителей и дизайнеров. Даже компьютерные сборки очень популярны для реализации светодиодов RGB в корпусах компьютеров, материнских платах, оперативной памяти и так далее.

• Светодиоды высокой мощности: Светодиод с номинальной мощностью, превышающей или равной 1 Вт, называется светодиодом высокой мощности. Это потому, что нормальные светодиоды имеют рассеиваемую мощность в несколько милливатт. Мощные светодиоды очень яркие и часто используются в фонариках, автомобильных фарах, прожекторах и так далее.

Преимущества светодиодов

1. Для управления светодиодом достаточно очень низкого напряжения и тока. В диапазоне voltage- от 1 до 2 вольт. Ток — от 5 до 20 миллиампер.
2. Общая выходная мощность будет менее 150 милливатт.
3. Время отклика очень меньше — всего около 10 наносекунд.
4. Устройство не требует нагрева и разогрева.
5. Миниатюрный по размеру и, следовательно, легкий.
6. Имеют прочную конструкцию и поэтому могут противостоять ударам и вибрациям.
7. Срок службы светодиода составляет более 20 лет.

Недостатки светодиодов:

• Небольшое превышение напряжения или тока может повредить устройство.
• Известно, что устройство имеет более широкую полосу пропускания по сравнению с лазером.
• Температура зависит от выходной мощности излучения и длины волны.

Когда и зачем светодиодам нужны токоограничивающие резисторы?

Если вы работаете с какой-либо схемой, в которой используются светодиоды, вы могли столкнуться с предупреждениями или рекомендациями всегда использовать резистор ограничения тока.

Мы составили это руководство, чтобы помочь любому, от новичка в домашних условиях до тех, кто занимается проектированием и изготовлением печатных плат светодиодного освещения, полностью понять, когда, почему и как выбирать подходящий ограничительный резистор.

Понимание кривой ВАХ светодиодов

Как и в случае с любым пассивным полупроводниковым компонентом, понимание кривой ВАХ (тока в зависимости от напряжения) имеет решающее значение при проектировании схемы вокруг них.

Светодиод, конечно, по сути, является диодом и имеет нелинейную кривую ВАХ. Другими словами, соотношение между входным напряжением и входным током не является прямой линией.

Например, давайте посмотрим на прямой ток на уровне 2,7 В — примерно 20 мА. Если мы увеличим напряжение на 0,1 В до 2,8 В, прямой ток увеличится примерно на 30-50 мА. Если мы затем увеличим его еще на 0,1 В до 2,9 В, прямой ток увеличится на 35 мА до 85 мА.

По мере увеличения напряжения скорость увеличения прямого тока также увеличивается. Небольшие изменения прямого напряжения могут привести к очень большим изменениям прямого тока.

Таким образом, драйверы светодиодов с постоянным током являются предпочтительным методом управления светодиодами — они работают на одном токе и соответственно регулируют свое выходное напряжение, гарантируя, что прямой ток остается стабильным. Когда используется вход постоянного тока, токоограничивающий резистор не требуется.

Что делать, если вы используете источники питания постоянного напряжения

Однако источники питания постоянного тока обычно более дороги и ограничены в своей гибкости.В результате почти все светодиодные ленты и другие модули используют вход постоянного напряжения.

Источники питания постоянного напряжения имеют фиксированный уровень выходного напряжения и могут обеспечивать любой уровень выходного тока от 0 мА до его номинального максимума (который вполне может быть выше номинального максимума для светодиодов и светодиодной системы).

Но, как мы видели выше, из-за нелинейной зависимости между прямым током и прямым напряжением входы питания постоянного напряжения нуждаются в дополнительной модификации для безопасного использования со светодиодными системами по следующим причинам:

1) Прямое напряжение светодиодов не соответствует обязательно соответствовать таковому по уровню напряжения блока питания. Например, на основе тех же технических характеристик светодиода, что и выше, если у вас есть источник питания с постоянным напряжением 3,0 В, прямой ток также будет ограничен 135 мА.

Что, если мы хотим запустить светодиод на 20 мА, используя тот же источник питания? Нам нужно будет предоставить светодиоду только 2,7 В вместо 3,0 В. Однако, поскольку большинство блоков питания не имеют опции выхода переменного напряжения, невозможно достичь 2,7 В на светодиодах с одним блоком питания. ,

Что нам делать?

Ответ состоит в том, чтобы подключить резистор последовательно со светодиодом и позволить резистору «понизить» напряжение светодиода на 0.3 В.

Как рассчитать номинал резистора? Мы используем закон Ома, который гласит, что V = IR, и подставляем 0,3 В (падение напряжения) вместо V и 0,02 А (желаемый прямой ток) вместо I. Решение для R дает нам 15 Ом.

Подобные расчеты могут быть выполнены независимо от задействованных напряжений — например, для светодиодных лент 12 В и 24 В.

В условиях массового производства изменения прямого напряжения светодиодов неизбежны и приводят к появлению нескольких ячеек напряжения. В идеале светодиоды из каждого бункера напряжения имеют разные пары номиналов резисторов, рассчитанные для обеспечения одинакового потребления прямого тока, независимо от бункера напряжения светодиодов.В противном случае могут возникнуть более широкие вариации потребления прямого тока и, следовательно, яркости.

Каждая из вышеперечисленных строк представляет собой отдельную ячейку напряжения. Для достижения 60 мА для всех бункеров светодиодов необходимо использовать резисторы разных спецификаций, чтобы получить разные прямые напряжения, необходимые для достижения одинаковых 60 мА.

2) Токоограничивающие резисторы защищают от повышения напряжения

Выше мы видели, что светодиоды имеют нелинейную зависимость между прямым током и прямым напряжением.В результате незначительное увеличение напряжения может привести к значительному увеличению прямого тока, что приведет к потенциальной перегрузке по току и отказу устройства.

В отличие от диодов, резисторы имеют линейную зависимость между прямым током и прямым напряжением (как показано законом Ома).

Следовательно, увеличение прямого напряжения приведет к тому же пропорциональному увеличению прямого тока независимо от уровня напряжения. Это свойство резисторов при включении в схему светодиода может помочь смягчить эффекты повышения напряжения.

Почему должно увеличиваться напряжение?

Первая возможность — нестабильный источник питания со значительным шумом или пульсациями. Если есть проблемы с источником питания постоянного напряжения, обеспечивающим нестабильный постоянный ток, прямое напряжение и периодические всплески, то наличие резисторов, ограничивающих ток, поможет смягчить соответствующий всплеск прямого тока.

Второе, более предсказуемое и распространенное свойство самих светодиодных устройств.

По мере нагрева светодиода его прямое напряжение уменьшается, если прямой ток остается постоянным.Обычно это показано в технических характеристиках светодиодов на следующей диаграмме изменения температуры и прямого напряжения:

Это полезная информация при проектировании цепи постоянного тока, поскольку она дает нам информацию об истинном диапазоне прямых напряжений, которые мы можем увидеть в системе. Но давайте перефразируем тот же принцип с точки зрения постоянного напряжения:

По мере нагрева светодиода его прямой ток увеличивается, если мы сохраняем постоянное прямое напряжение.

Графически мы можем показать тот же принцип на одной диаграмме (ниже).Если мы используем перспективу постоянного тока, мы можем сказать, что кривая сдвигается влево при повышении температуры. Или, если мы используем перспективу постоянного напряжения, мы можем сказать, что кривая смещается вверх при повышении температуры.

Тепловыделение светодиода зависит в первую очередь от его общего рассеивания мощности. Следовательно, тот факт, что прямой ток возрастает при повышении его температуры, потенциально катастрофичен, потому что более высокий прямой ток еще больше увеличит температуру светодиода, в свою очередь, еще больше увеличивая его прямой ток в контуре положительной обратной связи.Это называется тепловым разгоном светодиодной системы и в лучшем случае приведет к катастрофическим сбоям и, возможно, к возгоранию и задымлению.

Токоограничивающий резистор помогает смягчить эффект увеличения напряжения благодаря своей линейной ВАХ. Кроме того, резисторы ведут себя противоположно светодиодам в зависимости от их температуры — с повышением температуры сопротивление также увеличивается.

Эта простая, но полезная особенность резисторов побудила некоторых также называть резисторы, используемые таким образом, балластными резисторами.

Bottom Line

Светодиодные устройства по своей сути являются устройствами, управляемыми током, и плохо реагируют на колебания напряжения.

Если вы строите светодиодную систему с использованием источников питания постоянного напряжения, вы должны быть абсолютно готовы использовать токоограничивающие резисторы для обеспечения стабильной и безопасной работы светодиодных устройств.

Нужна помощь в создании светодиодной схемы? Свяжитесь с нами, чтобы обсудить сегодня!

,

Как работают светоизлучающие диоды

Диод — это простейший полупроводниковый прибор. Вообще говоря, полупроводник — это материал с различной способностью проводить электрический ток. Большинство полупроводников сделано из плохого проводника, в который были добавлены примеси (атомы другого материала). Процесс добавления примесей называется легированием .

В случае светодиодов материалом проводника обычно является арсенид алюминия-галлия (AlGaAs).В чистом арсениде алюминия-галлия все атомы идеально связываются со своими соседями, не оставляя свободных электронов (отрицательно заряженных частиц) для проведения электрического тока. В легированном материале дополнительные атомы изменяют баланс, либо добавляя свободные электроны, либо создавая дыры, по которым электроны могут уходить. Любое из этих изменений делает материал более проводящим.

Полупроводник с дополнительными электронами называется материалом N-типа , так как в нем есть дополнительные отрицательно заряженные частицы.В материале N-типа свободные электроны перемещаются из отрицательно заряженной области в положительно заряженную.

Полупроводник с дополнительными дырками называется материалом P-типа , так как он фактически содержит дополнительные положительно заряженные частицы. Электроны могут прыгать от отверстия к отверстию, перемещаясь из отрицательно заряженной области в положительно заряженную. В результате кажется, что сами отверстия перемещаются из положительно заряженной области в отрицательно заряженную.

Диод состоит из секции материала N-типа, прикрепленной к секции материала P-типа, с электродами на каждом конце. Это устройство проводит электричество только в одном направлении. Когда на диод не подается напряжение, электроны из материала N-типа заполняют дырки из материала P-типа вдоль стыка между слоями, образуя зону обеднения. В зоне истощения полупроводниковый материал возвращается в свое исходное изолирующее состояние — все отверстия заполнены, поэтому нет свободных электронов или пустых пространств для электронов, и электричество не может течь.

Чтобы избавиться от зоны истощения, вы должны заставить электроны двигаться из области N-типа в область P-типа, а дырки — в обратном направлении. Для этого вы подключаете сторону N-типа диода к отрицательному концу цепи, а сторону P-типа — к положительному концу. Свободные электроны в материале N-типа отталкиваются отрицательным электродом и притягиваются к положительному электроду. Отверстия в материале P-типа перемещаются в другую сторону.Когда разница напряжений между электродами достаточно высока, электроны в зоне обеднения выталкиваются из своих отверстий и снова начинают свободно перемещаться. Зона обеднения исчезает, и заряд перемещается по диоду.

Если вы попытаетесь пропустить ток другим путем, когда сторона P-типа подключена к отрицательному концу цепи, а сторона N-типа подключена к положительному концу, ток не будет течь. Отрицательные электроны в материале N-типа притягиваются к положительному электроду.Положительные отверстия в материале P-типа притягиваются к отрицательному электроду. Ток не течет через переход, потому что дырки и электроны движутся в неправильном направлении. Зона истощения увеличивается. (См. «Как работают полупроводники» для получения дополнительной информации обо всем процессе.)

Взаимодействие между электронами и дырками в этой установке имеет интересный побочный эффект — он генерирует свет!

,

Как пользоваться мультиметром

Избранные любимец 49

Измерение напряжения

Для начала измеряем напряжение на батарее AA: Подключите черный щуп к COM , а красный щуп к мАВΩ . Установите мультиметр на «2V» в диапазоне постоянного тока. Практически вся портативная электроника использует постоянный ток, а не переменный ток. Подключите черный щуп к заземлению аккумулятора или к «-», а красный щуп к питанию или к «+».Слегка прижмите щупы к положительной и отрицательной клеммам батареи AA. Если у вас новая батарея, вы должны увидеть на дисплее около 1,5 В (эта батарея совершенно новая, поэтому ее напряжение немного выше 1,5 В).

Если вы измеряете напряжение постоянного тока (например, аккумулятор или датчик, подключенный к Arduino), вы хотите установить ручку там, где V имеет прямую линию. Напряжение переменного тока (например, выходящее из стены) может быть опасным, поэтому нам редко нужно использовать настройку напряжения переменного тока (V с волнистой линией рядом с ним).Если вы возитесь с переменным током, мы рекомендуем вам приобрести бесконтактный тестер, а не использовать цифровой мультиметр.

Используйте V с прямой линией для измерения напряжения постоянного тока

Используйте V с волнистой линией для измерения напряжения переменного тока

Что произойдет, если поменять местами красный и черный щупы? Показания мультиметра просто отрицательные. Ничего страшного не происходит! Мультиметр измеряет напряжение по отношению к общему щупу. Какое напряжение на «+» батареи по сравнению с общим или отрицательным контактом? 1.5V. Если мы переключаем датчики, мы определяем «+» как общую или нулевую точку. Какое напряжение на «-» батареи по сравнению с нашим новым нулем? -1.5V!

Теперь давайте построим простую схему, чтобы продемонстрировать, как измерять напряжение в реальных условиях. Схема представляет собой просто 1 кОм; и сверхъяркий синий светодиод с питанием от модуля питания SparkFun Breadboard. Для начала убедитесь, что схема, с которой вы работаете, правильно запитана. Если ваш проект должен быть на 5 В, но меньше 4.5 В или более 5,5 В, это быстро укажет на то, что что-то не так, и вам может потребоваться проверить силовые соединения или проводку вашей цепи.

Измерение напряжения на штанге источника питания.

Установите ручку в положение «20V» в диапазоне постоянного тока (диапазон напряжения постоянного тока отмечен знаком V с прямой линией рядом с ним). Мультиметры обычно не поддерживают автоматический выбор диапазона. Вы должны установить мультиметр на диапазон, который он может измерять. Например, 2V измеряет напряжения от до 2 вольт , а 20V измеряет напряжения от до 20 вольт .Поэтому, если вы измеряете аккумулятор на 12 В, используйте настройку 20 В. Система 5В? Используйте настройку 20 В. Если вы установите его неправильно, вы, вероятно, увидите, как экран счетчика изменился, а затем прочитал «1».

С некоторой силой (представьте, что воткнули вилку в кусок жареного мяса) надавите зондами на два открытых куска металла. Один зонд должен контактировать с заземлением. Один зонд для подключения VCC или 5 В.

Мы также можем протестировать различные части схемы. Эта практика называется узловым анализом и является основным строительным блоком в анализе схем.Измеряя напряжение в цепи, мы можем увидеть, сколько напряжения требуется каждому компоненту. Давайте сначала измерим всю схему. Измеряя, откуда напряжение поступает на резистор, а затем на землю светодиода, мы должны увидеть полное напряжение цепи, которое, как ожидается, будет около 5 В.

Затем мы можем увидеть, какое напряжение потребляет светодиод. Это то, что называется падением напряжения на светодиодах. Если сейчас это не имеет смысла, не бойтесь. Это позволит вам больше исследовать мир электроники.Важно отметить, что можно измерять различные части схемы для анализа схемы в целом.

Этот светодиод использует 2,66 В доступного источника питания 5 В. Это ниже, чем прямое напряжение, указанное в таблице данных, из-за того, что схема имеет только небольшой ток, проходящий через нее, но об этом чуть позже.

Перегрузка

Что произойдет, если вы выберете значение напряжения, слишком низкое для напряжения, которое вы пытаетесь измерить? Ничего плохого.Счетчик просто отобразит 1. Это счетчик пытается сообщить вам, что он перегружен или находится вне диапазона. Все, что вы пытаетесь прочитать, слишком много для этой конкретной обстановки. Попробуйте установить ручку мультиметра на более высокое значение.

Показание 5 В на этой цепи слишком много для настройки 2 В на мультиметре.

Ручка выбора

Почему ручка счетчика показывает 20 В, а не 10 В? Если вы хотите измерить напряжение менее 20 В, выберите настройку 20 В.Это позволит вам читать от 2,00 до 19,99 .

Первая цифра на многих мультиметрах может отображать только «1», поэтому диапазоны ограничены 1 9,99 вместо 9 9,99. Следовательно, максимальный диапазон 20 В вместо максимального диапазона 99 В.

Предупреждение! В общем, придерживайтесь цепей постоянного тока (настройки мультиметра с прямыми линиями, а не кривыми линиями). Большинство мультиметров могут измерять системы переменного тока (переменного тока), но цепи переменного тока могут быть опасными.Настенная розетка с переменным током или «сетевым напряжением» — это то, что может вас неплохо убить. ОЧЕНЬ внимательно относитесь к AC. Если вам нужно проверить, включена ли розетка, используйте тестер переменного тока. На самом деле нам нужно измерить переменный ток только тогда, когда у нас есть розетка, которая работает странно (действительно ли она на 110 В?), Или если мы пытаемся управлять нагревателем (например, горячей плитой). Не торопитесь и дважды проверьте все, прежде чем проверять цепь переменного тока.

---

---

← Предыдущая страница
Типы датчиков ,

Руководство по драйверам светодиодов переменного тока (110 В)

Светодиоды

— это низковольтные источники света, которым для правильной работы требуется постоянное напряжение или ток. Работа от источника постоянного тока имеет преимущества, так как позволяет светодиодам легко работать с множеством различных источников питания / аккумуляторов, обеспечивает более длительное время ожидания и повышает безопасность. Для одного мощного светодиода, такого как эмиттеры, которые мы предлагаем на 20-миллиметровых платах со звездой, требуется около 2-4 В постоянного тока и не менее 350 мА тока.

Если вы используете батарею, вам не о чем беспокоиться, так как батареи выдают постоянный ток.Для светодиода постоянного напряжения вы можете просто подключить батарею к светодиоду, а для светодиодов, которым требуется постоянный ток, вы можете просто поместить драйвер постоянного тока низкого напряжения между батареей и диодами. Когда вы начинаете настраивать более крупные системы, работающие от сетевого напряжения, обычно от 110 до 120 В переменного тока, вам понадобится больше компонентов, чтобы снизить напряжение переменного тока до постоянного и защитить светодиоды от колебаний сетевого напряжения.

В небольших системах, таких как настольные лампы и тому подобное, вероятно, будет проще использовать драйвер с низким напряжением .В этом случае вам понадобится источник питания с постоянным напряжением, например тот, который питает ноутбук, для подключения к стене, а затем для подачи безопасного низкого напряжения постоянного тока на драйвер постоянного тока, который затем будет подавать постоянный ток на ваш светодиод. Эти источники питания постоянного напряжения также будут всем, что вам нужно, если ваши светодиоды уже регулируют ток (светодиодные ленты), и вам нужно только постоянное напряжение, обычно 12 В или 24 В постоянного тока. Эта система отлично подходит для небольших портативных систем освещения.

В больших системах, когда вы начнете добавлять больше светодиодов в массив, потребуется более высокое напряжение.Если бы вы использовали метод низкого напряжения, вам потребовались бы огромные блоки питания, которые затем подключались бы к драйверам низкого напряжения, что могло бы испортить всю проводку. К счастью, существуют драйверы постоянного тока, которые напрямую принимают переменный ток, а затем излучают постоянный постоянный ток с безопасным диапазоном напряжения для работы светодиодов. Они отлично подходят для общего освещения вокруг дома и когда вы устанавливаете более постоянный, стационарный крепление.

Сегодня кажется, что «драйвер светодиода» и «источник питания светодиода» взаимозаменяемы.Здесь, в LEDSupply, когда мы говорим «источник питания», мы имеем в виду устройство переменного и постоянного тока, которое принимает линейное напряжение и выдает постоянное напряжение постоянного тока (12 В, 24 В и т. Д.). Когда мы говорим «драйвер светодиода», мы имеем в виду драйвер переменного тока в постоянный, который принимает 110-305 В переменного тока и выдает постоянный ток на светодиоды. Другие люди будут использовать такие названия, как источник питания переменного тока для светодиодов, драйвер светодиодов 110 В или источник питания постоянного тока для светодиодов. Это может сбивать с толку, но названия носят чисто технический характер, важнее всего знать, какой тип входа требуется вашим светодиодам, и приобрести источник питания или драйвер для светодиодов, которые это обеспечат.

Чтобы узнать больше о драйверах постоянного тока и о том, почему ток должен регулироваться для светодиодов, см. Здесь. Однако в оставшейся части этого поста мы рассмотрим, почему драйверы светодиодов переменного тока или автономные драйверы полезны и как они могут сократить размер и стоимость вашей светодиодной системы.

Комфортное напряжение сети

Как мы уже говорили, драйверы переменного тока для светодиодного освещения действительно важны при настройке коммерческих и жилых систем. Для аккумуляторных батарей и небольших ламп, конечно, разумнее использовать низкое напряжение.Но когда вы используете несколько источников света с напряжением 110 В, все может немного усложниться, если вы хотите использовать только драйверы низкого напряжения. Для этого потребуется несколько импульсных источников питания и драйверов, что сделает космическую ракету по количеству компонентов, не говоря уже о цене!

Драйверы светодиодов

переменного тока устраняют необходимость в дополнительных компонентах. Они переключают напряжение и выдают постоянный ток на светодиоды в одном корпусе. Драйверы светодиодов на 110 В намного лучше работают с большими нагрузками и лучше переносят мощность на расстояние.Их использование также сделает монтаж более профессиональным. У вас будет только от одного до нескольких драйверов AC-LED, питающих свет в комнате, а не источники питания и драйверы, работающие повсюду. Стоимость будет ниже, как и общее количество компонентов, что значительно упростит подключение под одним диммером.

Преимущество затемнения переменного тока

У светодиодов диммирование осуществляется различными способами. Большинство светодиодных драйверов совместимы с устройствами управления затемнением 0-10 В, которые доступны повсюду, поскольку это стало обычной практикой для светодиодного освещения и даже использовалось для затемнения люминесцентных ламп до того, как светодиоды появились.Регулировка яркости 0-10 В — это простой и очень эффективный способ затемнения нескольких светодиодных ламп, но иногда пользователям требуется больше.

У многих пользователей, которые уже находятся дома с интеллектуальным управлением освещением или установленной системой регулировки яркости с большим линейным напряжением, может возникнуть ситуация, когда они смогут заставить свои светодиоды работать с этой системой. С низковольтными светодиодами и драйверами это не вариант, но драйверы переменного тока продолжают улучшать их использование с диммерами сетевого напряжения. Это включает в себя более популярные регуляторы затемнения от Lutron и Leviton.

Новая линейка драйверов переменного тока Phihong Triac Dimmable, которую мы предлагаем, например, предлагает качественное диммирование с помощью многих популярных диммеров. Это позволяет подключить драйвер прямо к линейному напряжению, а затем настроить светодиоды без мерцания и смещения света. Многие из этих диммерных систем дороги, поэтому вы можете себе представить, насколько это важно для тех, кто уже вложил средства в диммерные системы. Теперь они могут переключиться на более эффективное освещение в светодиодах, сохранив при этом диммеры!

Выбор правильного драйвера светодиода переменного тока (110 В)

При выборе источника питания постоянного тока для светодиодов для вашей системы вы должны обратить внимание на несколько различных характеристик, чтобы драйвер работал правильно, а ваша светодиодная система, в свою очередь, работала с полной яркостью и эффективностью.Вам необходимо убедиться, что ваша система соответствует параметрам, безопасным как для драйвера, так и для самого светодиода. Ниже приведен небольшой список вариантов дизайна и технических характеристик, которые вы захотите изучить, прежде чем выбирать драйвер переменного тока в постоянный.

1. Размер

Физический размер и форма, очевидно, являются решающим фактором при выборе драйвера светодиодов на 110 В. Какой бы прибор или свет вы ни пытались построить, вам понадобится драйвер, который может поместиться в приложении, не делая его громоздким или сложенным вместе.Драйверы светодиодов бывают самых разных размеров; в небольших прямоугольных формах, более длинных стилях масляных палочек, а также в шайбах. Все, что вам нужно сделать, это выбрать форму и размер, которые подходят для вашей установки. Независимо от того, есть ли у вас место для установки драйвера в вашем приспособлении, или если вы планируете установить его на потолке или стене, просто убедитесь, что вы учли эту часть в своем дизайне. Все размеры указаны на страницах с драйверами.

2. Текущие рейтинги

Для светодиодов

High Power требуется ток не менее 350 мА.Для светодиодов всегда существует максимальный номинальный ток, и если вы превысите указанный ток, светодиод будет работать слишком сильно и быстро деградирует, пока в конечном итоге не выйдет из строя. Убедитесь, что вы знаете максимальный ток, который может выдержать ваш светодиод, и получите драйвер светодиода постоянного тока, который выдает ток, равный или ниже этого тока, чтобы ваши светодиоды работали безопасно и намного дольше. Cree XP-E2, например, имеет максимальный номинал 1000 мА, поэтому вы можете выбрать драйвер, который выдает 1000 мА (1 А) или меньше. В то время как если бы вы использовали Cree XP-L, который может работать до 3000 мА, у вас не было бы этой проблемы, и вы могли бы использовать любой из наших драйверов, включая этот драйвер Phihong 72 Вт, который выдает 3 А (3000 мА) и будет управлять ими при их макс, который супер яркий!

Важное замечание, если вы используете параллельную схему! Помните, что если у вас есть светодиоды, подключенные параллельно к драйверу, вывод этого драйвера делится на сколько угодно разных строк.Допустим, вы используете две цепочки из двух светодиодов Cree XP-E2 из приведенного выше примера. Поскольку ток делится поровну между цепочками, вы можете использовать драйвер с выходным током до 2000 мА.

3. Диапазон выходного напряжения (постоянного тока)

Диапазон напряжения — очень важная часть при работе с драйверами сетевого напряжения. Все преимущество использования светодиодных драйверов переменного тока заключается в том, что драйвер принимает 110 В переменного тока и выдает питание постоянного тока. Выходная мощность — это постоянный ток, но есть также диапазон выходного напряжения, в котором должны работать светодиоды.Это означает, что прямое напряжение вашего светодиода (Vf) должно быть в пределах этого диапазона (не ниже и не выше). Вы можете узнать прямое напряжение ваших светодиодов, проверив его на страницах продукта или в технических паспортах. После того, как вы это узнаете, сложите прямые напряжения всех светодиодов. Если у вас есть параллельная цепочка, сложите напряжение только от одной из ваших светодиодных цепочек, так как каждая линия должна быть в этом диапазоне, а не в сумме. См. Здесь, если у вас есть вопросы по схеме подключения. Как только вы узнаете свое общее напряжение, вам нужно будет выбрать драйвер, который имеет выходной диапазон, включая это напряжение.

Скажем, я хочу осветить комнату в моем доме, чтобы выделить стену. art. У меня есть 5 картин в этой комнате, которые я хочу осветить небольшим пятном для каждой, используя Cree XP-L 1-Up. Я решил, что при 1000 мА это даст мне необходимую яркость, чтобы показать эти детали. Во-первых, я обнаружил, что при 1000 мА прямое напряжение XP-L (Vf) составляет около 2,95. Мне нужно 5 таких элементов в комнате, поэтому 5 x 2,95 = 14,75. Итак, теперь уловка найти драйвер, который будет принимать мои 110 вольт переменного тока и выдавать 1000 мА, оставаясь в диапазоне, который включает 14.75 вольт. Заглянув в раздел драйверов переменного тока и используя фильтры выходного тока, я нашел этот драйвер Phihong 15 Вт, который выдает ток 1000 мА и имеет диапазон выходного напряжения 10,5-15 В постоянного тока.

Одним из незначительных недостатков автономных (AC) драйверов является то, что диапазоны выходных напряжений обычно выше. Поскольку светодиоды высокой мощности работают от 2 до 4 вольт, большинство драйверов переменного тока не имеют достаточно низких диапазонов напряжения для питания только одного или даже двух светодиодов. Этот небольшой драйвер Phihong 6 Вт на самом деле является единственным драйвером переменного тока, который мы несем, который достаточно мал, чтобы питать только один светодиод, поскольку его минимальная мощность составляет 2.5VDC. Если вам нужно больше вариантов для питания только одного светодиода, вероятно, лучше проверить вариант с низким напряжением.

4. Мощность

Многие люди забывают даже отслеживать мощность при работе с драйверами переменного тока. Они просто следят за тем, чтобы они работали в пределах допустимого диапазона напряжений, и даже не проверяют, находятся ли они в пределах предельной мощности. Все драйверы рассчитаны на определенную мощность, на самом деле, большинство драйверов переменного тока будут иметь это право в своем названии (драйвер светодиода 3 Вт, драйвер светодиода 15 Вт и т. Д.).Я бы посоветовал всем, кто читает этот пост, всегда использовать его в качестве последней контрольной точки. После того, как вы убедились, что ток и напряжение совпадают, у вас есть все необходимое, чтобы легко проверить мощность. Все, что вам нужно запомнить:

Мощность системы = прямое напряжение (Vf) ВСЕХ светодиодов x ток возбуждения (в амперах)

Итак, позвольте мне сделать последнюю проверку моего художественного проекта в приведенном выше примере. У меня общее прямое напряжение 14,75, и я управляю ими на 1000 мА, что равно 1 ампер.Таким образом, моя мощность составляет 14,75 Вт, что чуть меньше 15 Вт, с которыми может справиться этот драйвер. Похоже, я выбрал драйвер, который будет работать!

5. Диммирование

Это все зависит от вас! Светодиоды могут быть очень яркими, и, очевидно, для некоторых приложений их необходимо затемнять. Выбирая драйвер, вы должны знать, хотите ли вы затемнение или нет, а затем, если хотите, то с каким типом затемнения вы работаете. Многие драйверы переменного тока имеют встроенное диммирование 0-10 В, это диммирование при низком напряжении, поэтому провода идут от драйвера к диммеру, чтобы затемнить светодиоды.

Большим преимуществом драйверов переменного тока, особенно в новой линейке Phihong, является диммирование сетевого напряжения. Это наиболее распространенный способ затемнения домашнего освещения, поэтому я рад, что мы можем предложить линейку диммируемых симисторов, в которой можно использовать популярные бытовые диммеры, чтобы затемнять свет без плохого мерцания. С этим типом диммирования у вас будут диммеры сетевого напряжения, а затем драйвер и светодиоды.

Итак, если у вас есть приложение, в котором не требуется диммирование, просто выберите драйвер без диммирования, поскольку он стоит меньше.Если вам нужно диммирование, знайте, какую систему вы используете, и ищите блок питания для светодиодов с диммированием, который работает с имеющейся у вас системой диммирования.

Эффективность драйвера

Когда требуется трансформатор (при отключении питания переменного тока, а не от аккумулятора) драйверы постоянного и переменного тока имеют очень схожую эффективность. Драйверы переменного тока, по сути, представляют собой объединенный источник питания светодиодов и драйвер светодиодов, они принимают 110 В и выдают постоянное напряжение, управляя светодиодами постоянным током. При этом, когда вы используете драйверы низкого напряжения и пропускаете через трансформатор, система работает ровно настолько, насколько хорош источник питания.Если источник питания дешевле, он, вероятно, не будет иметь наивысшего КПД. Если вы хотите получить такую ​​же эффективность, как при использовании драйвера переменного тока, было бы лучше приобрести более мощный источник питания, такой как линии от Phihong.

Сравнение затрат

Возвращаясь к моему примеру выше, допустим, что мой друг предложил использовать драйверы низкого напряжения, а не автономный драйвер, который я изначально выбрал для точечных светильников по комнате. Рассматривая этот вариант, смотрю на цены.Мы уже знаем, что если бы я выбрал светодиодный драйвер 110AC, я бы использовал драйвер с регулируемой яркостью Phihong Triac на 15 Вт, который обошелся бы мне в $ 22,49 .

Если бы я использовал низковольтный драйвер, мне сначала понадобился бы источник питания. Блок питания на 24 В будет достаточным, если он может выдерживать 15 Вт, как и все наши блоки питания 24 В постоянного тока. Самый маленький — это Mean Well APV. Затем вам понадобится небольшой гнездовой разъем 2,1 мм, который можно было бы подключить от разъема источника питания к проводам, идущим от вашего драйвера, это будет стоить 1 доллар.49. Наконец, вам понадобится низковольтный драйвер на 1000 мА, который может обрабатывать 24 В постоянного тока, такой как LuxDrive BuckBlock, за 17,99 долларов. Общая стоимость трассы низкого напряжения составляет 41,47 доллара США , что на 84% больше.

Вы можете видеть, что в таких обычных условиях освещения будет дешевле использовать драйвер от 110-240 В переменного тока. Теперь дешевле не всегда лучше, но в этой ситуации это так, поскольку это также сокращает количество компонентов, делая свет более профессиональным.Не только это, но и с опцией переменного тока я могу регулировать яркость через диммеры сетевого напряжения. Мне не нужно покупать другой диммер! Я настоятельно рекомендую драйверы переменного тока в подобных случаях вместе с модернизацией светодиодов. Если вы хотите уменьшить яркость от сетевого напряжения с помощью популярных диммеров Lutron, тогда линия регулировки яркости TRIAC от Phihong, подобная той, которую я выбрал для своего примера, станет отличным вариантом!

Нет однозначного правильного или неправильного ответа при выборе драйверов постоянного или переменного тока. Это действительно зависит от ваших настроек и потребностей вашего приложения.Начните с просмотра списка, который я составил выше, он действительно должен сузить ваш выбор.

,