Очень важный параметр светодиодных ламп, о котором мало кто знает
Приобретая светодиодные лампы, важно не ошибиться с подбором параметров освещения. Ведь от качества света зависит и комфорт людей в помещении. Обычно на упаковках светодиодных ламп производители указывают такие параметры, как мощность, световой поток, эквивалент мощности, индекс цветопередачи. Но один из важнейших параметров часто остается без внимания: тип драйвера.
Приобретая светодиодные лампы, важно не ошибиться с подбором параметров освещения. Ведь от качества света зависит и комфорт людей в помещении. Обычно на упаковках светодиодных ламп производители указывают такие параметры, как мощность, световой поток, эквивалент мощности, индекс цветопередачи. Но один из важнейших параметров часто остается без внимания: тип драйвера.
Согласно ГОСТ 29322-92, напряжение в сети должно быть 230 вольт, а допустимая погрешность составляет ±10%. Допускается напряжение в сети от 207 до 253 вольт. Но во многих населенных пунктах нашей страны, особенно в деревнях и селах, напряжение может падать до 180 вольт и ниже.
Обычные «лампочки Ильича» при пониженном напряжении выдают гораздо более тусклое освещение. На нижнем пороге допустимого напряжения 207 вольт, 60-ваттная лампа накаливания, рассчитанная на 230 В, светит, как 40-ваттная на номинальном напряжении.
У светодиодных ламп при пониженном напряжении работа зависит от электронной схемы, или драйвера. Они бывают различных видов:
- RC-драйвер — самый простой. Его применение в лампе способствует её схожести в поведении с обычной лампой накаливания. Это значит, что она становится более чувствительной к скачкам и падению напряжения. Если напряжение в сети снижается, такая лампа светит более тускло, а при скачках ее свет может «дергаться».
- Линейный драйвер на микросхеме. Работает практически так же, как и RC-драйвер.
- IC-драйвер со встроенным стабилизатором освещения. С таким драйвером яркость лампочки практически не зависит от напряжения в сети.
Согласно независимым пользовательским тестам, примерно ¼ всех светодиодных ламп имеют линейный или RC-драйвер. А вот у филаментных ламп только 40% снабжены IC драйвером, остальные работают с простыми.
У большей части ламп с линейным драйвером яркость падает на 5% от номинальной при снижении напряжения до 210-220 В и на 10% при напряжении 200-210В. IC-драйвер позволяет некоторым лампам не снижать яркость даже при падении до 50 вольт, но стабильная работа в большинстве случаев обеспечивается от 150 вольт.
У филаментных ламп с простым типом драйвера при падении напряжения уровень яркости падает очень значительно, практически до 0, а с IC-драйвером уровень яркости не меняется.
К сожалению, тип драйвера в большинстве случаев невозможно узнать даже по параметрам, приводимым производителями на сайтах. Иногда на упаковке присутствует надпись «IC-драйвер» или «широкий диапазон напряжения». Чаще всего можно увидеть диапазон работы в 170-260 вольт, и даже это не всегда достоверная информация.
На различных сайтах можно найти много данных о рабочих диапазонах ламп, которые, в свою очередь, также ни о чем не говорят. И наоборот, многие лампы могут быть обеспечены IC-драйвером и прекрасно работать при напряжении от 150 вольт, хотя на упаковке будет указан узкий диапазон напряжения или просто «230 В».
Для определения типа драйвера можно обратиться к Lamptest: этот сайт — своего рода независимая площадка, где публикуются результаты тестов различных ламп. Там можно найти тип драйвера нужной модели лампы или ее аналога, если интересующая модель пока не протестирована (тот же производитель, тип и цоколь).
Безусловно, лампы с IC-драйвером имеют большое преимущество. Оно заключается в постоянстве яркости при падении или же «скачках» напряжения в сети, что обеспечивает комфорт при их эксплуатации и защиту от перепадов напряжения.
При покупке необходимо обращать внимание на тип драйвера и отдавать предпочтения лампам с IC-драйвером.
Напряжение на светодиоде
В сети «гуляют» таблицы со следующими величинами рабочего напряжения светодиодов:
белые 3-3,7 v
синие 2,5-3,7 v
зеленые 2,2-3,5 v
желтые 2,1-2,2 v
красные 1,6-2,03 v
В то же время производители конкретных SMD светодиодов дают следующие напряжение питания светодиодов:
Напряжение красного светодиода самое низкое, а белого – самое высокое.
На цвет свечения светодиода влияют добавки в полупроводнике. Корректировать цвет удается нанесением люминофора, так, например, получают из голубого свечения белый свет.
Падение напряжения на светодиоде зависит не только от цвета свечения, но и от конкретного типа, протекающего тока, температуры и старения. Отвод тепла в лампах, светильниках и прожекторах является очень важной задачей, т.к. сильно влияет на степень деградации светодиодов. .
На практике самым важным параметром светодиода, от которого зависит срок его службы, является номинальный ток. Для светодиодов увеличение тока на 20% выше номинального сокращает срок их службы в несколько раз. Поэтому для светодиодов стабилизатор напряжения не обязателен, важнее поддерживать заданный ток с помощью специальных драйверов, которые автоматически поддерживают ток в широком диапазоне колебаний напряжения питания. «Правильные» драйверы обеспечивают нормальную работу светодиодной лампы в диапазоне питающего напряжения 60-260 вольт.
В случае использования токограничивающих резисторов, напряжение желательно стабилизировать. КПД при таком включении складывается из КПД стабилизатора напряжения и потерь на резисторе и не превышает 80%, в то время как КПД современных драйверов-стабилизаторов тока не ниже 95%.
Наличие технологического разброса прямого падения напряжения даже у диодов произведённых в одном технологическом цикле, делает нежелательным их параллельное включение. Проблема решается уменьшением тока через светодиоды с соответствующей потерей яркости свечения, либо установкой ограничительного резистора на каждый led.
При последовательном включении все светодиоды в гирлянде, должны быть одного типа или иметь одинаковый рабочий ток.
Следует помнить, что светодиод пропускает ток только при подаче на катод отрицательного напряжения, а на анод положительного. При обратном включении ток протекает при повышенном напряжении и следствием может стать пробой и выход из строя. Допустимое обратное напряжение, как правило, находится в пределах 5 вольт. При питании переменным током надо использовать встречно-параллельное включение диодов.
Зависимость интенсивности излучения светодиода от прямого тока нелинейная, при увеличении тока интенсивность излучения растет не пропорционально.
Что лучше — питание ламп от 12 или от 220 вольт? | Полезные статьи
С появление галогенных и светодиодных ламп, работающих от напряжения 12В, у многих людей появился вопрос, лампы с каким напряжением лучше выбрать для квартиры или дома. Поскольку в настоящее время светодиодные лампы 12в и 220в являются самыми современными источниками освещения, в данной статье мы разберем плюсы и минусы использования разного напряжения на примере светодиодов.
Led лампы 12v – преимущества и недостатки
Использование 12-вольтной лампы обладает очень низким напряжением, что обеспечивает безопасность для здоровья человека. Размещение таких ламп приветствуется в помещениях с высокой степенью опасности по нормам ПУЭ, например в комнатах с котельным оборудованием. Также в настоящее время существуют светодиодные лампы 24 вольта, которые часто применяются для освещения кабины грузового транспорта или спецтехники.
Светодиодные лампы с низким напряжением часто размещаются в местах с повышенной влажностью, таких как кухня, ванная комната, для подсветки входа на улице или дорожек в саду. Также лампы с низким напряжением можно размещать в подвальных помещениях, где присутствует постоянная сырость.
Еще одним плюсом использования ламп на 12 Вольт является экономия в процессе монтажа – низкое напряжение не требует дополнительных защитных мер для проводки, таких как гофротруба или кабель – канал.
Светодиодные лампы 12 вольт g4 стали популярны посредством распространения точечных светильников, которые используются, как для освещения витрин и выставочных стендов, так и для домашних условий. Компактная лампа светодиодная g4 12v часто используется для монтажа точечного освещения, обеспечивает яркость и безопасность.
Однако использование ламп на 12 Вольт имеет и недостатки, которые заключаются в:
- необходимости монтажа трансформатора. Поскольку большинство электросетей в жилых помещениях рассчитаны на 220В, монтаж ламп включает в себя установку трансформатора. При этом усложняется цепь и снижается её надежность – трансформатор может выйти из строя, что обеспечит сбой освещения.
- большем потреблении тока. При низком напряжении потребляется больше тока, поэтому при монтаже необходимо сделать длину проводников до источников освещения одинаковыми. В противном случае дальние светильники будут менее яркими.
Светодиодные лампы на 220 вольт – плюсы и минусы
Светодиодные лампы, рассчитанные на 220V, обладают всеми преимуществами современного источника освещения и обеспечивают легкий монтаж. Например, популярные светодиодные лампы GU5.3 220v, включает в состав три одноваттных светодиода и встроенный преобразователь напряжения, который исключает установку трансформатора.
Светодиодные лампы MR16 220v часто используются для точечного освещения, потребляют небольшое количество энергии и обеспечивают долгий срок службы, а отсутствие необходимости тратить дополнительные средства на трансформатор обеспечивают большой спрос на эти источники освещения.
Лампа G4 светодиодная 220v также имеет и отрицательные качества:
- риск поломки электроники. Преобразователь, расположенный в лампе, подвергается нагреву от радиатора светодиодов, что может негативно повлиять на его работу;
- меньшая безопасность. Стандартное напряжение в 220V в случае аварии представляет опасность для здоровья человека, чем варианты на 12В.
Очень важный параметр светодиодных ламп, о котором мало кто знает | О технике и не только
На упаковках светодиодных ламп можно найти множество параметров: мощность, световой поток, эквивалент мощности, индекс цветопередачи. Но один очень важный параметр производители указывают крайне редко. Это тип драйвера.
По ГОСТ 29322-92 в сети должно быть напряжение 230 вольт, однако тот же ГОСТ допускает отклонение сетевого напряжения ±10%, то есть допустимо напряжение от 207 до 253 вольт. Впрочем, во многих районах (особенно, сельских) напряжение иногда падает до 180 вольт и ниже.
При пониженном напряжении обычные «лампочки Ильича» светят гораздо тусклее. На нижнем пороге допустимого напряжения 207 вольт, 60-ваттная лампа накаливания, рассчитанная на 230 В, светит, как 40-ваттная на номинальном напряжении (ammo1.livejournal.com/671053.html).
Работа светодиодных ламп на пониженном напряжении зависит от типа используемой электронной схемы (драйвера).
Если в лампе используется простейший RC-драйвер или линейный драйвер на микросхеме, лампа ведёт себя почти так же, как лампа накаливания (светит тусклее при понижении напряжения, а при скачках напряжения в сети её свет «дёргается»).
Если же используется IC-драйвер, яркость лампы не меняется при изменении напряжения питания в очень широких пределах. Фактически, у таких ламп есть встроенный стабилизатор.
Если посмотреть на все светодиодные лампы, которые я протестировал в проекте Lamptest.ru, определяя тип драйвера, окажется, что у 3/4 всех ламп IC-драйвер и только у четверти линейный или RC-драйвер. Если же посмотреть только на филаментные лампы, картина резко меняется: из 321 протестированных ламп только у 131 (40%) IC-драйверы.
У большинства ламп с линейным драйвером яркость падает на 5% от номинальной при снижении напряжения до 210-220 В и на 10% при напряжении 200-210В.
Некоторые лампы с IC-драйвером не снижают яркость при падении напряжения даже до 50 вольт, но большинство стабильно работает при напряжении от 150 вольт.
Вот так ведут себя две филаментные лампы (левая с IC-драйвером, правая — с линейным) при изменении напряжения от 230 до 160 вольт.
Я измеряю минимальное напряжение, при котором световой поток лампы падает не более, чем на 5% от номинального. В таблице результатов Lamptest это напряжение указано в столбце «Вмин». Если при снижении напряжения световой поток начинает падать сразу, я указываю линейный (LIN) тип драйвера (столбец «drv»), если световой поток при снижении напряжения стабилен, а потом начинает снижаться, — тип драйвера IC1, если при снижении напряжения лампа выключается, — IC2, если начинает вспыхивать — IC3.
К сожалению, тип драйвера по упаковке лампы и параметрам, приводимым производителями на сайтах, узнать почти невозможно. Отдельные производители пишут на упаковке «IC драйвер». Чаще пишут широкий диапазон напряжения, например «170-260В», но не всегда это соответствует действительности. На Lamptest много ламп, у которых указаны широкие диапазоны напряжений, а фактически в них установлен линейный драйвер и на нижней границе указанного диапазона они горят «вполнакала». Указание узкого диапазона «220-240 В» или просто «230 В» тоже ни о чём не говорит: множество таких ламп построены на IC-драйвере и фактически работают при значительно более низких напряжениях без снижения яркости.
Всё, что я могу посоветовать для определения типа драйвера — смотреть результаты на Lamptest по лампе или её аналогам (тот же производитель, тот же тип, тот же цоколь), если конкретная модель лампы ещё не протестирована.
Конечно, лампы с IC-драйвером лучше. Они не меняют яркость при уменьшении напряжения в сети и их свет не «дёргается» при перепадах напряжения. Кроме того, такой драйвер заведомо лучше защищён от любых перепадов напряжения и в целом более надёжен.
Рекомендую учитывать при выборе светодиодных ламп тип драйвера и по возможности покупать лампы с IC-драйвером.
© 2019, Алексей Надёжин, создатель проекта Lamptest.ru
ВЛИЯНИЕ ОТКЛОНЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ ОСВЕТИТЕЛЬНЫХ ЛАМП | Опубликовать статью ВАК, elibrary (НЭБ)
Таваров С.Ш.1, Маджидов Г.Х.2
1ORCID: 0000-0002-2875-2752, Кандидат технических наук, Таджикский технический университет имени академика М.С. Осими, 2ORCID: 0000-0002-9470-3158, Соискатель, Таджикский технический университет имени академика М.С. Осими,
ВЛИЯНИЕ ОТКЛОНЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ ОСВЕТИТЕЛЬНЫХ ЛАМП
Аннотация
Приведены влияние отклонения напряжения от номинального значения 220 В на освещенность ламп накаливания и дуговые натриевые трубчатые лампы (ДНаТ). Установлено, что отклонения напряжения от номинального значения не влияет на освещенность энергосберегающих и светодиодных лампы. Показано, что большая часть энергосберегающих, светодиодных и ламп ДНаТ применяемые в коммунально-бытовых и уличных освещениях города Душанбе имеют низкий коэффициент активной мощности, приводящий в свою очередь к увеличению потребления реактивной мощности в электрической сети.
Ключевые слова: номинальное напряжение, электрические величины, осветительные лампы, освещенность, коэффициент активной мощности.
Tavarov S.Sh.1, Madjidov G.H.2
1ORCID: 0000-0002-2875-2752, PhD in Engineering, Tajik technical university of a name of the academician M. S. Osimi, 2ORCID: 0000-0002-9470-3158, Postgraduate student, Tajik technical university of a name of the academician M. S. Osimi,
INFLUENCE OF THE DEVIATION OF TENSION ON ELECTRICAL QUANTITIES OF LIGHTING LAMPS
Abstract
Are given influence of a deviation of tension from nominal rate of 220 V on illumination of glow lamps and arc sodium tubular lamps (DNAT). It is established that tension deviation from nominal rate doesn’t influence illumination energy saving and light-emitting diode lamps. It is shown that the most part energy saving, light-emitting diode and lamps of DNAT applied in household and street consecrations of the city of Dushanbe have the low coefficient of active power leading in turn to increase in consumption of jet power in electric network.
Keywords: rated voltage, electrical quantities, lighting lamps, illumination, coefficient of active power.
По анализам причин нарушений в городских электрических сетях и состояния электрооборудования [1,2] более половины оборудование установленные в сетях 6-10/0,4 кВ имеют низкий показатель надежности электроснабжения. Известно, что отклонения напряжения влияет на показатели надежности электроснабжения городских распределительных сетях. Особенно в зимний период времени наблюдаются сильные отклонения напряжения от номинальных значениях в распределительных сетях 6-10/0,4 кВ г. Душанбе. Как известно отклонения напряжения иметь существенное влияние на освещенность ламп накаливания. Тогда как на энергосберегающие и светодиодные лампы, отклонения напряжения имеет незначительное влияние на освещенность [3]. Для энергосбережения электроэнергии потребители города Душанбе перешли на энергосберегающие и светодиодные лампы. Уличное освещение же города Душанбе переведены на осветительные лампы типа ДНаТ. По полученным данным с ОАО «Гор. Свет» общие количество ламп ДНаТ установленные для уличного освещения города Душанбе превышает количество 15 тыс. шт. Отклонения напряжения от номинального значения имеет существенное влияние на освещенность данных типов осветительных ламп.
Также необходимо отметить следующий фактор, что увеличения напряжения от номинального значения в итоги влияет на потребляемость электроэнергии, как и в распределительных, так и в общей электрической сети.
Для оценки влияние отклонения напряжения на электрические величины осветительных ламп на разработанном универсальном лабораторном стенде кафедры «Электроснабжения», ТТУ им. акад. М.С. Осими были проведены эксперименты. Универсальный лабораторный стенд позволяет исследовать светотехнические и электрические характеристики ламп накаливания, современных энергосберегающих компактных люминесцентных, светодиодных и ламп типов ДНаТ и ДРЛ в основном применяемые для уличного освещения.
При проведение экспериментов, напряжение изменялись в пределах (–14%, +5%) от номинального значения. Для учета электрических величин был использован универсальный измерительный прибор OMIX P94-MX, который позволяет, измеряет следующие параметры:
P – Активная мощность, Вт;
Q – Реактивная мощность, Вар;
S – Полная мощность, ВА;
I – ток, А;
Cos φ – коэффициент активной мощности;
f – частота.
Для измерения освещенности осветительных ламп быль применён люксметр типа DT-1309.
Технические характеристики DT-1309:
Рабочая температура –20…+50°C;
Диапазон измерений 0…100000 Лк;
Разрешение 1 Лк/0,1Гц;
Погрешность измерений 5%.
Для повышения и понижения напряжения быль использован лабораторный автотрансформатор (ЛАТР). Напряжение на зажимах осветительных ламп изменялись в приделах от +230 В до –190 В с шагом 10 В.
Результаты экспериментов по оценкам влияния отклонения напряжения на освещенность и электрических величин ламп накаливания, энергосберегающих, светодиодных и ДНаТ приведены (табл. 1,2).
Таблица 1 – Влияние отклонения напряжения на светодиодные и ламп накаливания
| Физические параметры | Лампа накаливания | Светодиодная лампа 6 Вт | ||||||||
| U, В | 190 | 200 | 210 | 220 | 230 | 190 | 200 | 210 | 220 | 230 |
| I, А | 1,20 | 1,24 | 1,27 | 1,30 | 1,34 | 0,075 | 0,08 | 0,083 | 0,089 | 0,094 |
| P, Вт | 231 | 248 | 263 | 272 | 307 | 4,33 | 4,54 | 5,00 | 5,43 | 5,76 |
| Q, Вар | 30 | 41 | 43 | 44 | 46 | 13,90 | 14,90 | 17,00 | 18,10 | 20,50 |
| S, ВА | 234 | 250 | 267 | 276 | 310 | 14,30 | 15,80 | 17,40 | 19,70 | 21,50 |
| Cos φ | 0,98 | 0,99 | 0,99 | 0,99 | 0,99 | 0,30 | 0,29 | 0,28 | 0,28 | 0,27 |
| E, Лк | 510 | 639 | 782 | 894 | 1043 | 136 | 134 | 136 | 131 | 136 |
Таблица 2 –Влияние отклонения напряжения на энергосберегающие и ламп ДНаТ
| Физические параметры | ДНаТ -250 | Энергосберегающая лампа (30 Вт) | ||||||||
| U, В | 190 | 200 | 210 | 220 | 230 | 190 | 200 | 210 | 220 | 230 |
| I, А | 1,10 | 1,18 | 1,28 | 1,30 | 1,43 | 0,181 | 0,188 | 0,188 | 0,190 | 0,183 |
| P, Вт | 196 | 212 | 241 | 251 | 295 | 25,80 | 26,80 | 28,30 | 28,80 | 28,80 |
| Q, Вар | 92 | 101 | 125 | 138 | 159 | 25,00 | 26,10 | 28,90 | 30,50 | 31,00 |
| S, ВА | 214 | 236 | 271 | 305 | 329 | 35,00 | 37,30 | 39,60 | 42,10 | 42,20 |
| Cos φ | 0,90 | 0,90 | 0,89 | 0,9 | 0,91 | 0,72 | 0,72 | 0,69 | 0,68 | 0,68 |
| E, Лк | 1774 | 2028 | 2308 | 2714 | 3158 | 200 | 218 | 233 | 240 | 243 |
По результатам экспериментов приведенных (см. табл. 1,2) были построены зависимости влияния изменения напряжения на изменения тока, активной, реактивной и полной мощности (рис. 1 а, б, в, г), а также на освещенность и коэффициента активной мощности осветительных ламп (рис. 1 д, е).
Рис. 1 – Влияние изменения напряжения на электрические и светотехнические величины осветительных ламп
Согласно (см. табл. 1,2) и (см. рис. 1 (е)) при понижения напряжения на (–14%, 190 В) от номинального значения, освещенность ламп накаливания уменьшается на (-43%). Тогда как при повышения на (+5%, 230 В) освещенность ламп увеличивается на (+17%). Такая же картина наблюдается и у ламп типов ДНаТ, понижения напряжения на (–14%, 190 В) уменьшает освещенность ламп на (-35%), повышения напряжения на (+5%, 230 В) увеличивает освещенность ламп на (+16%).
Для энергосберегающих и светодиодных ламп повышения напряжения на (+5%) особо не влияет на освещенность. При понижения напряжения на (-14%) освещенность уменьшается на (-17%).
Как было отмечено выше для уличного освещения города Душанбе, все осветительные лампы переустановлены на лампы типов ДНаТ. Для энергосбережения коммунально-бытовых потребителей большая часть потребителей перешли к энергосберегающим и светодиодным лампам. Из полученных результатов экспериментов (см. табл. 2) видно, что отклонения напряжения не влияет на коэффициент активной мощности ламп ДНаТ (см. рис. 1 д). Но независимо от этого фактора у данных типов ламп низкий коэффициент активной мощности, что в результате влияет на увеличения потребления тока, активной, реактивной и полной мощность (см. рис. 1 а, б, в, г).
Тогда как на энергосберегающие и светодиодные лампы отклонения напряжения имеет существенное влияние не на освещенность, а на электрические величин.
Таким образом, по полученным результатам экспериментов (см. табл. 1,2) отклонения напряжения от номинальной значений на зажимах энергосберегающих и светодиодных ламп очень сильно влияет на коэффициент активной мощности (см. рис. 1 д). В результате чего приводит к увеличению потребления не только тока и активной мощности (см. рис. 2 б, в) но и реактивной мощности (см. рис. 2 в). Значение реактивной мощности за счет низкого коэффициента активной мощности, на несколько порядков больше чем активная мощность (см. табл. 1,2).
При понижения напряжения на зажимах светодиодной лампы (–14%, 190 В) от номинального значения реактивная мощность превышает активную мощность в 3,2 раза. При повышения на (+5%, 230 В) реактивная мощность превышает активную на 3,6 раз (см. табл. 1).
Для энергосберегающих ламп при понижения напряжения на (–14%, 190 В) от номинального значения реактивная мощность равна активной мощность, при повышения на (+5%, 230 В) реактивная мощность превышает активную мощность на 1,1 раз.
Необходимо отметить следующие, что из 32 –х подстанции напряжениям 35 кВ и выше находящихся в балансе городской электрической сети города Душанбе в большей части из них отсутствуют компенсирующие устройства [1,2].
В итоги можно сделать вывод, что данная проблема является актуальной для города Душанбе. Так как увеличения потребления реактивной мощности приводит к загрузке электрических сетях, дополнительному понижению напряжения и уменьшения надежности как городских распределительных сетей так и электрической сети в общем.
Список литературы / References
- Таваров С.Ш., Маджидов Г.Х Анализ причин нарушений в городских электрических сетях г. Душанбе // Электробезопасность. 2016. – №1. С. 25-30.
- Таваров С. Ш., Маджидов Г. Х., Фирдавс Э. А. Состояние электрического оборудования в городских электрических сетях г. Душанбе ОАХХ «Барки точик» // Электробезопасность. 2016. – №2. С. 4-12.
- Бегеман Т. Светоизлучающие диоды – Тенденции развития и влияние на освещение // Светотехника. 2001. – № 5. С. 5 – 10.
Список литературы на английском языке / References in English
- Tavarov S.Sh., Madzhidov G.H Analiz prichin narushenij v gorodskih jelektricheskih setjah g. Dushanbe [Analysis of disturbances in urban electric networks Dushanbe] // Jelektrobezopasnost’ [Electrical safety]. 2016. #1. P. 25-30. [in Russian]
- Tavarov S. Sh., Madzhidov G. H., Firdavs Je. A. Sostojanie jelektricheskogo oborudovanija v gorodskih jelektricheskih setjah g. Dushanbe OAHH «Barki tochik» [The condition of the electrical equipment in city electric networks of Dushanbe OHHH «Barki Tojik»] // Jelektrobezopasnost’ [Electrical safety]. 2016. #2. P. 4-12. [in Russian]
- Begeman T. Svetoizluchajushhie diody – Tendencii razvitija i vlijanie na osveshhenie [Light Emitting Diodes – trends and impact on the lighting] // Svetotehnika. 2001. # 5. P. 5 – 10. [in Russian]
Работа LED светильников при низком напряжении- lamp-market
С наступлением холодов, когда большинство людей начинают отапливать свое жилье или производство электрическими приборами, очень актуальным становится вопрос о диапазоне рабочего напряжения светодиодных светильников. Потому, как многие светодиодные лампы и LED светильники работают преимущественно в диапазоне от 180 В. А в частных секторах где нагрузка на электросети с каждым годом возрастает из-за увеличения у потребителей количество электроприборов. И поэтому мы обращаем свое внимание вопросу места установки led светильников, а именно уточняем какое напряжение в сети у наших клиентов. Так как особенно зимой в вечернее время происходит большая просадка напряжения.
В последнее время такая ситуация имеет тенденцию к увеличению. Мы расскажем оду очень часто повторяющую жалобу от наших покупателей. Штатный или наемный электрик в дневное время дня устанавливает led светильник будь то уличный или внутренний. При проверке и включении все работает без нареканий. А вот при наступлении темноты (вечера) светильники начинают либо вообще не светить, либо мерцать. Соответственно у покупателя возникают претензии к продавцу, что мол Вы продали не качественный товар. У нас сразу же задается встречный вопрос: «Какое у Вас напряжение в сети вечером?». И после простой манипуляции замера напряжения обычным вольтметром оказывается, что оно находится в пределах 150-160В. Вот и ответ на мерцание и полную неработоспособность «некоторых» светодиодных светильников или LED ламп. Подчеркивает слово «некоторых».
При подборе led светильников или ламп мы уточняем у клиента напряжение в сети установки светильников, иначе претензии по неработоспособности мы не принимаем. В противном случае мы рекомендуем устанавливать стабилизаторы напряжения, которые помогут вытянуть напряжение в допустимые параметры (200-230В).
Если Вы желаете купить светодиодные лампы, прожектора или LED светильники различной мощности, обращайтесь к нашим специалистам и мы подберем любой LED прибор по Вашему бюджету.
Схема светодиодной лампы, простой источник питания светодиодов от 220 вольт.
Тема: как сделать, спаять схему питания светодиодных ламп своими руками.
В настоящее время все большую популярность набирают такие источники света как светодиодные лампы, приходящие на смену старым лампам накаливания и экономкам (газоразрядным). Это объясняется очень просто, лампы на светодиодах имеют достаточное количество плюсов (достоинств): высокая экономичность, достаточно большой срок службы, экологичность и безвредность, различные цветовые оттенки, ударостойкость. Пожалуй недостаток будет всего один, на данным момент они стоят относительно дорого, но со временем эта проблема скорее всего решится.
У большинства схем светодиодных ламп в основе лежит одна простая схема — это обычный бестрансформаторный источник питания, состоящий из нескольких конденсаторов, резисторов, диодного моста и самих светодиодов.
Итак, схема начинается с конденсатора C1, функция которого заключается в ограничении переменного тока. Именно от его емкости зависит какая сила тока будет протекать по цепи этого бестрансформаторного источника питания для светодиодной лампы. При увеличении емкости ток будет также увеличиваться. Напряжение этого конденсатора должно быть не менее 300 вольт. Он не должен быть электролитическим (иметь плюс и минус) так как это приведет к его взрыву.
Параллельно конденсатору, как правило, ставиться резистор R1, выполняющего роль шунта. Его сопротивление достаточно велико, и это не вносит особых изменений в работу схемы, а вот при отключении питания данный резистор позволяет разрядить конденсатор, что дает возможность обезопасить схему светодиодной лампы (исключает удар током, хоть небольшим, но малоприятным). Мощность этого резистора невелика, можно ставить в схему минимального номинала.
Далее в схеме стоит обычный диодный мост VD, задача которого из переменного тока делать постоянный (хотя все же форму он имеет скачкообразную). Выпрямительный мост может быть как готовой сборкой, так и спаян из 4-х одинаковых диодов с подходящими характеристиками. Выпрямительный диодный мост должен выдерживать обратное напряжение (на своих диодах) не менее 300 вольт. Сила тока должна быть чуть больше той, которая будет протекать в схеме светодиодной лампы, зависящая от количества светодиодов и их мощности. К примеру, если в схему поставить светодиоды, у которых номинальный ток 20 миллиампер, то и общий ток будет примерно в этих пределах. Напомню, что при последовательном включении одинаковых нагрузок (в нашем случае светодиодов) ток в цепи будет равен тому, что потребляет один отдельный светодиод (20 мА). Зато при таком подключении должно быть увеличено напряжение по принципу суммирования. Следовательно, и ток выпрямительного моста должен быть, в нашем случае, чуть более 20 мА (но лучше поставить все же больше). Отлично подойдут диоды серии 1n4007.
Итак, после моста выходит уже постоянный ток, но он имеет скачкообразную форму. Чтобы это исправить ставят фильтрующий конденсатор электролит С2. Поскольку напряжение после моста будет не менее 220 вольт, то и его напряжение должно быть рассчитано на напряжение не менее 300-400 вольт (напомню, что после подключения конденсатора к выходу выпрямительного моста напряжение на нем увеличивается где-то на 17%). Так что на конденсаторе электролите будет уже больше чем 220 вольт постоянного напряжения. Емкость этого конденсатора (C2) должна быть не менее 10 микрофарад. Чем больше светодиодов будет подключено к нашему бестрансформаторному источнику питания, тем больше будет нагрузка на него. Следовательно целесообразно будет увеличить и емкость фильтрующего конденсатора. Можно увеличить ее от 10 до 100 микрофарад. Сглаживая эти самые скачки напряжения мы избавляемся от пульсаций света, хоть и малозаметных глазу.
И, опять же, параллельно этому фильтрующему конденсатору электролиту в схеме светодиодной лампы стоит резистор R2, шунтирующий его. Как и первом случае, его основная задача разряжать емкость конденсатора после выключения схемы.
Эта схема светодиодной лампы, с питанием от бестрансформаторного источника питания с входным напряжением 220 вольт, является достаточно простой. Она не имеет каких-то специальных защит, стабилизации, автоматических узлов, регуляторов интенсивности яркости свечения. Это можно уже доделать при необходимости. Тут просто сетевое напряжение ограничивается конденсатором по току, выпрямляется диодным мостом, фильтруется конденсатором электролитом после чего уже подается на цепочку последовательно подключенных светодиодов.
В данную схему можно поставить супер яркие светодиоды белого цвета с током потребления 20 мА и напряжением питания 3,2-3,7 вольта. На выходе схемы источника питания будет постоянное напряжение величиной около 240 вольт. При последовательном подключении светодиодов их напряжение суммируется. Следовательно, мы 240 вольт делим на напряжение одного из светодиодов (3,2 В), и получаем количество светодиодов в схеме — 75 штук. Емкостью токоограничивающего конденсатора C1 можно менять яркость цепочки светодиодов. Но не стоит превышать максимальное значение тока, на который рассчитаны светодиоды. Это может значительно сократить их срок службы.
P.S. Хочу напомнить, что подобные бестрансформаторные схемы источников питания достаточно опасны. Они не имеют гальванической развязки между частями схемы высокого и низкого напряжения. При попадании в такую лампу влаги, касания ее рукой может привести к поражению электрическим током. Так что будьте крайне внимательны и осторожны при работе с такими схемами.
Основы мощного светодиодного освещения
Светодиодыподходят для многих систем освещения, они предназначены для получения большого количества света за счет малого форм-фактора, сохраняя при этом фантастическую эффективность. Здесь, в LEDSupply, есть множество светодиодов для всевозможных осветительных приборов, главное — знать, как их использовать. Светодиодная технология немного отличается от другого освещения, с которым знакомо большинство людей. Этот пост здесь, чтобы объяснить все, что вам нужно знать о светодиодном освещении: как безопасно подключать светодиоды, чтобы получить как можно больше света и как можно более длительный срок службы.
Что такое светодиод?
Светодиод — это тип диода, преобразующего электрическую энергию в свет. Для тех, кто не знает, диод — это электрический компонент, который работает только в одном направлении. По сути, светодиод — это электрический компонент, который излучает свет, когда электричество проходит в одном направлении, от анода (положительная сторона) к катоду (отрицательная сторона). Светодиод — это аббревиатура, обозначающая ‘ L ight E mitting D iode ‘. По сути, светодиоды похожи на крошечные лампочки, им просто требуется намного меньше энергии для освещения и они гораздо более эффективны в производстве высокой светоотдачи.
Типы светодиодов
В целом мы предлагаем два разных типа светодиодов:
Сквозное отверстие 5 мм и поверхностное крепление.
5мм светодиоды5-миллиметровые светодиоды — это диоды внутри линзы диаметром 5 мм с двумя тонкими металлическими ножками внизу. Они используются там, где требуется меньшее количество света. 5-миллиметровые светодиоды также работают с гораздо более низкими токами возбуждения, максимально около 30 мА, тогда как светодиоды для поверхностного монтажа требуют минимум 350 мА. Все наши 5-миллиметровые светодиоды от ведущих производителей доступны в различных цветах, интенсивности и схемах освещения.Светодиоды со сквозным отверстием отлично подходят для небольших фонарей, вывесок и всего, где вы используете макетную плату, поскольку их можно легко использовать с их проводами. Ознакомьтесь с нашим руководством по настройке 5-миллиметровых светодиодов, чтобы узнать больше об этих крошечных источниках света.
Светодиоды для поверхностного монтажа (SMD)Рисунок 1 — Эмиттер без покрытия
Светодиоды для поверхностного монтажа — это диоды, которые можно разместить на подложке (печатной плате) с кремниевым куполом над диодом для его защиты (см. Рис. 1). Мы поставляем мощные светодиоды для поверхностного монтажа от лидеров отрасли Cree и Luxeon.Оба на наш взгляд отличные, поэтому мы их все-таки носим. Некоторые предпочитают одно другому, но это приходит с опытом и знанием того, что искать. Cree, как правило, имеет более высокие показатели мощности Lumen и является лидером на рынке светодиодов высокой мощности. Luxeon, с другой стороны, имеет отличные цвета и терморегулятор.
Светодиоды высокой мощностипоставляются в виде неизолированных эмиттеров (как показано на рис. 1) или устанавливаются на печатную плату с металлическим сердечником (MCPCB). Платы изолированы и содержат токопроводящие дорожки для упрощения подключения цепей.Наши 20-миллиметровые платы со звездообразным расположением 1 и 3 являются бестселлерами. Мы также предлагаем QuadPod, которые могут содержать 4 светодиода высокой мощности на плате, немного превышающей размеры 20-миллиметровых звезд (см. Рис. 2). Все наши варианты светодиодов высокой мощности также могут быть построены на линейной конструкции. LuxStrip вмещает 6 светодиодов на фут и легко подключается до 10 футов в длину.
Рисунок 2 — Опции MCPCB
Полярность имеет значение: светодиоды подключения
Электронная полярность указывает, является ли схема симметричной или нет.Светодиоды представляют собой диоды, поэтому ток может течь только в одном направлении. Когда нет тока, не будет света. К счастью, это означает, что если мы подключим светодиод в обратном направлении, он не сожжет всю систему, он просто не загорится.
Положительная сторона светодиода — это анод, а отрицательная сторона — катод. Ток течет от анода к катоду и никогда не течет в другом направлении, поэтому важно знать, как отличить анод от катода. Для светодиодов для поверхностного монтажа это просто, поскольку соединения промаркированы, но для 5-миллиметровых светодиодов подходит более длинный вывод, который является анодом (положительным), посмотрите на Рисунок 3 ниже.
Рисунок 3 — Поиск анода и катода светодиода
Варианты цвета
Одна из замечательных особенностей светодиодов — это различные варианты и виды света, которые вы можете получить от них.
Белые светодиодыКоррелированная цветовая температура (CCT) — это процесс создания разного белого света при разных температурах. Цветовая температура указывается в градусах Кельвина (K), которые представляют собой шкалу температур, в которой ноль соответствует абсолютному нулю, а каждый градус равен одному Кельвину.При более низких температурах от 3000K до 4500K белый цвет становится более теплым или нейтральным. Более высокие температуры 5 000K + — это холодные белые цвета, также известные как «дневной белый».
Цветные светодиодыДля цветов на самом деле важна длина волны в нанометрах (нм). Для некоторых применений цвета необходимы для визуального эффекта, но иногда для таких применений, как лечение, выращивание, освещение рифовых аквариумов и многое другое, необходимы определенные длины волн. См. Рис. 4, где показано, при каких длинах волн и при каких температурах получаются определенные цвета.
Рисунок 4 — Цвета светодиодов и цветовая температура
Мы стараемся обеспечить одинаковую цветовую температуру и длину волны для каждой марки и типа светодиодов. Вы всегда можете найти цвет или длину волны наших светодиодов в подразделе страницы продукта и даже можете выполнить поиск по цвету в раскрывающемся меню светодиодов на главной странице. В белом цвете мы несем 3000K, 4000K, 5000K и 6500K. Что касается цветов, мы работаем от 400 до 660 нм.
Яркость светодиода
Светодиодыизвестны не только своими цветами, но и намного ярче, чем другие источники света.Иногда трудно сказать, насколько ярким будет светодиод, потому что он измеряется в люменах. Люмен — это научная единица измерения светового потока или общего количества видимого света от источника. Обратите внимание, что светодиоды диаметром 5 мм обычно указываются в милликанделах (мкд). Угол обзора 5-миллиметровых светодиодов также влияет на световой поток, который они излучают, подробнее об этом см. Здесь.
Почему водить машину так важно…Количество света (люмен), излучаемого светодиодом, зависит от величины подаваемого тока.Ток измеряется в миллиамперах (мА) или амперах (А). Мощные светодиоды выдерживают ток от 350 мА до 3000 мА. Светодиоды различаются по своим текущим параметрам, поэтому обязательно следите за этим при выборе светодиода и драйвера.
Определение яркостиА теперь самое сложное — выбрать комбинацию светодиода и драйвера, которая будет выдавать необходимый свет. Мы проделали большую работу здесь, в посте, измеряющем яркость каждого светодиода высокой мощности при разных токах возбуждения.Обратите внимание, что это меры для звезд 1-Up, поэтому, если вы хотите больше света, светодиоды 3-Up — хороший вариант, поскольку они в три раза больше света в том же месте.
Указанный выше ресурс всегда можно использовать для определения светоотдачи светодиода, но найти его вручную не очень сложно.
Для этого необходима информация из технического паспорта светодиода. На всех наших светодиодных страницах мы ссылаемся на технические данные производителя в нижней части страницы.
Пример: определение яркости Cree XP-L при 2100 мА
В этом примере мы используем Cree XP-L.Сначала найдите таблицу характеристик потока (рисунок 5). Позже мы коснемся группировки, которая помечена в столбце «Группа», но предположим, что мы собираемся использовать холодный белый XP-L из самого верхнего контейнера (v5). Выделенное число — это типичный поток при 1050 мА, который является током, при котором измеряется XP-L. Справа от него указаны типичные значения люменов для управляющих токов 1500, 2000 и 3000 мА.
Рисунок 5 — Таблица светового потока светодиода
Для этого примера предположим, что мы хотим запустить этот светодиод с драйвером светодиода BuckBlock 2100 мА, и нам нужно определить, какой будет световой поток.При управлении промежуточным приводным током, которого нет в списке, найдите график относительного потока в зависимости от тока в таблице данных, который выглядит как график справа.
Стрелка — проверенный (базовый) выход (при 100% относительном потоке). Следуя кривой до 2100 мА (?), Мы видим, что это увеличение освещенности на 75%. Если взять 460 люмен сверху и умножить его на 1,75, мы увидим, что холодный белый XP-L при 2100 мА дает около 805 люмен.
При переходе на светодиоды может быть трудно найти светодиоды и световой поток, необходимый для этого.Это связано с тем, что свет всегда измерялся мощностью лампочки. Светодиоды имеют гораздо лучшую эффективность, что делает практически невозможным измерение таким образом, поскольку светодиод на 50 Вт будет значительно ярче, чем лампа накаливания на 50 Вт. На рисунке 7 показаны различные лампы накаливания и количество люменов, которые они дают. Это помогает лучше понять, какое количество света ожидать от светодиода и будет ли оно таким же ярким, как и старое освещение.
Рисунок 6 — Мощность лампы накаливания в люменах
Угол обзора и оптика
У наших 5-миллиметровых светодиодов указаны углы обзора для каждого, поэтому просто найдите тот, который вам подойдет.Что касается светодиодов для поверхностного монтажа, большинство из них излучают очень широкий угол в 125 градусов! К счастью, платы со светодиодной звездой совместимы и просты в использовании со светодиодной оптикой. Эта вторичная оптика используется для фокусировки света, они могут отражать свет от светодиода в пятно, среднее пятно, широкое пятно или эллиптические и овальные узоры.
Как видно на Рисунке 8, оптика 1-Up имеет форму конуса и требует держателя оптики. В случае наших светодиодных панелей держатели оптики имеют четыре ножки, которые входят в пазы звезды.Тройные светодиодные звезды также совместимы с оптикой Carclo, в плате которой есть три отверстия для ножек оптики.
Рисунок 7 — Светодиодная оптика и держатели
Питание светодиодов
Светодиодыизвестны своей лучшей эффективностью среди всех других источников света. Эффективность — это мера того, насколько хорошо источник света излучает видимый свет, также называемый люменами на ватт. Другими словами, сколько света мы получаем на наш ватт мощности. Чтобы найти это, сначала выясните мощность используемого светодиода.Чтобы найти ватты, вам нужно умножить прямое напряжение (напряжение, при котором ток начинает течь в нормальном направлении) на ток возбуждения в амперах (обратите внимание, что он ДОЛЖЕН быть в амперах… а не в миллиамперах). Давайте посмотрим на светодиод Cree XP-L 1-up в качестве примера.
Рисунок 8 — Прямое напряжение светодиода
Допустим, мы используем Cree XP-L при 2000 мА. Из рисунка 8 видно, что при таком токе возбуждения прямое напряжение равно 3,15. Итак, чтобы найти ватт, мы умножаем 3,15 (прямое напряжение) на 2 А (2000 мА = 2 А), что дает 6.3 Вт.
Итак, теперь, чтобы определить эффективность, нам просто нужно разделить 742 люмен (проверенное количество люмен для этого светодиода при 2000 мА) на 6,3 Вт. Таким образом, эффективность (люмен / ватт) этого Cree XP-L составляет 117,8. Это большая эффективность, но также следует отметить, что Cree может похвастаться тем, что светодиод XLamp XP-L имеет прорывную эффективность 200 люмен / ватт при токе 350 мА. Приятно знать, что эффективность снижается по мере того, как вы пропускаете больший ток на светодиод, поскольку это увеличивает нагрев, что делает светодиод немного менее эффективным. Иногда вам нужно смириться с этим, если вам нужно, чтобы светодиод был очень ярким, но если вы хотите получить максимальную эффективность, вам следует использовать светодиоды с более низким током.Все это помогает определить, сколько энергии потребуется вашим приложениям, а также сэкономить энергию в будущем.
Подробнее о драйверах светодиодов
Это означает, что вам нужно найти драйвер светодиода, который может управлять светодиодами с током, который вам нужен, чтобы получить желаемое количество люменов. Драйвер светодиодов — это электрическое устройство, которое регулирует мощность светодиода или цепочки светодиодов. Драйвер реагирует на меняющиеся потребности светодиода, подавая на светодиод постоянное количество энергии, поскольку его электрические свойства меняются с температурой.Хорошая аналогия для понимания этого — автомобиль с круиз-контролем. Когда автомобиль (светодиод) движется по холмам и долинам (изменения температуры), круиз-контроль (водитель) следит за тем, чтобы он оставался на постоянной скорости (свет), регулируя при этом газ (мощность), необходимый для этого. Драйвер так важен, потому что светодиоды требуют очень специфической электроэнергии для правильной работы. Если напряжение, подаваемое на светодиод ниже, чем требуется, через переход проходит очень небольшой ток, что приводит к тусклому освещению и плохой работе.С другой стороны, если напряжение слишком велико, на светодиод течет слишком большой ток, и он может перегреться и серьезно повредиться или полностью выйти из строя (тепловой разгон). Всегда проверяйте таблицу светодиодов, чтобы знать, какой ток рекомендуется, чтобы избежать этих проблем.
Какое напряжение мне нужно, чтобы загорелся светодиод?
Это часто задаваемый вопрос, и на самом деле его довольно легко понять. Все, что вам нужно знать, это прямое напряжение ваших светодиодов. Если у вас несколько светодиодов, подключенных последовательно, вам нужно учитывать все прямые напряжения вместе взятые, если у вас параллельная цепь, вам нужно только учитывать прямое напряжение того количества светодиодов, которое у вас есть на цепочку.Подробнее о настройке проводки см. Здесь. Рекомендуется поддерживать как минимум 2-вольтовые накладные расходы, поскольку некоторые драйверы (например, драйверы LuxDrive) требуют этого для правильной работы драйвера. Так что, если ваше общее прямое напряжение для последовательной цепи составляет 9,55, вы должны быть в безопасности с источником питания 12 В. Для автономных драйверов (вход переменного тока) просто знайте выходное напряжение, на которое они рассчитаны, и убедитесь, что вы защищены, поэтому драйвер входа переменного тока с выходным диапазоном 3-12 В постоянного тока также подойдет для этого приложения.
Контроль нагрева
Определение мощности вашей системы также поможет вам узнать больше о необходимом вам регуляторе нагрева.Поскольку эти светодиоды обладают большой мощностью, они выделяют тепло, что может быть очень плохим, как вы можете узнать здесь. Слишком большое количество тепла приведет к тому, что светодиоды будут излучать меньше света, а также сократят срок службы. Мы всегда рекомендуем использовать радиатор и говорим, что на каждый ватт светодиодов приходится около 3 квадратных дюймов. Для большей мощности я бы порекомендовал поискать радиатор, который рекомендован для той мощности, которую вы используете.
Светодиодный биннинг и качество
В связи с тем, что индустрия светодиодов сейчас растет довольно быстрыми темпами, важно понимать разницу в светодиодах.Это частый вопрос, поскольку светодиоды могут варьироваться от очень дешевых до очень дорогих. Я был бы осторожен при покупке дешевых светодиодов, так как вы всегда получаете то, за что платите. Да, светодиоды могут работать отлично вначале, но обычно они не работают так долго или быстро перегорают из-за плохого тестирования.
Все светодиоды, представленные здесь, на LEDSupply, тщательно отобраны. У нас есть только лучшие марки и цветовые температуры. Наш обширный опыт в отрасли помог нам понять важность качественного производства и сборки светодиодов.При производстве светодиодов характеристики могут отличаться от средних значений, указанных в технических паспортах. По этой причине производители разделяют светодиоды по световому потоку, цвету и прямому напряжению. Мы выбираем бункеры с самым высоким световым потоком (видимый свет) и самым низким прямым напряжением, так как это гарантирует, что у нас есть светодиоды с максимальной эффективностью. Большое количество светодиодной продукции производится дешево и не документируется должным образом, что приводит ко многим неудачным проектам и заставляет людей думать, что светодиоды на самом деле не служат так долго, как говорят.Благодаря нашему опыту и покупательной способности мы можем предложить лучшие продукты по разумным ценам.
Это должно дать вам хорошее начало для понимания светодиодов и того, что искать, но если у вас есть дополнительные вопросы или вы хотите получить дополнительную информацию об определенном продукте и о том, подойдет ли он для вас, мы здесь, чтобы помочь. Просто напишите нам по адресу [email protected] или позвоните по телефону (802) 728-6031, чтобы поговорить с нашей очень хорошо осведомленной командой технической поддержки.
Правильный диапазон напряжения для светодиодных приложений
Новое в апреле 2019 года
Выбор драйвера светодиода с правильным рабочим диапазоном напряжения (область постоянного тока) может показаться довольно простым, но в этой статье объясняется, что это не так просто.Во-первых, нужно понимать, что прямые напряжения светодиодов не идентичны от кристалла к кристаллу. Во-вторых, напряжение светодиода меняется при повышении или понижении температуры перехода. Поскольку правильная работа драйвера имеет решающее значение для функциональности и надежности лампы, стоит подробнее изучить эти факторы, влияющие на напряжение светодиода. В этой статье объясняются типичные проблемы, связанные с прямым напряжением светодиодов, и как правильно определить необходимый запас для напряжения драйвера светодиода.Он также предлагает поискать новую функцию, которая есть в некоторых новых драйверах светодиодов, которые могут работать с временным повышенным выходным напряжением, чтобы обойти проблему высокого напряжения светодиодов при чрезвычайно низкой температуре.
Конструкция светодиодной лампы — это многомерная инженерная работа, которая включает оптические, тепловые и электрические аспекты проектирования. Для достижения оптических требований в первую очередь решаются тип и количество светодиода, а также ток его возбуждения. В зависимости от определенных соображений безопасности и / или модульного подхода к проектированию определенное количество светодиодов помещается в одну цепочку, а другие — параллельно.Когда эти факторы определены, первая оценка рабочего напряжения светодиода может быть сделана путем умножения количества светодиодов в одной цепочке на типичное прямое напряжение ( В вперед ) этого светодиода.
V forward_total = V forward x Num / String
Приведенный выше расчет дает приблизительное представление о диапазоне рабочего напряжения, и вместе с определенным током возбуждения можно узнать потребляемую мощность. Однако это число не является абсолютным значением и не подходит для обеспечения правильной электрической конструкции.Чтобы конструктивно учитывать напряжение драйвера, напряжение светодиода следует учитывать с помощью 1) характеристики VI, 2) производственных вариаций и 3) температурного коэффициента. В нижеследующем абзаце эти 3 аспекта объясняются отдельно, а в конце В статье приведен пример оценки напряжения и этапов выбора драйвера светодиода.
Вольт-амперные характеристики светодиода
Для идеального светодиода прямое напряжение не изменяется при увеличении тока (рис. 1.). На самом деле прямое напряжение ДЕЙСТВИТЕЛЬНО изменяется с током, и важно проверять напряжение светодиода на основе фактического расчетного тока, а не ссылаться на стандартные условия тестирования, указанные в спецификации.
В приведенном ниже примере технические характеристики показывают, что типичное напряжение светодиода составляет 3,2 В. Если светодиод не используется при токе 350 мА, а 1 А, то вместо 3,2 В / светодиод фактическое типичное напряжение светодиода составляет 3,8 В / светодиод. Эта разница в 0,6 В может привести к совсем другому результату, когда большое количество светодиодов включены последовательно. Более того, ситуация может усугубиться, если драйвер светодиода имеет высокий пульсирующий ток, который приведет к пиковому току выше 1 А и, следовательно, пиковое напряжение превысит 3,8 В.
| Характеристики | Агрегат | Минимум | Типичный | Максимальный |
| 9017 9017 3.2 | 3,48 |
| Рис. 1. | Рис. 2. |
Производственный допуск светодиода
Прямое напряжение светодиода на каждой матрице изменяется из-за дрейфа процесса. Зрелая продукция должна обеспечивать более жесткий допуск, приводящий к нормальному распределению (например, рис. 3). Типичное отклонение напряжения из-за производственного отклонения составляет менее 10%, что может быть косвенно получено из отношения максимального к типичному типичному прямому напряжению в таблице данных светодиодов (см. Столбцы 4 и 5 таблицы 1).С другой стороны, производственные данные, такие как фактическое распределение прямого напряжения, может потребоваться напрямую у производителя светодиодов.
Хотя абсолютный максимум / минимум составляет +/- 10%, по статистике, чем больше светодиодов подключено последовательно, тем более вероятно, что суммарное прямое напряжение установится около типичного значения напряжения. Рекомендуется создать некоторый запас по напряжению, запас в 10% от типичного напряжения считается безопасным. Также можно рассмотреть более высокий запас, который улучшит рабочее состояние драйвера и продлит срок его службы.Рис. 3 Прямое распределение напряжения на светодиодах производства
LED Vf. Против. Temp
Прямое напряжение светодиода имеет отрицательный температурный коэффициент, это означает, что чем выше температура, тем ниже прямое напряжение. Поскольку светодиод представляет собой самонагревающийся элемент, при правильной тепловой конструкции лампы постоянная рабочая температура и рабочее напряжение светодиода обычно довольно стабильны. Худший случай наступает, когда лампа запускается при низкой температуре. Чтобы оценить дополнительное напряжение при низкой температуре, в спецификации светодиода представлена типичная кривая V-T в соответствии со стандартными условиями испытаний (например,грамм. 350 мА). Многие производители также предоставляют программный инструмент для проверки напряжения в соответствии с переменными параметрами, такими как температура перехода (Tj), ток возбуждения и т. Д.
Может быть резкое различие в требованиях к напряжению из-за низкой температуры и в требованиях к напряжению в связи с производством. Допуск или текущая разница. В первом случае потребность в напряжении носит временный характер, и поэтому запас по напряжению не нужно резервировать постоянно. На рынке есть несколько продвинутых светодиодных драйверов, оснащенных функцией адаптации к напряжению, чтобы справиться с кратковременными требованиями к напряжению.
Mean Well HLG-480H-C, например, имеет функцию «адаптации к окружающей среде», которая может автоматически уменьшать выходной ток для замены на более высокое выходное напряжение, сохраняя при этом общую выходную мощность в пределах спецификации. Когда лампа включается и постепенно нагревается, напряжение возвращается к нормальному уровню, а затем ток также возвращается к исходному расчетному значению. Функция адаптации к окружающей среде обеспечивает на 20% больше запаса по напряжению, чем обычный драйвер светодиодов. HLG-480H-C1400, который работает при 171 ~ 343 В, может временно повыситься до 412 В, чтобы обеспечить успешный запуск ламп при чрезвычайно низкой температуре (например,грамм. -40 ° С).
Серия HVGC с постоянной мощностью, аналогично, допускает более высокое выходное напряжение при уменьшении тока. Есть также другие возможности для других моделей. Если есть какие-либо вопросы по поводу запуска светодиодов, пожалуйста, свяжитесь с MEAN WELL, чтобы получить лучшие предложения.
Рис. 4 Зависимость температуры от прямого напряженияПример и сводка
В конструкции лампы используется 100 светодиодов, как на рис. 2, ток возбуждения составляет 1,05 А. Всего имеется 2 струны, что означает, что каждая струна имеет 50 светодиодов. Самая низкая рабочая температура согласно спецификации лампы составляет 0 ° C.Для определения требований к напряжению:
Решение 1. Введите эти параметры в программное обеспечение ПК и получите рабочую точку светодиода с запасом. Подробности уточняйте у производителя.
Решение 2: Проверьте таблицу светодиодов и выполните следующие шаги:
- Шаг 1: Проверьте кривую V-I светодиода, найдите напряжение на кривой в соответствии с заданным током.
Согласно рис. 2 типичное прямое напряжение светодиода при 1,05 А составляет 3,8 В
- Шаг 2: Умножьте это напряжение на количество светодиодов в одной цепочке.
3,8 (В) x 50 (шт.) = 190 В
- Шаг 3: Учет производственных допусков с использованием отношения максимального напряжения к типу.
3,48 (В) / 3,2 (В) = 108,75%
190 (В) x 108,75% = 206,6 (В)Краткое описание:
Типичное общее прямое напряжение светодиода составляет 190 В
Общее прямое напряжение светодиода в худшем случае составляет 207 В *
(* пульсации тока от драйвера здесь не рассматриваются.) - Шаг 4: Рассмотрение температурного коэффициента для оценки напряжения запуска наихудшего случая.
Из рис. 4, тип. напряжение при 0 ° C составляет 3,6 В, при 85 ° C — 3,2 В.
Предположим, светодиодная лампа обычно работает при Tj 85 ° C
3,6 (В, Tj = 0) / 3,2 (В, Tj = 85) = 1,125 менее 1,2
При холодном запуске
Общее прямое напряжение светодиода типичное составляет 190 В x 1,2 = 228 V
В худшем случае общее прямое напряжение светодиода составляет 207 В x 1,2 = 248,4 В
Предлагаемая модель: HLG-480H-C2100, причина указана ниже
Светодиодной лампе требуется типичное напряжение 190 В и 2,1 А (399 Вт) в худшем случае 207 В (435 Вт). Это в пределах рейтинга HLG-480C.Кроме того, HLG-480H имеет очень низкую пульсацию тока, поэтому влияние пульсации на изменение напряжения светодиода можно игнорировать. При низкой температуре требование напряжения может временно превышать 249 В, что выходит за рамки нормального диапазона постоянного тока, однако такая ситуация будет происходить редко, и ее можно покрыть функцией адаптации к окружающей среде HLG-480H-C2100, которая максимально поддерживает 275 В с приведенный ток.
Эта статья написана компанией Mean Well с сайта www.meanwell.com
Понимание мощности светодиодного освещения в ваттах и эффективности светодиодного освещения в люменах / ватт и коэффициента мощности
Мощность светодиодаМощность (P) любого электрического устройства, включая светодиодный светильник, измеряется в ваттах (Вт), что равно потребляемому току или электричеству (I), измеренному в амперах, умноженному на напряжение (В).
P = V x I
Следовательно, мощность светодиода пропорциональна напряжению и / или току, так что устройство может иметь низкое напряжение, но все же может потреблять очень высокий ток и иметь высокое энергопотребление. Например, традиционный дихроичный галогенный светильник мощностью 50 Вт потребляет всего 12 В переменного тока, но потребляет 4,167 А.
Светодиодные лампыпо своей природе имеют низкое напряжение, но также относительно малый ток, что делает их менее мощными и более эффективными, чем традиционные лампы накаливания и галогенные потолочные светильники.Обычно мы говорим о диапазоне от 100 до 750 мА в зависимости от прямого напряжения, необходимого для включения светодиода. В этом отношении то, что светодиодный светильник использует более высокий ток, не означает, что он будет ярче. Скорее это зависит от мощности, которая пропорциональна увеличению напряжения и / или тока. Есть некоторое преимущество в наличии светодиодов с более высоким напряжением, когда между светодиодом и источником питания возникают большие расстояния, например, в полосовом светодиодном освещении. Однако для большинства приложений это не имеет значения.
Типичные диапазоны мощности для бытовых и коммерческих ламп общего назначения составляют от 3 Вт до 15 Вт. Обычно чем выше мощность, тем больше ток и, следовательно, больше светоотдача. Однако это не всегда так и подводит нас к концепции эффективности и коэффициента мощности.
Эффективность светодиодного освещенияЭффективность светодиодной лампы измеряется в люменах на ватт (лм / Вт), что относится к общему количеству света, производимого светодиодной лампой на 1 Вт энергии.
КПД = общий световой поток / общая мощность
Старые светодиодные чипы, используемые в светодиодных лампах старого поколения с 2008 по 2010 год, производят меньше света на ватт, чем светодиодные чипы 2011-2012 годов, используемые в более современных светодиодных лампах. Например, лампа мощностью 7 Вт 2012 года с микросхемой CREE XT-E может производить больше света или светового потока, чем лампа мощностью 12 Вт с более старой микросхемой CREE XP-E. Более современные светодиодные лампы также имеют улучшенную конструкцию радиатора, которая обеспечивает более высокую светоотдачу.
Важное сообщение заключается в том, что более высокая мощность не всегда означает больше света, а «больше — не всегда лучше». В конечном итоге для потребителя важно провести исследование или «попробовать, прежде чем покупать». Рассмотрите возможность обращения к нашему контрольному списку руководства по покупке светодиодов в разделе Срок службы светодиодов как способ отсеять потенциально неэффективные или ненадежные продукты.
Зависимость эффективности светодиода от эффективности лампы
Как обсуждалось в разделе «Уровни светового потока» статьи «Что такое светодиодное освещение», вы также должны быть осторожны, чтобы убедиться, что в информации продавца указывается эффективность лампы, а не эффективность светодиода.Из-за неизбежных потерь в лампе КПД лампы всегда будет меньше КПД светодиода, в зависимости от конструкции. Это включает в себя тепловые эффекты, потери в драйвере и оптическую неэффективность, которые в совокупности снижают общую эффективность светодиодной лампы или светильника по сравнению с внутренним светодиодным корпусом или микросхемой. В совокупности эти потери могут снизить эффективность более чем на 30%. В таких случаях производитель может указать, что светодиодная лампа MR16 имеет 720 лм, но на самом деле для светодиодной лампы это только приблизительно 500 лм.
Светодиодное освещение и коэффициент мощности
Еще одна сложность — это коэффициент мощности (PF), значение которого меньше 1.0, которое измеряет эффективность драйвера светодиода или источника питания. По сути, электрическое устройство может быть рассчитано на мощность 100 Вт, но на самом деле потребляет более 100 Вт из-за фазовой задержки между мгновенным напряжением и мгновенным током. Помните, что питание от сети — это переменный или переменный ток, и он состоит из солнечно-периодических форм колебательного напряжения и колеблющегося тока.В идеале эти две формы волны являются синхронными (PF = 1), но из-за характера электроники или индуктивных нагрузок, таких как электродвигатели, возникает задержка между формой волны напряжения и формой волны тока, что приводит к потере электроэнергии или реактивной мощности, которая неспособен выполнять какую-либо работу. Следовательно, устройство может иметь номинальную реальную мощность 1000 Вт, но потреблять полную или активную мощность 1500 Вт из-за коэффициента мощности 0,67 и в конечном итоге расходовать 500 Вт или 1/3 общей потребляемой мощности из-за того, что ток не совпадает по фазе.Отметим, что для электрического устройства, чтобы использовать ток, он должен быть в фазе с напряжением, заданная мощность равна напряжению x ток или P = VI.
PF обычно представляет собой проблему только в промышленных приложениях в индуктивных устройствах, которые используют очень большую мощность, так что задержки между током и напряжением в сумме приводят к значительным потерям мощности. Другие компоненты, которые вызывают задержки между током и напряжением, включают трансформаторы, регуляторы напряжения и балласты в люминесцентном освещении.В жилых помещениях такие потери относительно минимальны, и электроэнергетические компании в любом случае будут взимать плату только за реальную мощность. Тем не менее, потери все еще есть, поэтому те, кто заботится о энергии или экологи, могут захотеть проверить коэффициент мощности своих источников питания для светодиодного освещения, чтобы убедиться, что коэффициент мощности превышает 0,8 для обеспечения минимальных потерь энергии. Фактически, программа Energy Star Министерства энергетики США требует минимально допустимого коэффициента мощности 0,7 и 0,9 соответственно для домашних и коммерческих светодиодных фонарей.
Большинство устройств питания в наши дни будут иметь ту или иную форму пассивной или активной коррекции коэффициента мощности, приводящей к коэффициенту мощности> 0,9, что позволяет достичь минимальных потерь мощности. Единственным исключением являются драйверы сверхвысокой яркости, которые снижают яркость до 1%. Из-за высоких емкостных нагрузок, необходимых для стабилизации тока при очень низких уровнях затемнения, чтобы избежать мерцания, коэффициент мощности плохой, обычно около 0,65, что означает, что светодиодная лампа мощностью 10 Вт будет потреблять примерно 15,4 Вт (или ВА, полная мощность) при почти полной нагрузке.Однако на практике это не является большой проблемой, поскольку эти драйверы обычно используются в приложениях, где лампы будут уменьшаться до низкого уровня в течение большей части их срока службы, так что реальная мощность составляет 2 или 3 Вт, а кажущаяся мощность остается очень низкой на до 4,6 Вт.
Если диммирование будет только случайным, мы предлагаем компенсировать минимальный эффект диммирования драйвером с коэффициентом мощности> 0,9. Хотя, как уже отмечалось, это в основном проблема коммерческого освещения, когда лампы включены от 8 до 24 часов в сутки.Если вы проживаете в жилых помещениях, это может не волновать вас. Тем не менее, пожалуйста, обратите внимание на рейтинги PF на вкладке характеристик наших продуктов, чтобы получить представление об эффективности.
Если вы являетесь коммерческим клиентом, в бизнесе которого особенно доминируют высокоиндуктивные нагрузки, такие как электродвигатели, или большой набор емкостных нагрузок с плохим коэффициентом мощности, то вам следует подумать о коррекции коэффициента мощности (PFC) и посетить наш раздел о государственных скидках. и схемы субсидирования таких проектов.Если вы потребляете очень много энергии, то PFC может привести к очень большой экономии на электричестве и счетах за электроэнергию.
Артикулы:
Энергоэффективность светодиодов. Программа строительных технологий. Информационный бюллетень по технологии твердотельного освещения. Министерство энергетики США. www.eere.energy.gov
Возобновляемые и эффективные электроэнергетические системы. 2004. Гилбер М. Мастерс
Анализ энергосистемы. 2007. ПП Део
Методы коррекции коэффициента мощности в светодиодном освещении.Август 2011, Новости электронных компонентов
Что такое падение напряжения? — Элементный светодиод
Падение напряжения определяется как величина потери напряжения во всей или части цепи из-за сопротивления. Провода, электрические компоненты и практически все, что пропускает ток, всегда будет иметь внутреннее сопротивление или импеданс по отношению к протеканию тока.
Как падение напряжения может повлиять на светодиодную систему освещения?
Важность падения напряжения для светодиодного освещения заключается в том, что для правильного освещения светодиоду требуется минимальный ток.Сила тока меньше минимального может привести к мерцанию светодиода, уменьшению его яркости или изменению цвета. Это часто наблюдается при более длительных пробегах светодиодной ленты. Результатом является заметный сдвиг в цвете или разнице яркости светодиодов на одном конце по сравнению с другим.
Как клиенты могут избежать эффекта падения напряжения с помощью диодных светодиодных решений?
Лучше всего это продемонстрировать на примере использования диодной светодиодной ленты. Технические характеристики показывают, что он может работать на высоте до 40 футов.Давайте сделаем это с помощью простых шагов, описанных ниже.
1. Рассчитайте требуемую мощность.
В спецификациях указано, что диодный светодиодный ленточный светильник потребляет 2,09 Вт на фут. Диодный светодиод проверяет падение напряжения в продуктах и указывает максимальные пробеги. Если вы остаетесь в пределах протестированной максимальной длины пробега, просто рассчитайте мощность на фут или на приспособление, чтобы определить надлежащую мощность драйвера. Максимальный пробег в 40 футов потребует не менее 83,6 Вт для надлежащего питания светодиодной ленты.(2,09 Вт на фут x 40 футов = 83,6 Вт)
2. Определите подходящий калибр проводов для прокладки между драйвером и светодиодным светильником. Продукты с диодными светодиодами
будут работать только в соответствии с указаниями при условии, что падение напряжения между драйвером и светодиодными лампами составляет не более 3%. Степень падения напряжения определяется четырьмя основными факторами: входным напряжением (12 В или 24 В), длиной кабеля, калибром проводов и общей нагрузкой на осветительные приборы (ватты и амперы).
Электрик или установщик может использовать приведенную ниже таблицу, чтобы определить подходящий калибр проводов для установки.Если в нашем примере драйвер установлен в 20 футах от диодной светодиодной ленты, вторая диаграмма показывает, что правильный калибр провода — 16 AWG.
Таблицы падения напряжения для диодных светодиодных ленточных ламп можно найти на страницах с описанием продуктов.
Руководство по напряжению лампочек
Светодиоды — это относительно новый вид освещения, и способ их работы отличается от более традиционных световых решений — некоторые основные, а некоторые второстепенные.
Напряжение — одно из таких отличий, и знание того, какое напряжение использовать, важно при покупке любого типа лампочки.
выпускаются двух основных типов — с сетевым напряжением (также называемым линейным напряжением) и с низким напряжением. Информацию о напряжении каждой лампы, которую мы продаем, можно найти на соответствующих страницах с описанием продуктов.
Напряжение сети
Большинство ламп, которые используются для общего освещения, питаются от сети. Как следует из названия, эти виды лампочек питаются непосредственно от электросети 230 В переменного тока (переменного тока).
Строго говоря, светодиода сетевого напряжения не существует — все светодиоды работают от постоянного тока низкого напряжения.Поэтому для светодиодной лампы, которая предназначена для замены лампы с обычным сетевым напряжением, потребуется «драйвер» для изменения подачи электроэнергии.
Так как же светодиоды сетевого напряжения могут подключаться напрямую? Все просто — у них внутри самого устройства находится драйвер.
Вы можете убедиться в этом сами, сравнив светодиодную лампу GU10 на 230 В с аналогичной светодиодной лампой MR16 на 12 В. Вы заметите, что GU10 немного длиннее — это сделано для того, чтобы приспособить драйвер.
В результате светодиоды GU10 будут без проблем работать с имеющейся у вас арматурой и избавят от необходимости менять проводку.
Светодиодные светильники, использующие сетевое напряжение: B22, E27 и GU10.
Низкое напряжение
Однако некоторые светодиоды рассчитаны на работу при напряжении 12 В, а не 230 В, т. Е. Они не содержат драйвера внутри устройства. Они называются низковольтными лампами и обычно используются там, где нет электросети, например, в автомобилях, домах на колесах и лодках.
В доме низковольтное освещение обычно используется в ванной комнате, на кухне и в саду, поскольку это намного безопаснее. Для того, чтобы иметь возможность работать от электросети, лампам низкого напряжения требуется отдельный блок, называемый трансформатором.
Трансформатор «понижает» сетевое напряжение и изменяет ток с переменного на постоянный.
Для светодиодов низкого напряжения требуется драйвер, совместимый со светодиодами. Они работают аналогично трансформатору, но не взаимозаменяемы. Если вы переходите на светодиодные лампы низкого напряжения, не забудьте одновременно заменить трансформаторы.
Самая распространенная светодиодная лампа низкого напряжения — MR16, которая, по сути, представляет собой низковольтную версию лампы GU10. Среди других ламп низкого напряжения — MR11, уменьшенная версия MR16.G4 тоже имеет низкое напряжение.
Самый простой способ отличить напряжения лампочек — проверить их правильность. Если вы покупаете светодиодную лампу с таким же фитингом, что и заменяемые, все будет в порядке.
Если вы меняете фитинги или заменяете их, это может оказаться не так просто. Если у вас возникнут какие-либо трудности, эксперт из нашей команды будет рад помочь — просто позвоните по телефону 0116 321 4120 или напишите по адресу [email protected].
Светодиодные лампы для вождения — некоторые простые рекомендации по проектированию Светодиодные лампы
относительно просты в эксплуатации — не требуют напряжения зажигания для запуска и не вызывают резких скачков или скачков напряжения.Однако соблюдение некоторых простых практических правил повысит эффективность лампы и продлит срок ее службы.Приложения с высокими требованиями к длине волны света или другим характеристикам также могут быть легко рассмотрены при условии, что разработчик признает некоторые специфические характеристики работы светодиода.
Приводные светодиодные источники светаСветодиоды — это полупроводники со светоизлучающими переходами, предназначенные для использования низковольтного постоянного тока постоянного тока для получения света.Светодиоды имеют полярность, поэтому ток течет только в одном направлении. Управлять светодиодами относительно просто, и, в отличие от люминесцентных или газоразрядных ламп, для запуска им не требуется напряжение зажигания. Слишком малый ток и напряжение приведет к слабому или отсутствию света, а слишком большой ток и напряжение могут повредить светоизлучающий переход светодиодного диода.
Типичный профиль прямого напряжения светодиода в зависимости от прямого тока приведен на рис. 1 . Можно видеть, что для данной температуры небольшое изменение прямого напряжения вызывает непропорционально большое изменение прямого тока.Кроме того, прямое напряжение, необходимое для достижения желаемой светоотдачи, может варьироваться в зависимости от размера кристалла светодиода, материала кристалла светодиода, вариаций партии кристалла и температуры.
По мере нагрева светодиодов прямое напряжение падает (, рис. 2 ), а ток, проходящий через светодиод, увеличивается. Повышенный ток вызывает дополнительный нагрев спая. Если ничто не ограничивает ток, соединение выйдет из строя из-за тепла. Это явление называется тепловым разгоном.Привод в действие светодиодных источников света с помощью регулируемого источника постоянного тока позволяет исключить изменение светоотдачи и проблемы со сроком службы, возникающие из-за колебаний и изменений напряжения.Поэтому для питания светодиодных источников света обычно рекомендуются драйверы постоянного тока.
Для некоторых приложений устройства ограничения тока, такие как резисторы, могут быть недорогой альтернативой драйверам постоянного тока для ограничения протекания тока. Однако есть много компромиссов. Во-первых, резисторы выделяют тепло и, следовательно, расходуют энергию. Необходимо отводить тепло, выделяемое резисторами.
Кроме того, изменения напряжения из-за колебаний напряжения питания приведут к изменениям светоотдачи, а при использовании одних только резисторов светодиоды не защищают от повреждений из-за высокого напряжения.Некоторые приложения, такие как переносное освещение, могут допускать эти компромиссы, но для большинства приложений резисторы не рекомендуются.
Световой потокСветовой поток светодиодных источников света увеличивается с увеличением управляющего тока. Однако это отрицательно сказывается на эффективности, выраженной в люменах на ватт. Рисунок 3 иллюстрирует эту взаимосвязь. Светодиодные лампы обычно имеют «испытательный» ток, указанный в технических характеристиках продукта. Этот испытательный ток служит точкой отсчета для другой предоставленной технической информации.Управляющие токи могут быть выбраны при любом токе до максимального рекомендуемого тока для конкретного используемого источника света СИД. Использование светодиодных источников света с токами, превышающими максимально рекомендуемые, может привести к снижению светового потока или, при чрезмерных токах, к катастрофическому отказу.
Влияние температуры
Рабочие характеристики светодиодных источников света указаны для номинального тока и температуры перехода светодиодного кристалла в 25 ° C. Поскольку большинство светодиодов работают при температуре выше 25 ° C, эти значения следует рассматривать только для справки, а светоотдача должна основываться на ожидаемых рабочих температурах.
Световой поток от источника света СИД уменьшается с увеличением температуры перехода кристалла СИД. Более высокая температура перехода кристалла светодиода в результате увеличения рассеиваемой мощности или изменений температуры окружающей среды может существенно повлиять на светоотдачу.
Красно-желтая матрица, изготовленная из системы материалов AlGaInP (алюминий, индий, галлий, фосфор), более чувствительна к температурным воздействиям, чем устройства на основе синего и зеленого InGaN (нитрид индия-галлия).
Следовательно, важно учитывать влияние температуры при проектировании для конкретных уровней светоотдачи или эффективности, а также для максимального управления температурным режимом системы. На рисунке 4 показаны изменения светоотдачи кристалла светодиода в зависимости от температуры перехода кристалла светодиода.Помимо влияния на светоотдачу, температура также влияет на доминирующую и пиковую длину волны. Характеристики длины волны светодиодного кристалла обычно указываются при температуре перехода 25 ° C. При повышении температуры перехода кристалла светодиода в результате более высоких управляющих токов или условий окружающей среды длины волн обычно увеличиваются от 0.От 03 до 0,13 нм / ° C, в зависимости от типа матрицы.
Температурные колебания также могут вызывать небольшие изменения цветовой температуры для светодиодных источников белого света. Приложения, требующие определенных длин волн или цветовой температуры, должны учитывать этот эффект при проектировании условий привода и теплоотвода.
Электрическое проектирование
Управлять одиночными светодиодными источниками света в приложениях без затемнения относительно просто. Драйвер постоянного тока выбирается для подачи желаемого тока с достаточным прямым выходным напряжением для обеспечения максимального входного напряжения источника светодиода.Светодиодные источники света не предназначены для работы от обратного напряжения.
Управление несколькими светодиодными источниками света с одним драйвером обычно осуществляется с помощью светодиодов, расположенных последовательно, чтобы избежать неравномерного уровня света, возникающего в результате колебаний напряжения. При выборе последовательного струнного драйвера выходное напряжение должно быть достаточно высоким, чтобы соответствовать сумме максимальных входных напряжений светодиодных источников света.
Регулировка яркости и ШИМ
Регулировка яркости светодиодов чаще всего выполняется путем понижения тока или с помощью метода, называемого широтно-импульсной модуляцией (ШИМ).
имеют очень быстрое время отклика (~ 20 наносекунд) и мгновенно достигают полной светоотдачи. Следовательно, многие из нежелательных эффектов, возникающих из-за изменения уровней тока, таких как сдвиг длины волны или изменения прямого напряжения, можно минимизировать, управляя световым двигателем при его номинальном токе и быстро включая и выключая этот ток. Этот метод, известный как ШИМ, является лучшим способом достижения стабильных результатов для приложений, требующих уменьшения яркости до менее 40% от номинального тока.Поддерживая ток на номинальном уровне и изменяя соотношение времени включения импульса по сравнению со временем от импульса к импульсу (обычно называемое рабочим циклом), яркость можно снизить. Человеческий глаз не может обнаруживать отдельные световые импульсы со скоростью более 200 циклов в секунду и усредняет интенсивность света, таким образом воспринимая более низкий уровень света.
Тепловая конструкция
При увеличении мощности увеличивается тепловая нагрузка и требуется больше тепла.Более высокие температуры светодиодных источников света могут привести к уменьшению светового потока и сокращению срока службы. При разработке новой системы следует выбирать радиатор с достаточной охлаждающей способностью, чтобы поддерживать температуру соединения кристаллов ниже 125 ° C.
При проектировании вокруг существующего радиатора максимальный рабочий ток для данной конструкции радиатора является наименьшим из (1) максимального номинального тока для светодиодного источника света или (2) тока для поддержания температуры перехода кристалла светодиода ниже максимальная указанная температура.Светодиоды обычно должны работать при температуре перехода 125 ° C или ниже.
Температура перехода светодиода (T j ) может быть рассчитана на основе рассеиваемой мощности массива (P d ), теплового сопротивления массива (R a ), теплового сопротивления материала, используемого для крепления массива к радиатора (R b ), температуры окружающей среды (T a ) и теплового сопротивления радиатора (R h ). Следующая формула дает температуру перехода массива:
T j = T a + P d (R h + R b + R a )
Заключение
Светодиоды предлагают энергоэффективная, не требующая обслуживания форма индикации или подсветки.Вышеупомянутое обсуждение демонстрирует, что их характеристики также позволяют очень легко успешно интегрировать их в схему. При соблюдении некоторых простых правил проектирования эти компоненты обеспечат долгую и надежную работу.
Все, что вам нужно знать о светодиодном освещении
Светодиоды— это простое изобретение с огромным потенциалом изменить индустрию освещения к лучшему. Не много о них знаю? Вот три важные вещи, которые вам нужно знать, чтобы стать лучше:
1.Что означает светодиод?
Светодиод
Диод — это электрическое устройство или компонент с двумя электродами (анодом и катодом), через которые протекает электричество — обычно только в одном направлении (внутрь через анод и наружу через катод). Диоды обычно изготавливаются из полупроводниковых материалов, таких как кремний или селен — веществ, которые проводят электричество в одних обстоятельствах и не проводят в других (например, при определенных напряжениях, уровнях тока или интенсивности света).
2. Что такое светодиодное освещение?
Светоизлучающий диод — это полупроводниковое устройство, которое излучает видимый свет, когда через него проходит электрический ток. По сути, это противоположность фотоэлектрическому элементу (устройству, преобразующему видимый свет в электрический ток).
Знаете ли вы? Существует аналогичное устройство, называемое IRED (инфракрасный излучающий диод). Вместо видимого света устройства IRED излучают инфракрасную энергию, когда через них проходит электрический ток.
3. Как работают светодиодные фонари?
На самом деле это действительно просто и очень дешево в производстве, поэтому было так много ажиотажа, когда впервые были изобретены светодиодные фонари!
Технические характеристики: Светодиоды состоят из двух типов полупроводниковых материалов (p-типа и n-типа). Материалы как p-типа, так и n-типа, также называемые экстрессирующими материалами, были легированы (погружены в вещество, называемое «легирующим агентом»), чтобы немного изменить их электрические свойства по сравнению с их чистой, неизмененной или «внутренней» формой. (Я печатаю).
Материалы p-типа и n-типа создаются путем введения исходного материала в атомы другого элемента. Эти новые атомы заменяют некоторые из ранее существовавших атомов и тем самым изменяют физическую и химическую структуру. Материалы p-типа создаются с использованием элементов (таких как бор), которые имеют меньше валентных электронов, чем собственный материал (часто кремний). Материалы n-типа создаются с использованием элементов (таких как фосфор), которые имеют больше валентных электронов, чем собственный материал (часто кремний).Конечный результат — создание p-n-перехода с интересными и полезными свойствами для электронных приложений. Каковы именно эти свойства, в основном зависит от внешнего напряжения, приложенного к цепи (если есть), и направления тока (то есть, какая сторона, p-тип или n-тип, подключена к положительному выводу, а какая — к отрицательный вывод).
Применение технических деталей:Когда светоизлучающий диод (LED) имеет источник напряжения, подключенный к положительной стороне анода и отрицательной стороне катода, будет течь ток (и будет излучаться свет, состояние, известное как прямое смещение).Если положительный и отрицательный концы источника напряжения были подключены обратно пропорционально (положительный к катоду и отрицательный к аноду), ток не протекал бы (состояние, известное как обратное смещение). Прямое смещение позволяет току течь через светодиод и при этом излучает свет. Обратное смещение предотвращает протекание тока через светодиод (по крайней мере, до определенной точки, когда он не может сдерживать ток — известной как пиковое обратное напряжение — точки, достижение которой приведет к необратимому повреждению устройства).
Хотя все это может показаться невероятно техническим, важным выводом для потребителей является то, что светодиоды изменили ландшафт освещения к лучшему, а практическое применение этой технологии практически безгранично. Чтобы узнать, почему светодиоды могут быть полезны для вашего бизнеса, читайте здесь.
.