Диод на батарейке: Как включить светодиод, схема включения светодиода

Светодиод горит от одной батарейки » Сделай сам своими руками

Здесь мы будем модернизировать миниатюрный фонарик-ручку. Там была лампочка накаливания. У этого фонарика было замечено значительное уменьшение яркости свечения лампы накаливания при подсаживании батарей. И естественно, низкий КПД и срок службы. Но мы всё исправим.

Светодиод! — Вот решение наших проблем. Но поменять светодиод это не всё. Необходимо собрать мини преобразователь для светодиода. В нашем фонаре было две батарейки, соответственно преобразователь мы спрячем в месте заместо одной из батарей.

Давайте рассмотрим схему.

На схеме изображен генератор — преобразователь. Возбуждение достигается трансформаторной связью.

В схеме использовался транзистор КТ315 , сверхяркий светодиод.

О трансформаторе поговорим отдельно. Для его изготовления потребуется кольцо из феррита — ориентировочный размер 10х6х3 и проницаемостью около 1000 HH. Диаметр проволоки около 0,2 мм. На кольцо наматываются две катушки по 20 витков в каждой.

Если у вас нет кольца, то можно использовать аналогичный по объему и материалу цилиндр. Только придется мотать уже 60-100 витков для каждой из катушек. Важный момент: мотать катушки нужно в разные стороны. На худой конец можно использовать гвоздь, но большой гвоздь, да и витков для одной катушки требуется уже порядка 150. Кроме того КПД гвоздя значительно ниже, чем у феррита. 

Переходим к делу. Разбираем фонарик. Все его части видны как на ладони.

Итак — делаем корпус для нашего преобразователя.

По батарейки делаем цилиндр.  Его можно изготовить из бумаги или спользовать отрезок любой жесткой трубки из материала не проводящего эл. ток.

Проделываем отверстия по краям цилиндра, обматываем его залуженным проводником, пропускаем в отверстия концы проволоки. Фиксируем оба конца, но оставляем с одного из концов кусок проводника: чтобы можно было подсоединить преобразователь к спирали.

Займемся сборкой самого преобразователя. Начнем с трансформатора, у меня не было кольца из феррита (да оно и не влезло бы в фонарь), поэтому использовался цилиндр из аналогичного материала — цилиндр был изъят из катушки индуктивности от старого телевизора.

На него аккуратно наматывается первая катушка. Витки скрепляются клеем. У меня залезло около 60 витков. Потом вторая, мотается в обратную сторону. У меня получилось опять 60 или около того; точно не считал – не получилось намотать аккуратно. Закрепляем клеем края. 

Собираем по схеме преобразователь:

Все располагается как на рисунке: транзистор, конденсатор резистор и т. д. Пассивные и активные элементы собрали, подпаиваем спираль на цилиндре, катушку. Ток в обмотках катушки должен идти в разные стороны! То есть если вы мотали все обмотки в одну сторону, то поменяйте местами выводы одной из них, иначе генерация не возникнет.

Получилось следующее:

Все вставляем вовнутрь, а в качестве боковых заглушек и контактов используем гайки.

К одной из гаек подпаиваем выводы катушки, а к другой эмиттер VT1. Приклеиваем. 

 У Вас получилось нечто похожее на то, что изображено на предыдущем рисунке.

Теперь следует изготовить светодиодную лампочку. Мы уже с вами уже делали подобное, так что не будем останавливаться.

Один момент: на цоколе должен быть минус светодиода. Иначе ничего не заработает.

Существовал и другой вариант решения проблемы. Конечно, можно создать непосредственно модуль преобразователя со светодиодом в одном корпусе. В этом случае как вы уже вероятно заметили, нужно всего два контакта. 

Как понятно из рисунка, преобразователь представляет собой «заменитель» второй батарейки. Но в отличие от нее, он имеет три точки контакта: с плюсом батарейки, с плюсом светодиода, и общим корпусом (через спираль). Однако, его местоположение в батарейном отсеке является определенным: он должен контактировать с плюсом светодиода. Говоря проще, последовательность сборки на картинке менять нельзя.

Фонарик в работе:

Такой фонарь более экономичен и вследствие отсутствия второй батарейки легок. И главное достоинство! Все детали можно найти на свалке!

Удачи!

Расчёт расхода заряда батареек

Обратимся немного к теории, необходимой для получения точных цифр при расчёте времени работы датчиков от комплекта батареек.

Итак, сначала рассмотрим, когда и на что тратится электроэнергия, на примере самого популярного модуля Z-Wave ZM3102.

  • При отправке данных модуль тратит  36 мА. Отправка одного пакета длится обычно не более 7 мс (на самой медленной скорости).
  • Ожидание данных или нажатия кнопки при включенном на приём модуле расходует 23 мА. В худшем случае на доставку пакета с подтверждением о получении требуется время 10мс * [количество ретрансляторов на пути + 1]. Однако при неудачной отправке пакета через примерно 50-100 мс происходит повторная попытка.
  • Состояние глубокого сна самое экономичное — в нём модуль расходует лишь 2.5 μА.
  • Ко всему этому требуется добавить расход оборудования вокруг модул. Например, включенный светодиод потребляет порядка 20 мА.

Ёмкость типичной батарейки AAA составляет примерно 800 мА*ч. Таким образом, если устройство непрерывно пребывает в режиме ожидания, батареек хватит на 800 мА*ч / 23 мА = 34 часа, т.е. менее двух суток! Именно столько будет жить на батарейках датчик движения Express Control EZ-Motion, если у его переключить в режим постоянной работы (обычно это делается при подключении постоянного питания). Кстати, столько же будет гореть светодиод, подключенный к этим же батарейкам. Совершенно очевидно, что для работы в течение продолжительного срока требуется отправлять устройство в режим сна. Если же устройство будет всё время находиться во сне, то батареек хватит на 800 мА*ч / 2.5 μА = 36.5 лет. Очевидно, что саморазряд батарейки происходит быстрее.

Теперь рассчитаем лучший и худший варианты отправки пакета (20 байт с заголовками) от нашего узла, питающегося от батареек, к получателю (контроллеру, реле или другому устройству).

  • Лучший вариант — отправленный пакет доставляется сразу без маршрутизации на скорости 40 кбод. Затраченная электроэнергия составит 36 мА * 160 бит / 40 кбод + 23 мА * 10 мс = 0.37 мА*с.
  • Средний вариант — отправленный пакет доставляется через 2 роутера на скорости 40 кбод. Затраченная электроэнергия составит 36 мА * 160 бит / 40 кбод + 23 мА * 10 мс * (2 роутера +1)=  0.83 мА*с.
  • Худший вариант — отправленный пакет не доставляется после перебора 4х доступных маршрутов, по 3 попытки на маршрут на скорости 9600 бод. Затраченная электроэнергия составит (36 мА * 160 бит / 9.6 кбод + 23 мА * (10 мс * (2 роутера + 1) + 50 мс))  * 3 попытки * 4 маршрута = 29.3 мА*с.
  • Простое ожидание пакета от контроллера в течение одной секунды потребует 23 мА*с.
  • Для сравнения, представим здесь же энергопотребление за время 3 часов сна: 2.5 μА * 10800 c = 27 мА*с.

Видно, что разница в энергопотреблении лучшего и худшего вариантов составляет более, чем в 70 раз!

Также видно, что попытка доставить пакет недоступному узлу стоит столько же, сколько ожидание ответа от контроллера в течение одной секунды, включение светодиода на одну секунду или 3 часа сна устройства!

Первый вывод: получатели пакетов быть доступны.
Второй вывод: при получении от датчика сообщения Я проснулся контроллер должен как можно скорей отправить датчику сообщение Спи дальше.
Третий вывод: датчик должен включать как можно меньше периферии и делать это как можно реже

.

Рассмотрим жизненный цикл типичного Z-Wave датчика открытия двери, работающего на батарейках:

  • Просыпается по прерыванию, проверяет состояние сенсоров
    • В случае, если наступило событие, требующее отправки управляющих команд, включает радио-модуль и отправляет пакеты устройствам из списка ассоциированных с эти событием
    • Ждёт доставки и засыпает
  • Просыпается раз в N секунд (от 10мс до 2.55 секунд — это аппаратная особенность модуля Z-Wave) для проверки, счётчика просыпаний. Если он достиг заданной величины K, просыпается
    • T = N*K равно периоду регулярных просыпаний, упомянутому ранее. Период прошёл, датчик отправляет пакет
      WakeUp Notification
      (Уведомление о пробуждении) контроллеру и ждёт
    • Если за определённое время W (в зависимости от производителя, от 2 до 60 секунд) ничего не пришло, датчик засыпает
    • Если пришли данные, обрабатывает их, отвечает, если надо, и сбрасывает счётчик времени W и ждёт опять
    • Если пришёл пакет WakeUp NoMoreInformation (Спи дальше), то датчик мгновенно заканчивает текущие дела и засыпает

Давайте проведём расчёт срока жизни датчика при условиях периодического просыпания раз в час (T=3600 с) и отправке 20 событий открывания/закрывания в день (10 раз дверь открывали — реалистичное предположение для входной двери квартиры).

Затраты за день составят 0.374 мА*с * (20 отправок по событию + 24 отправки по просыпанию) + 216 мА*с (сон) = 234 мА*с. Получается 34 года! На практике это значение значительно меньше, т.к. здесь мы не учли расхода на периферию чипа и срок службы батареек.

Теперь давайте поиграем разными параметрами.

Включение светодиода на секунду при каждой отправке события открывания (20 раз в день) изменить срок службы до 11 лет.

Представим, что датчик будет просыпаться не раз в час, а раз в 5 минут. Уже 24 года, а с горящим светодиодом (20 раз в день) 10 лет. Видно, как частые периодические просыпания существенно сократили срок жизни устройства от батареек. Хотя по сравнению с вкладом от светодиода это не существенно.

А что, если контроллер оказался выключенным? Теперь сообщение о просыпании не доставляется и датчик вынужден ждать W = 2 секунды до ухода назад в сон и мигать светодиодом 1 секунду для уведомления пользователя о проблеме. Тех же батареек хватит лишь на 2.5 года для при просыпании раз в час и всего на 3 месяцев при просыпании раз в 5 минут!

Очевидно, что в этих расчётах все времена более двух лет не реализуются из-за химических особенностей устройства батареек. Батарейки типа AA и AAA не способны работать более двух лет при постоянном питании устройства даже ничтожным током, несмотря на то, что ёмкости должно хватать. А вот всё, что меньше двух лет, уже станет ограничением по ёмкости.

FLiRS

Рассмотрим немного Часто Слушающие Устройства (FLiRS). Эти устройства просыпаются каждую секунду примерно на 5 мс, чтобы послушать, не посылают ли им специальный пакет WakeUp Beam. Если три часа сна требуют 27 мА*с, то FLiRS устройство потребит 1255 мА*с, что в 50 раз больше затрат на сон, но и в 200 раз меньше, чем при постоянном пребывании в режиме ожидания пакетов. Такие устройства обычно работают около 7-8 месяцев от комплекта батареек AAA. Однако производители стараются использовать более ёмкие батарейки, чтобы достичь времени работы более года.

Как сделать экономичный светодиодный фонарик на одной батарейке

Принцип работы
Нижеприведенная схема («Joule thief«) позволяет питать светодиод белого или синего свечения, требующий напряжения питания 3 — 3,5 В, от одного гальванического элемента или аккумулятора NiCD,NiMH, даже разряженных до напряжения 0,8 В под нагрузкой.

Для красных и желтых светодиодов напряжение питания при токе 20 мА составляет 1,8 — 2,4 В, а для синих, белых и зеленых — 3 — 3,5 В, поэтому запитать синий или белый светодиод от пальчиковой батарейки напрямую невозможно.
Схема представляет вариант блокинг-генератора и была описана Z. Kaparnik из города Swindon в Великобритании в журнале «Everyday Practical Electronics» за ноябрь 1999 года. Ниже можно ознакомится с этой статьей:
(щелкните по рисунку мышкой для просмотра в крупном масштабе)


Питание схемы осуществляется от элемента LR6/AA/AAA напряжением 1,5 В — схема может непрерывно работать неделю от одной батарейки до ее разряда до 0,8 В!!! Примечание: AA или AAA (R6) — солевые батарейки, LR6 — щелочные (alkaline) батарейки.

Приведенная схема работает как управляемый током генератор. Всякий раз при выключении транзистора VT спадающее магнитное поле в обмотке трансформатора T вызывает возникновение положительного импульса напряжения (до 30 В) на коллекторе транзистора. Это напряжение вместе с напряжением источника питания (батарейки) прикладывается к светодиоду. Переключение происходит с очень высокой частотой и низким коэффициентом заполнения. Уменьшение сопротивления резистора R приводит к увеличению тока через светодиод и, соответственно, увеличивает яркость его свечения.
Z. Kaparnik приводит вначале значение сопротивления 10 кОм (средний ток через светодиод 18 мА) и затем указывает, что уменьшение сопротивления до 2 кОм приводит к увеличению среднего тока до 30 мА. Также Z. Kaparnik указывает, что коэффициент полезного действия зависит от использованного транзистора VT — к лучшим результатам приводит применение транзистора с низким напряжением насыщения между коллектором и эмиттером VCE (SAT). Он указывает, что для транзистора ZTX450 (VCE (SAT) = 0,25 В) КПД равен 73 %, при использовании ZTX650 (VCE (SAT) < 0,12 В) возрастает до 79 %, а при применении BC550 падает до 57 %.

Упоминание подобной конструкции в статье М. Шустова «Низковольтное питание светодиодов» в журнале «Радиомир»  №8 за 2003 год:
 
А вот конструкция японского радиолюбителя: http://elm-chan.org/works/led1/report_e.html

Моделирование
Для моделирования такого устройства можно использовать свободно распространяемый симулятор электрических цепей LTSpice. Вот модель этого генератора:

При напряжении питания 1,5 В и индуктивности каждой из обмоток трансформатора 200 мкГн потребление мощности от батареи составляет 197 мВт, а на светодиоде выделяется 139 мВт. Потери мощности составили 58 мВт, из них в транзисторе 55 мВт, а в резисторе 3 мВт. Таким образом, КПД оказался равен 71%.

При напряжении питания 1,5 В и транзисторе BC547C (VCE (SAT) = 0,2 В) зависимость среднего тока светодиода от индуктивности обмотки трансформатора (с идентичными обмотками) представлена ниже:

При индуктивности обмотки меньше 17 мкГн преобразователь не запускается.

Зависимость среднего тока светодиода от напряжения питания приведена ниже:

Трансформатор
Также вместо самостоятельно намотанного трансформатора на ферритовом колечке можно использовать промышленный импульсный трансформатор, например,
МИТ-4В: М — малогабаритный, И — импульсный, Т — трансформатор, В — высота с выводами 55 мм.

МИТ-4В выпускается в корпусе коричневого или черного цвета.

Этот трансформатор имеет три обмотки (одну первичную и две вторичные) с единичным коэффициентом трансформации. Омическое сопротивление каждой обмотки составляет около 5 Ом, индуктивность около 16 мГн.
Обмотки содержат по 100 витков, намотанных проводом ПЭЛШО 0,1 на колечке К17,5х8х5 из феррита марки М2000НМ1-Б.
Обозначение ферритового колечка расшифровывается так: К — кольцо; 17,5 — внешний диаметр кольца, мм; 8 — внутренний диаметр кольца, мм; 5 — высота кольца, мм.
Марка феррита М2000НМ-1Б расшировывается так: 2000 — начальная магнитная проницаемость феррита; Н — низкочастотный феррит; М — марганец-цинковый феррит (до 100 кГц).
Первый вывод отмечен цифрой «1» на корпусе трансформатора, а нарисованная стрелка указывает направление отсчета оставшихся выводов. Я использовал обмотки с выводами 1-4 и 2-3.

Также можно использовать трансформатор согласующий низкой частоты ТОТ:

Этот трансформатор рассчитаны на работу на частоте до 10 кГц.
Обозначение «ТОТ» расшифровывается как: Т — трансформатор; О — оконечный; Т — транзисторный.
Броневой сердечник трансформатора ТОТ изготавливается из холоднокатаной ленты с высокой магнитной проницаемостью и повышенной индукцией технического насыщения марки 50H.
Расположение выводов трансформаторов ТОТ напоминает цоколевку электровакуумных ламп — имеется ключ и дополнительная маркировка первого вывода на боковой поверхности трансформатора (красная точка). При этом отсчет выводов производится по часовой стрелке со стороны монтажа, а первый вывод расположен в левом верхнем углу.

Цоколевка трансформаторов типов: а — ТОТ1 — ТОТ35; б — ТОТ36 — ТОТ189, ТОЛ1 -ТОЛ54; в — ТОТ202 — ТОТ219, ТОЛ55 — ТОЛ72

Германиевые транзисторы
Для снижения порогового напряжения батарейки, при котором светодиод еще светится, можно использовать германиевые транзисторы, например, советский n-p-n транзистор МП38А:

У этого транзистора прямое падение напряжения на p-n переходах составляет около 200 мВ.
Для проверки я собрал макетную конструкцию на транзисторе МП38А и трансформаторе МИТ-4В:

Довольно сильно разряженная литиевая батарейка CR2032 в этой схеме питает цепочку из пяти светодиодов. При этом напряжение батареи под нагрузкой составляет около 1,5 вольт.

Варианты улучшения схемы
1) Можно добавить конденсатор, включенный параллельно резистору.

Я оценил влияние конденсатора на КПД преобразователя, выполнив моделирование в LTSpice:

Как видно из графика, после некоторого подъема КПД при дальнейшем увеличении емкости конденсатора КПД преобразователя начинает снижаться.
2) Также можно добавить последовательно со светодиодом диод Шоттки и включить параллельно светодиоду конденсаторы.

3) Для ограничения верхнего предела напряжения на нагрузке можно дополнительно включить стабилитрон (диод Зенера) параллельно светодиоду.

p-n-p транзисторы
Наряду с Joule Thief на n-p-n транзисторах, можно применять и транзисторы p-n-p структуры. Я собрал такой преобразователь на базе германиевого pnp-транзистора ГТ308В (VT) и импульсного трансформатора МИТ-4В (катушка L1 — выводы 2-3, L2 — выводы 5-6) :

Значение сопротивления резистора R подбирается экспериментально (в зависимости от типа транзистора) — целесообразно использовать переменный резистор на 4,7 кОм и постепенно уменьшать его сопротивление, добиваясь стабильной работы преобразователя.

мой преобразователь Joule Thief на p-n-p транзисторе

Я исследовал работу этого преобразователя с помощью цифрового осциллографа. При этом преобразователь питался от полуразряженного никель-кадмиевого аккумулятора, а в качесте нагрузки использовались два зеленых светодиода, подключенных через германиевый диод.


напряжение на нагрузке

Пиковое напряжение на нагрузке превышает 5 вольт, чего вполне хватает для свечения двух зеленых светодиодов даже с учетом падения напряжения на германиевом диоде.
Такая же форма кривой напряжения на нагрузке получается и при моделировании преобразователя в симуляторе LTspice:


напряжение на резисторе


напряжение между выводами 6-5 МИТ

Напряжение на нагрузке складывается из напряжения на обмотке 6-5 трансформатора и напряжения аккумулятора.


напряжение между выводами 3-2 МИТ

Как можно заметить, напряжения на обмотках трансформатора практически идентичны (с учетом расположения одноименных зажимов).


определение периода

Период следования  импульсов составил 1,344 мс, т.е. частота генерации составила 744 Гц.

 Для питания такого преобразователя можно использовать не только батарейку, но и ионистор (суперконденсатор):

Как правильно подключать светодиод — DiMoon Electronics

В этой статье мы разберемся с тем, что собой представляет светодиод, почему он не является просто «лампочкой» и научимся его правильно подключать к источнику питания. 2/R. Увеличили напругу в 2 раза — рассеиваемая мощность увеличилась в 4-ре. Все предельно ясно.

Теперь посмотрим на ВАХ обычной ламы накаливания:

Рис. 1. ВАХ лампы накаливания.

Можно заметить, что прямую она напоминает только в самом-самом своем начале. Далее сила тока выходит на некоторое значение, которое слабо зависит от изменения силы тока. Почету так? Тут не работает закон Ома? Все просто. Как известно, сопротивление металла увеличивается при увеличении его температуры, а спираль лампы накаливания как-никак нагревательный прибор. И при увеличении напряжения, сила тока так же увеличивается, увеличивается рассеиваемая на спирали мощность и она сильнее разогревается, ее сопротивление начинает увеличиваться, ток начинает падать устаканивается на каком-то определенном значении. Можно сказать, что сопротивление лампы накаливания зависит от напряжения, приложенного к ней, поэтому ВАХ лампы накаливания будет иметь вид, не похожий на ВАХ простого проводника (при условии, что мы не будем пропускать через проводник такой ток, что он превратится в печку).

Из графика видно, что при увеличении напряжения в 2 раза, а именно с 2-х вольт до 4-х, ток возрастет с 0,2А до ~0,225А, а рассеиваемая мощность увеличится в W2/W1=(4*0.225)/(2*0.2)=2.25 раз, а не в 4, как с простым куском провода. Поэтому лампа накаливания может с легкостью пережить серьезные перегрузки без повреждений (по крайней мере качественные экземпляры, а не тот шлак, который сейчас продается повсеместно).

Но это справедливо только для плавного изменения напряжения на лампочке, то есть когда все переходные процессы, связанные с изменением температуры спирали намного быстрее скорости изменения напряжения на ней. Если же это условие не соблюдается, например, в момент включения, когда спираль еще холодная, сила тока через лампу накаливания при данном напряжении может превышать значение из графика в несколько раз. Поэтому лампы накаливания чаще дохнут в момент включения. Раз уже взялись за лампочки, то давайте разберемся, почему это так.

В идеальном случае нить накаливания однородна на всей своей длине. Но ни чего идеального в мире нет, в том числе и спиралей у лампочек. Всегда найдутся участки, которые чуть-чуть тоньше, чем средняя толщина спирали по всей длине. А если участок тоньше, то его сопротивление больше (следует из формулы сопротивления проводника, R=[ρ∗l]/S).

Разобьем спираль лампы накаливания на небольшие и равные участки, и обозначим их как резисторы. При этом, у нас есть участок, сопротивление которого в 10 раз больше остальных. Вычислим рассеиваемую мощность на каждом резисторе. При этом не забываем, что при последовательном соединении сила тока во всех резисторах одинакова.

Рис. 2. Эквивалентная схема участка нити накала лампочки

Получаем, что на участках с сопротивлением 1R, рассеивается мощность W=1RI², а для участка с сопротивлением 10R W=10RI². Вот и получаем, что мааааленький участок спирали будет иметь локальный перегрев. А если учесть то, что пусковой ток лампочки довольно большой, этот участок будет деградировать быстрее, рассеиваемая мощность будет расти еще больше, и в один прекрасный момент, спираль перегорит. Вот так.

Для того, чтобы продлить срок службы ламп накаливания одни советуют вообще их не выключать, другие снижать действующее напряжение питания лампы путем последовательного включения полупроводникового диода. Так же есть специальные схемы плавного пуска, которые ограничивают пусковой ток и плавно разогревают спираль.

Светодиоды

Так, с лампочками разобрались. Перейдем к светодиодам. ВАХ диода, в том числе который и свето, имеет следующий вид:

Рис. 3. ВАХ светодиода

Во-первых, характеристика имеет два ярко выраженных участка, прямого и обратного тока. В обратном направлении светодиод плохо пропускает ток, поэтому, если подключить светодиод «не той стороной», то он светиться не будет. Но нас интересует участок прямого тока, который является экспоненциально возрастающим. В этом и кроется причина того, почему светодиод нельзя напрямую подключать к батарейке. Например, при напряжении 2 вольта ток через диод составляет 20 мА, а при 2,1 вольт уже 40 мА!!! То есть, при небольшом увеличении напряжения, ток увеличивается в 2 раза. А если подключить такой диод к 3-х вольтной батарейке, то ток будет уже за 150 мА, и светодиод «спасибо» не скажет за такое обращение (про подключение светодиода к компьютерным «таблеткам» см. а конце статьи). Поэтому необходимо ограничивать ток через светодиод с помощью резистора.

Расчет резистора очень простой. Для начала обозначим Ucc — напряжение батарейки (или от чего вы там его питать будете), Ur — напряжение на резисторе, Ud — требуемое напряжение на светодиоде, I — требуемый ток через светодиод, R — искомое сопротивление.

Вывод формулы занимает всего 4 строчки:

И вот небольшая памятка:

Рис. 4. Включение  одного светодиода

А как подключить два светодиода? Многие начинающие радиолюбители соединяют два светодиода параллельно, и используют один токоограничительный резистор:

 

Рис. 5. Неправильное включение 2-х светодиодов

Но такое включение неверное. И вот почему. Рассмотрим, как течет ток в этой цепи. От источника питания, ток I протекает через резистор R1. Затем, в точке разветвления он распределяется на два разных тока I1 и I2. Пройдя через светодиоды D1, D2, ток снова попадает на точку разветвления и превращается в I. При параллельном соединении проводников для токов справедливо правило: I=I1+I2, при этом напряжения на светодиодах D1 и D2 будут одинаковыми: U1=U2=U. Чем это чревато? У светодиодов есть некий разброс параметров, поэтому, если взять два светодиода и измерить их вольт-амперные характеристики, то они будут отличаться, особенно, если светодиоды разного цвета свечения:

Рис. 6. ВАХ 2-х разных светодиодов в одних координатах

На рис. 6 представлены две ВАХ. Пусть напряжение U на светодиодах будет 1,5 вольта. При данном напряжении ток через один светодиод составляет 4,33 мА, а через другой 13,2!! То есть, один из светодиодов будет потреблять довольно большой ток, при этом другому будет доставаться очень мало. Эта ситуация приведет к тому, что светодиоды будут иметь разную яркость свечения. Такая ситуация особенно заметна при параллельном соединении двух светодиодов разных цветов.

А вот правильное подключение:

Рис. 7. Правильное включение 2-х светодиодов

В этом случае ток через оба светодиода будет одинаковым, и оба светодиода будут гореть одинаково. А как рассчитать значение сопротивления R1? Все почти так же, как и для одного светодиода, только напряжение Ud будет равно

и сопротивление  токоограничительного резистора будет равно

Значения U1 и U2 можно определить следующим способом. Выбираем значение силы тока I равное, например, 10 мА. По графику ВАХ смотрим, какому напряжению соответствует заданное значение силы тока для первого и второго светодиода. Это и будут напряжения U1 и U2.

Но это все для случая, когда характеристики диодов отличаются сильно (при заданном I напряжения U1 и U2 отличаются сильно). Если же светодиоды одинаковые, то можно работать с такой формулой:

Udср. — значение напряжения на одном любом светодиоде в цепи для данного значения силы тока. Если у нас последовательно соединено не 2 светодиода а больше, то цифру «2» в формуле заменяем на их количество.

Есть один немаловажный момент: во всех формулах Ucc должно быть больше напряжения на светодиоде, или их группе. В противном случае у нас получится отрицательное значение токоограничительного резистора. Пойдите на радиорынок и в ларьке с радиодеталями попросите вам продать резистор, с сопротивлением минус 100 Ом. Запомните выражение фейса у продавца))

Вот, хорошо я тут все расписал, с формулками и объяснениями, что откуда берется. А где брать эти вольт-амперные характеристики на конкретный светодиод и какой ток будет оптимальным? Вот, нате табличку:

Табл. 1. Оптимальные значения токов и напряжений для разных типов светодиодов

В первой колонке обозначен тип светодиода, во второй оптимальный ток свечения, в третьей — напряжение на светодиоде при данном токе через него (фактически, в таблице указана одна точка ВАХ для каждого типа светодиода, имеющая оптимальное значение яркости свечения). Надо только эти значения подставить в нужную формулу и все! Ладно-ладно, посчитаю это в экселе, чтоб потом не заморачиваться с формулами.

Табл. 2. Значения токоограничительных резисторов

Разберемся, что тут у нас. В первой колонке тип светодиода, во второй напряжение, от которого вы хотите питать конструкцию, привел значения от 3-х до 24-х вольт. В третьей колонке «R(1)» значение токоограничительного резистора для одного светодиода, как на рис. 4. Колонка «R(2)» — сопротивление токоограничительного резистора для 2-х последовательно соединенных диодов (рис. 7), ну а колонка «R(3)» — для 3-х последовательно включенных диодов. В некоторых ячейках таблицы вместо значения сопротивления стоит слово «[нет]». Это значит, что данного напряжения питания недостаточно, чтобы зажечь конструкцию из одного или n светодиодов на полную яркость. Например, сверхяркий 5 мм. светодиод требует ток 75 мА, при этом напряжения на нем будет 3,6 вольт. Если его напрямую подключить к 3-х вольтовой батарейке, то ни чего страшного не произойдет, просто на полную яркость он гореть не будет.

Как пользоваться таблицей? Есть у нас желтый светодиод 3 мм. Хотим питать его от кроны 9 вольт. Ищем в таблице кусок, относящийся к «3 и 5 мм желтый«, выбираем в колонке «Ucc» значение «9» и смотрим, что у нас написано в колонке «R(1)«. Там у нас 345 Ом. Из стандартных номиналов ближе всего 330 Ом, вот его и ищем у себя в ящике с хламом. А если хотим собрать гирлянду из 3-х таких светодиодов (по аналогии, как на рис. 7), и питать хотим от аккума 12 вольт, то сопротивление резюка следует взять близким к 285 Ом, из стандартных это 270 Ом. Стандартные значения резисторов можно посмотреть в этой таблице:

Табл. 3. Стандартные значения резисторов

Ну, вроде все. Теперь мы гуру в схемах со светодиодами))

«Питал я светодиод от 3-х вольтовой таблетки без всяких резисторов, и ни чего не сгорело».  На это отвечу так: есть такое понятие, как внутреннее сопротивления источника питания. Для разных источников оно разное. Для автомобильного аккумулятора 12 В оно должно составлять миллиОмы, или даже микроОмы, а вот у компьютерной «таблетки» внутреннее сопротивление может быть как раз несколько десятков Ом. То есть эквивалентная схема любого источника питания следующая:

Рис.8. Эквивалентная схема батарейки

EMF — электро-движущая сила, ее как раз и указывают на корпусе, как напряжение батарейки, R_INT — то самое внутреннее сопротивление. Вот и получается, что подключая светодиод к компьютерной «таблетке» мы сами того не подозревая, последовательно включаем и токоограничительный резистор, который и спасает диод от перегорания.

Вот теперь точно все! Не забывайте про резистор и внутреннее сопротивление источника питания;)

 

Автономные светодиодные модули

Наименование Артикул Описание Цена

Модуль с 1 мигающим светодиодом

время работы — 2 месяца

LS201 * 1 светодиод 5 мм на плате
* питание – одна тонкая батарейка  CR2032 (в комплекте)
* крепление —  двухсторонний вспененный скотч (в комплекте)
* время беспрерывной работы от 1 батарейки составляет  2 месяца (при частоте вспышек 1 раз в секунду).
* цвет свечения — белый
* частота мигания: 1 Гц (1 раз в секунду)
* другие цвета и частота вспышки по запросу
* размер платы 38*25 мм, толщина 5 мм

— по запросу

Наименование Артикул Описание Цена

Модуль с 2 мигающими светодиодами

время работы — 1 месяц

LS202 * два синхронно мигающих светодиода по 5 мм (один на плате, а второй на коротком проводе)
* питание – одна тонкая батарейка  CR2032 (в комплекте)
* крепление —  двухсторонний вспененный скотч (в комплекте)
* время беспрерывной работы от 1 батарейки составляет 1 месяц (при частоте вспышек 1 раз в секунду).
* цвет свечения — любой
* частота мигания: 1 Гц (1 раз в секунду)
* частота вспышки по запросу
* размер платы 38*25 мм, толщина 5 мм

— по запросу

Наименование Артикул Описание Цена

Модуль с 1 мигающим светодиодом

время работы — 1 год

LW205 * 1 светодиод 5 мм на плате
* питание – батарейный отсек на 2АА батарейки     расположен отдельно на проводе длиной 130 мм (батарейки в комплект не входят).
* крепление —  двухсторонний вспененный скотч (в комплекте)
* время беспрерывной работы от двух батареек «АА» без замены составляет 12 месяцев (при частоте вспышек 1 раз в секунду).
* цвет свечения — любой
* частота мигания — 1 Гц (1 раз в секунду)
* частота вспышки по запросу
* доп.опции — кнопка включения
* размер платы 38*25 мм, толщина 5 мм

 

— по запросу

Наименование Артикул Описание Цена

Модуль с 2 мигающими светодиодами

время работы — 6 месяцев

LW206 * 2 синхронно мигающих светодиода по 5 мм (один на плате, а второй на коротком проводе)
* питание – батарейный отсек на 2АА батарейки расположен отдельно на проводе длиной 130 мм (батарейки в комплект не входят).
* крепление —  двухсторонний вспененный скотч (в комплекте)
* время беспрерывной работы от двух батареек «АА» без замены составляет 6 месяцев (при частоте вспышек 1 раз в секунду).
* цвет свечения — любой
* частота мигания — 1 Гц (1 раз в секунду)
* частота вспышки по запросу
* доп.опции — кнопка включения
* размер платы 38*25 мм, толщина 5 мм

 

— по запросу

Наименование Артикул Описание Цена

Программируемый модуль с пятью независимо мигающими светодиодами на проводе

LW505

* 5 независимо мигающих светодиодов, на гибком шлейфе, с лёгким разделением на отдельные провода
* микроконтроллер программируется под любую скорость и последовательность вспышек
*питание – бокс на 2АА батарейки или два бокса по 2АА батарейки, в зависимости от требуемой программы и ресурса работы. Боксы расположены отдельно на проводах длиной 130 мм (батарейки в комплект не входят). Размер одного бокса 58х33х15 мм.

* время беспрерывной работы от двух батареек «АА» в режиме бесконечного бегущего огня (поочерёдно вспыхивает и гаснет каждый светодиод) составляет 3 недели
* цвет свечения — любой
* частота и последовательность вспышек — любая
* доп.опции — кнопка включения
* размер платы: 36х23 мм, толщина 5 мм

 

Серия изоляторов диодных батарей

— Изоляторы батарей от управления батареями

Для автомобилей с двумя батареями эти устройства электрически изолируют батареи, чтобы предотвратить утечку батареи с более высоким зарядом в батарею с более низким зарядом. Кроме того, обе батареи можно заряжать одновременно от одного источника.

Номинальная мощность каждого элемента — это максимальная мощность генератора переменного тока. Большинство генераторов на новых автомобилях имеют встроенный электронный регулятор напряжения, который требует использования 4-контактного изолятора аккумуляторной батареи. Маленькая 4-я шпилька предназначена для подключения к цепи, включаемой выключателем зажигания. Новые генераторы переменного тока были впервые представлены компанией Delco и поэтому иногда называются «генераторами переменного тока типа Delcotron». Изолятор батареи с 4 штырями может использоваться с генераторами переменного тока более старой модели (в этом случае 4 штифт останется неподключенным), но изолятор батареи с 3 штифтами не может использоваться с генератором переменного тока типа Delcotron.

Характеристики

  • Изоляторы аккумуляторных батарей общего назначения для систем с отрицательным заземлением 12-36 В постоянного тока
  • Встроенные электронные компоненты обеспечивают отличную защиту от неблагоприятных условий, таких как загрязнение и вибрация
  • Встроенный радиатор обеспечивает эффективное рассеивание тепла

Номинальные значения на каждую ножку
Изоляторы батарей имеют рейтинг «на каждую ножку», который указывает максимальный ток, который он может подавать на любую батарею. Все изоляторы аккумуляторных батарей марки Littelfuse Cole Hersee имеют номинальную мощность на каждую ногу, равную половине номинальной мощности генератора. Например, 48051 с номиналом 75А имеет номинал 37,5А на каждую ногу.

Информация для заказа

Номер детали Amp Примечания
48051 75 A Используется для изоляции аккумуляторных батарей медицинского оборудования от автомобильных аккумуляторов. С диодом Шоттки в соответствии с Федеральными требованиями.KKK-A-1822B
48070 70 A Используется с генераторами без встроенного электронного регулятора напряжения
48090 90 A Используется с генераторами без встроенного электронного регулятора напряжения
48092 90 A Для использования с генераторами типа Delcotron
48120 140 A Используйте с генераторами, не имеющими встроенного электронного регулятора напряжения
48122 140 A Для использования с генераторами типа Delcotron
48160 200 A Используется с генераторами, не имеющими встроенного электронного регулятора напряжения
48161 250 A Используется для изоляции аккумуляторных батарей медицинского оборудования от автомобильных аккумуляторов. С диодом Шоттки в соответствии с Федеральными требованиями. KKK-A-1822B
48162 200 A Для использования с генераторами типа Delcotron

Как выбрать изоляторы и сепараторы батарей

Контроль паразитных нагрузок (разряд аккумулятора) и правильное распределение электроэнергии имеют решающее значение для поддержания работы транспортных средств. Однако для этого необходимо уравновесить потребности батареи и электрической системы.

Дополнительные электрические нагрузки, такие как освещение, развлекательные системы, оборудование связи и другие аксессуары, продолжают потреблять энергию при выключенном двигателе. Для этих приложений очень важно иметь систему с несколькими батареями. Однако простое подключение дополнительных батарей к электрической системе транспортного средства может позволить вспомогательным батареям истощать энергию от основной батареи, препятствуя запуску двигателя и другим важным функциям.

Управление несколькими батареями — вот где в игру вступают изоляторы и разделители батарей.Однако, несмотря на то, что они кажутся очень похожими, они действуют по-разному.

Изоляторы

Изоляторы аккумуляторных батарей лучше всего рассматривать как распределительные точки в автомобильной электросистеме. Изоляторы, обычно построенные на диодах, обеспечивают равномерное распределение заряда между несколькими батареями и генератором переменного тока.

Многие 12-вольтовые электрические системы используют по крайней мере одну батарею для запуска двигателя, а другую — для питания аксессуаров. Такое расположение может представлять проблему, когда полностью заряженная батарея подключается к частично разряженной или разряженной батарее.Ток в полностью заряженной батарее будет стекать в менее заряженную батарею, пока оба не достигнут общего более низкого уровня заряда или, что еще хуже, полностью разрядятся.

Независимо от того, сколько батарей доступно, ток от одной батареи к другой будет продолжаться до тех пор, пока все батареи в электрической системе не достигнут одинакового уровня заряда, что может помешать запуску двигателя.

Изолятор батареи может полностью устранить проблему разрядки батареи. Роль изолятора заключается в том, чтобы генератор переменного тока помогал заряжать первичную батарею, в то же время не позволяя другим нагрузкам в системе зарядки разряжать первичную батарею.Используя диоды, позволяющие току течь только в одном направлении, изолятор батареи предотвращает передачу тока полностью заряженной основной батареей к частично заряженной вспомогательной батарее.

Ток может течь от генератора к обеим батареям, но не может течь от аккумуляторной батареи к нагрузкам в автомобиле. То же самое верно и в обратном направлении: если вы оставите фары автомобиля включенными, основная батарея автомобиля не разрядится.

При такой настройке каждая батарея изолирована и действует как независимый источник питания, позволяя основной батарее экономить энергию для запуска и выполнения основных функций.При зарядке каждая батарея получает необходимое количество заряда в зависимости от ее собственного порогового значения.

Разделители

Разделители батарей, с другой стороны, лучше всего рассматривать как переключатели, которые могут поддерживать постоянный ток, позволяя заряжать первичный и вспомогательный блоки батарей от одного источника с помощью соленоида. При определении приоритета зарядки сепаратор аккумуляторов сначала заряжает основную батарею, а затем оставшиеся вспомогательные батареи.

Когда стартер двигателя включен, разделитель аккумуляторных батарей контролирует напряжение как в основных, так и в вспомогательных аккумуляторах.Если сепаратор определяет, что в первичном источнике недостаточно напряжения для выполнения важной функции, такой как запуск двигателя, он откроет соленоид и позволит току течь от вспомогательной батареи, чтобы компенсировать разницу.

Если утечка в системе зарядки из вспомогательной или основной аккумуляторной батареи снижает напряжение системы ниже определенной точки, разделитель отсоединит аккумуляторные батареи друг от друга, чтобы защитить их от чрезмерного разряда. Чтобы избежать этой ситуации, может быть полезно включить зуммер низкого напряжения, чтобы уведомить оператора, когда аккумулятор транспортного средства становится слишком низким, прежде чем произойдет отключение.

Сепаратор аккумуляторной батареи не только защищает систему зарядки шасси от чрезмерных нагрузок, но и помогает при запуске двигателя. Разделитель батарей сравнивает напряжение обоих батарейных блоков. Если основная батарея ниже, чем вспомогательная, сработает разделитель батареи, позволяя вспомогательной батарее помогать при запуске автомобиля.

В отличие от изолятора батареи, разделитель позволяет току течь и в обратном направлении, поэтому вспомогательная батарея может заряжаться от первичного генератора переменного тока или другого источника энергии.Хотя это соединение прерывается, когда напряжение достигает определенной точки (обычно, когда 12-вольтная батарея заряжается до 13,2 вольт), поврежденная вспомогательная батарея потенциально может разрядить систему. Таким образом, разделители батарей обеспечивают меньшую защиту от паразитных нагрузок, чем изоляторы батарей.

Что использовать?

Основное различие между изоляторами батарей и разделителями батарей заключается в протекании тока. Изолятор работает с диодной системой, которая обеспечивает однонаправленный поток, тогда как разделитель имеет функцию соленоида, которая может выбирать питание от любого источника.

С изолятором вы можете запускать оборудование в прицепе или жилом доме от дополнительной батареи, не забывая отключать его от основной системы питания автомобиля. Пока двигатель автомобиля работает, все оборудование работает от источника питания автомобиля. При выключенном двигателе оборудование прицепа работает от вспомогательной аккумуляторной батареи.

Одним из преимуществ изолятора батареи является то, что он не требует энергии в режиме ожидания, в то время как разделитель батареи потребляет небольшое количество энергии даже в режиме ожидания.

С другой стороны, изолятор аккумулятора не позволяет инвертору / зарядному устройству заряжать аккумулятор автомобиля. Сепаратор батареи, напротив, позволит инвертору / зарядному устройству заряжать обе батареи, что может быть важной особенностью, когда транспортное средство хранится на хранении в течение длительного периода времени.

Как видите, изоляторы и разделители выполняют разные функции, и то, как вы их используете, будет зависеть от работы и ваших потребностей в электроэнергии.

Изоляторы

идеально подходят для систем с несколькими батареями, где требуется резервирование, например, в грузовых автомобилях, которые требуют частого запуска и остановки двигателя в течение рабочего дня.Изолятор гарантирует, что никакая батарея не разряжает другие батареи в системе, предлагая ключевое резервирование в системе, которая требует либо нескольких резервных копий, либо нескольких батарей на одном генераторе переменного тока. Однако тот факт, что изоляторы заряжают все батареи равномерно, может не подходить для некоторых приложений.

Сепараторы

служат надежной резервной системой с одной вспомогательной батареей, в которой допустима некоторая паразитная нагрузка. Важные системы с мощными батареями (глубокого разряда) могут эффективно использовать сепараторы, особенно если батареи необходимо быстро зарядить или они предназначены для параллельного использования.Например, сепаратор имеет смысл в системе с двумя аккумуляторами, такой как грузовик с плугом, обеспечивая максимальный ток, подаваемый на плуг через дополнительную батарею, или, по крайней мере, такой, на который система физически способна.

Управление аккумулятором и защита являются ключом к хорошо работающему автомобилю. Чтобы просмотреть доступные продукты, которые могут помочь улучшить управление аккумулятором вашего автомобиля, щелкните ЗДЕСЬ.

Распределительные диодные изоляторы батарей Диодные изоляторы арго

Изображение Деталь № Имя Макс. Продолж.Ампер Кол-во батарей Цена
(с НДС)
VIC. ARG080201000 Victron Argodiode 80-2AC 2 батареи 80A Изолятор для диодных батарей Argo
Артикул: VIC.ARG080201000
Доступен для отправки в течение 5-6 дней Товар находится на складе на складе Victrons в Австралии и обычно доставляется в течение 5-6 рабочих дней .
80A 2

94,00 $

VIC.ARG100301000R Victron Argodiode 100-3AC 3 батареи 100A Argo Diode Battery Isolator Retail
SKU: VIC.ARG100301000R
Доступен для отправки в течение 5-6 дней Товар есть на складе на складе Victrons в Австралии и обычно доставляется в течение 5-6 рабочих дней Дней.
100A 3

127,00 $

VIC.ARG120201020R Victron Argodiode 120-2AC 2 батареи 120A Argo Diode Battery Isolator Retail
SKU: VIC.ARG120201020R
Доступно для отправки в течение 5-6 дней Товар находится на складе на австралийском складе Victrons и обычно отправляется в течение 5-6 рабочих дней.
120A 2

143,00 $

VIC.ARG160201020 Victron Argodiode 160-2AC 2 батареи 160A Argo Diode Battery Isolator
SKU: VIC.ARG160201020
Доступен для отправки в течение 5-6 дней Товар находится на складе на австралийском складе Victrons и обычно доставляется в течение 5-6 рабочих дней .
160A 2

170,00 долл. США

VIC.ARG140301020R Victron Argodiode 140-3AC 3 батареи 140A Argo Diode Battery Isolator Retail
SKU: VIC.ARG140301020R
Доступен для отправки в течение 5-6 дней Товар есть в наличии на складе Victrons в Австралии и обычно доставляется в течение 5-6 рабочих дней Дней.
140A 3

179 долларов.00

VIC.ARG180301020 Victron Argodiode 180-3AC 3 батареи 180A Изолятор для диодных батарей Argo
Артикул: VIC.ARG180301020
Доступен для отправки в течение 5-6 дней Товар находится на складе на австралийском складе Victrons и обычно доставляется в течение 5-6 рабочих дней .
180A 3

206,00 долл. США

Cole Hersee-Cole Hersee Изолятор диодной батареи 36V 70A — в штучной упаковке

Изолятор диодной батареи 48070-BX компании Cole Hersee используется с генераторами переменного тока, не имеющими встроенного электронного регулятора напряжения.

Для автомобилей с двумя аккумуляторами эти устройства электрически изолируют аккумуляторы, чтобы предотвратить утечку аккумулятора с более высоким зарядом в аккумулятор с более низким зарядом. Кроме того, обе батареи можно заряжать одновременно от одного источника.

Номинальный ток каждого элемента является максимальным номиналом генератора переменного тока. Большинство генераторов на новых автомобилях имеют встроенный электронный регулятор напряжения, который требует использования 4-контактного изолятора аккумуляторной батареи. Маленькая 4-я шпилька предназначена для подключения к цепи, включаемой выключателем зажигания.Новые генераторы переменного тока были впервые представлены компанией Delco и поэтому иногда называются «генераторами переменного тока типа Delcotron». Изолятор батареи с 4 штырями может использоваться с генераторами переменного тока более старой модели (в этом случае 4 штифт останется неподключенным), но изолятор батареи с 3 штифтами не может использоваться с генератором переменного тока типа Delcotron.

Изоляторы батарей

имеют номинал «на ножку», который указывает максимальный ток, который он может подавать на любую батарею. Все изоляторы аккумуляторных батарей марки Littelfuse – Cole Hersee имеют номинальную мощность на каждую ногу, равную половине номинальной мощности генератора.Например, 48051 с номиналом 75А имеет номинал 37,5А на каждую ногу.

Обратите внимание: Эта деталь доступна только с шагом 2. Цена указана за единицу.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОДУКТА:

  • Изоляторы аккумуляторных батарей общего назначения для систем с отрицательным заземлением 12-36 В постоянного тока
  • Встроенные электронные компоненты обеспечивают превосходную защиту от неблагоприятных условий, таких как загрязнение и вибрация
  • Встроенный радиатор обеспечивает эффективное рассеивание тепла

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:

  • Cole Hersee Деталь No.: 48070-BX
  • Тип упаковки: в штучной упаковке
  • Серия
  • : изоляторы диодных батарей
  • Описание: Изолятор батареи 70 А
  • Корпус: синий радиатор
  • Постоянный ток: 70А
  • Напряжение: 36 В постоянного тока
Блокирующий диод

— обзор

7 Потери при рассогласовании и блокирующие / байпасные диоды

Ряд проблем возникает в массиве, состоящем из нескольких последовательно или параллельно соединенных модулей. Потери рассогласования могут возникать, например, из-за неравномерного освещения массива или из-за того, что разные модули в массиве имеют разные параметры.В результате выходная мощность массива будет меньше суммы выходных мощностей, соответствующих составляющим модулям. Что еще хуже, некоторые элементы могут быть повреждены из-за избыточного рассеивания мощности из-за того, что называется образованием горячей точки .

ФЭ-массив в темноте ведет себя как диод при прямом смещении и при прямом подключении к батарее обеспечивает путь разряда для батареи. Этих обратных токов традиционно избегают за счет использования блокирующих (или цепочечных) диодов (рис. 7).Блокирующие диоды также играют роль в предотвращении избыточных токов в параллельно соединенных цепочках. Потери рассогласования, возникающие в результате затенения части последовательной цепочки, показаны на Рисунке 8, на котором показаны ВАХ пяти последовательно соединенных солнечных элементов. Когда одна ячейка заштрихована, текущий вывод строки определяется током из заштрихованной ячейки. Во время короткого замыкания или около него затененная ячейка рассеивает мощность, генерируемую освещенными ячейками в цепочке; если количество ячеек значительное, возникающий в результате нагрев может повредить стекло, герметик или ячейку.Эту проблему можно решить, используя байпасные диоды. Однако следует отметить, что результирующая ВАХ теперь имеет два локальных максимума, что может отрицательно повлиять на отслеживание точки максимальной мощности.

Рис. 7. Матрица, состоящая из двух цепочек, каждая с блокирующим диодом. Каждый модуль снабжен байпасным диодом. На практике рекомендуется использовать байпасный диод для каждого последовательного соединения 10–15 ячеек [2].

Рис. 8. ВАХ последовательной струны с четырьмя освещенными и одной заштрихованной ячейками.(а) Четыре освещенные клетки. (h) Одна заштрихованная ячейка с байпасным диодом. (c) Четыре ячейки с подсветкой и одна ячейка с затемнением, без диода. (d) Четыре освещенных ячейки и одна заштрихованная ячейка с байпасным диодом поперек заштрихованной ячейки.

Использование блокирующих диодов было предметом обсуждения, и их использование следует оценивать в каждой конкретной ситуации, уделяя особое внимание компромиссу между потерями мощности из-за падений напряжения на диоде и потерями из-за обратных токов в темноте. если диоды опущены.При использовании современных регуляторов заряда и инверторов, отключающих массив в темноте, блокирующие диоды в любом случае могут оказаться лишними.

В качестве иллюстрации на рисунке 9 сравниваются потери, возникающие с использованием и без использования блокирующих диодов, в массиве, показанном на рисунке 9 (a) автономной системы с батареей, без устройства отслеживания точки максимальной мощности. Если никакие диоды не подключены и одна из цепочек находится в темноте, а другая освещена излучением, показанным на Рисунке 9 (d), общая мощность, рассеиваемая в темной цепочке, показана на Рисунке 9 (b).Можно видеть, что мощность, рассеиваемая темной струной, никогда не достигает более 200 мВт, что составляет менее 0,1% от номинальной пиковой мощности массива. Когда включается блокирующий диод, чтобы избежать рассеивания в темной струне, рассеиваемая мощность снижается до уровня десятых долей милливатт. Однако мощность, рассеиваемая самим диодом, намного выше и достигает нескольких ватт, как показано на рисунке 9 (c).

Рис. 9. Потери мощности в течение одного дня в одной из цепочек массива на (а) в результате обратных токов через цепочку в темноте (заштриховано), если блокирующий диод не установлен (б).Мощность, рассеиваемая в блокирующем диоде одной цепочки (в). (d) показывает освещенность, используемую при моделировании. Каждый модуль массива (а) состоит из 32 последовательно соединенных ячеек с номинальной мощностью 45,55 Вт при стандартной AM1,5, 1 кВт / м 2 освещенности.

Это имеет разные последствия для подключенных к сети и автономных систем. Системы, подключенные к сети, обычно имеют функции MPPT, а потеря мощности в диоде снижает доступную выработку электроэнергии, тем самым снижая общую эффективность системы.В автономной системе без MPPT рабочая точка на нагрузке устанавливается напряжением батареи, и — если диодное соединение не выводит рабочую точку за пределы точки максимальной мощности — энергия, подаваемая на нагрузку, остается прежней. Энергия, рассеиваемая в диоде, происходит за счет дополнительной энергии, производимой фотоэлектрической решеткой.

В низковольтных приложениях, однако, существуют опасения по поводу потенциальной опасности для безопасности, если не используются предохранители или блокирующие диоды [9], особенно при неисправности или других необычных условиях эксплуатации.Эти проблемы были решены путем моделирования и экспериментальных работ, в результате которых сделан вывод, что предохранители могут быть не лучшим решением проблемы и что блокирующие диоды могут быть более надежными.

Рекомендации по установке блокирующих диодов в системах, подключенных к сети, для ряда стран в Задаче 5 Международного энергетического агентства можно найти в ссылке [10].

Влияние различных аккумуляторных светодиодов и уровней заряда батарей на химические, механические и физические свойства композитной смолы

Клиническая значимость: Освещенность может уменьшаться по мере разряда светодиода (LED).Поэтому светодиод необходимо заряжать осторожно, чтобы предотвратить возможность влияния на химические, механические и физические свойства композитной смолы.

Резюме: Целью этого исследования было оценить влияние различных отверждающих устройств на светодиодах (LED) и уровней заряда батарей на химические, механические и физические свойства композитных смол. Освещенность для каждого цикла от полного до полностью разряженного уровня заряда батареи оценивалась для пяти различных новых беспроводных светодиодных блоков: Optilight Color (Gnatus), Bluephase (Ivoclar), Valo (Ultradent), Radii Plus (SDI) и Radii Xpert (SDI). ).После оценки освещенности образцы композитной смолы были подготовлены и отверждены светом, при этом варьируя уровень заряда батареи для каждого светодиодного блока: высокий уровень (HL, 100%), средний уровень (ML, 50%) и низкий уровень (LL, 10%). ). Также оценивали степень превращения, диаметральную прочность на разрыв, сорбцию и растворимость. Данные были проверены на гомоскедастичность и подверглись двухфакторному и трехфакторному дисперсионному анализу, в зависимости от выполняемого теста, с последующим тестом Тьюки с уровнем значимости 95%.Отрицательная корреляция была обнаружена между освещенностью и циклами светоотверждения, что было проверено с помощью теста корреляции Пирсона. На Valo и Radii Xpert не повлиял уровень заряда батареи ни в одном из проведенных тестов. Однако разные уровни заряда батарей для некоторых светодиодных блоков могут влиять на степень преобразования, диаметральную прочность на разрыв, сорбцию и растворимость композитных смол.

WLD3343HB 2.2 A Li + Battery Laser Diode Driver — Электроника длины волны

WLD3343HB — это драйвер лазерного диода общего назначения, который поддерживает прецизионный ток лазерного диода (режим постоянного тока) или стабильный ток фотодиода (режим постоянной мощности) с помощью электроники, совместимой с любым типом лазерных диодов.Он задерживает и медленно увеличивает ток для максимальной защиты. Подайте на лазерный диод до 2,2 А тока от одного источника (от +3,3 В до +6 В). WLD3343HB совместим с литий-ионными батареями. Для более высокого напряжения соответствия WLD3343 работает от +5 В до +12 В.

Внутренний термостат безопасно отключает WLD, если температура устройства превышает 105 ° C. Удаленно включить или отключить ток. Нулевой ток утечки делает его идеальным для VCSEL. Диапазон тока масштабируется внешним резистором.

Для работы 3 А доступен WLD3343-3A. Чтобы работать с низким уровнем шума только в режиме постоянного тока, WLD3343-2L и WLD3343-3L работают до 2 А и 3 А соответственно. Инструмент калькулятора цепей ускоряет выбор значений внешних компонентов (см. Вкладку Инструменты для проектирования). Для упрощения прототипирования доступна оценочная плата: WLD3393. Доступны решения с радиаторами для использования WLD3343HB на полном токе.

Этот драйвер лазерного диода идеально подходит для приложений с ограниченным пространством.Он широко используется в электрооптической оценке, рамановской спектроскопии, медицинском диагностическом оборудовании, дальномерах, безопасном для глаз атмосферном лидаре и на исследовательских стендах.

Бесплатная, эффективная и оперативная техническая поддержка доступна для упрощения интеграции продуктов Wavelength в ваш OEM-проект. Стандартный продукт можно легко модифицировать в соответствии с требованиями вашего приложения.

Стабильность по току в течение 1 часа при температуре окружающей среды 25 ° C: 200 частей на миллион

Дальность поставки: +3.От 3 до +6 В

Упаковка: 14-контактный DIP-монтаж на печатной плате (33 x 32 x 8 мм)

Выходной ток лазерного диода: до 2,2 A

Задержка: 240 мсек.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *