Kukokotoa voltage ya usambazaji wa LED ni hatua muhimu kwa mradi wowote wa mwanga wa umeme, na kwa bahati nzuri ni rahisi kufanya. Vipimo vile ni muhimu kuhesabu nguvu za LEDs, kwani unahitaji kujua sasa na voltage yake. Nguvu ya LED inahesabiwa kwa kuzidisha sasa kwa voltage. Katika kesi hii, unahitaji kuwa mwangalifu sana wakati wa kufanya kazi na nyaya za umeme, hata wakati wa kupima kiasi kidogo. Katika makala hiyo, tutazingatia kwa undani swali la jinsi ya kujua voltage ili kuhakikisha uendeshaji sahihi wa vipengele vya LED.
Operesheni ya LED
LED zipo katika rangi tofauti, kuna rangi mbili na tatu, zinazomulika na kubadilisha rangi. Ili mtumiaji kupanga mlolongo wa uendeshaji wa taa, ufumbuzi mbalimbali hutumiwa ambayo inategemea moja kwa moja na voltage ya usambazaji wa LED. Ili kuangaza LED, voltage ya chini (kizingiti) inahitajika, wakati mwangaza utakuwa sawa na sasa. Voltage imewashwaLED huongezeka kidogo na sasa kwa sababu kuna upinzani wa ndani. Wakati sasa ni ya juu sana, diode huwaka moto na huwaka. Kwa hivyo, mkondo wa sasa umezuiwa kwa thamani salama.
Kipinzani kimewekwa katika mfululizo kwa sababu gridi ya diode inahitaji volteji ya juu zaidi. Ikiwa U itabadilishwa, hakuna mtiririko wa sasa, lakini kwa U ya juu (k.m. 20V) cheche ya ndani (kuvunjika) hutokea ambayo huharibu diode.
Kama diodi zote, mkondo wa maji unapita kwenye anodi na kutoka kupitia kathodi. Kwenye diodi za mviringo, kathodi ina waya mfupi zaidi na mwili una bati ya kando ya kathodi.
Utegemezi wa voltage kwenye aina ya taa
Kwa kuongezeka kwa taa za LED zinazong'aa sana zilizoundwa ili kutoa taa mbadala kwa ajili ya mwanga wa kibiashara na wa ndani, kuna ongezeko sawa, kama si zaidi, la miyezo ya nishati. Kwa mamia ya miundo kutoka kwa wazalishaji kadhaa, inakuwa vigumu kuelewa vibali vyote vya voltage za pembejeo/pato za LED na thamani za sasa/nguvu, bila kutaja vipimo vya mitambo na vipengele vingine vingi vya kupunguza mwanga, udhibiti wa kijijini na ulinzi wa mzunguko.
Kuna LED nyingi tofauti sokoni. Tofauti yao imedhamiriwa na mambo mengi katika uzalishaji wa LEDs. Uundaji wa semiconductor ni sababu, lakini teknolojia ya uundaji na usimbuaji pia huchukua jukumu kubwa katika kuamua utendaji wa LED. LED za kwanza zilikuwa pande zotekama mifano C (kipenyo 5 mm) na F (kipenyo 3 mm). Kisha, diodi za mstatili na vizuizi vinavyochanganya LED kadhaa (mitandao) vilianza kutekelezwa.
Umbo la hemispherical ni kama kioo cha kukuza ambacho huamua umbo la mwangaza. Rangi ya kipengele kinachotoa inaboresha uenezi na tofauti. Majina ya kawaida na aina ya LED:
- A: kishikilia nyekundu cha mm 3 kwa CI.
- B: 5mm nyekundu kipenyo kutumika katika paneli ya mbele.
- C: zambarau 5mm.
- D: rangi mbili njano na kijani.
- E: mstatili.
- F: manjano 3mm.
- G: mwangaza mweupe wa juu 5mm.
- H: nyekundu 3mm.
- K- anode: cathode, inayoonyeshwa kwa uso tambarare kwenye ukingo.
- F: waya ya kuunganisha anodi ya 4/100mm.
- C: Kikombe cha kuakisi.
- L: Umbo lililopinda linalofanya kazi kama kioo cha kukuza.
Maainisho ya kifaa
Muhtasari wa vigezo mbalimbali vya LED na voltage ya usambazaji upo katika vipimo vya muuzaji. Wakati wa kuchagua LED kwa maombi maalum, ni muhimu kuelewa tofauti zao. Kuna vipimo vingi vya LED tofauti, ambayo kila moja itaathiri uchaguzi wa aina fulani. Vipimo vya LED vinatokana na rangi, U, na sasa. LEDs huwa na rangi moja.
Rangi inayotolewa na LED inafafanuliwa kulingana na upeo wa urefu wa mawimbi (lpk), ambao ni urefu wa mawimbi ambao una upeo wa juu kabisa wa kutoa mwanga. Kwa kawaida, tofauti za mchakato hutoa mabadiliko ya kilele cha urefu wa wimbi hadi ± 10 nm. Wakati wa kuchagua rangi katika vipimo vya LED, ni muhimu kukumbuka kuwa jicho la mwanadamu ni nyeti zaidi kwa rangi au tofauti za rangi karibu na eneo la njano / machungwa la wigo - kutoka 560 hadi 600 nm. Hii inaweza kuathiri uchaguzi wa rangi au nafasi ya LEDs, ambayo inahusiana moja kwa moja na vigezo vya umeme.
Mkondo wa LED na voltage
Wakati wa operesheni, LED zina tone fulani la U, ambayo inategemea nyenzo inayotumika. Voltage ya usambazaji wa LEDs kwenye taa pia inategemea kiwango cha sasa. LEDs ni vifaa vinavyodhibitiwa sasa na kiwango cha mwanga ni kazi ya sasa, kuongeza huongeza pato la mwanga. Inahitajika kuhakikisha kuwa uendeshaji wa kifaa ni kwamba kiwango cha juu cha sasa haizidi kikomo kinachoruhusiwa, ambacho kinaweza kusababisha uharibifu mkubwa wa joto ndani ya chip yenyewe, kupunguza mwanga wa mwanga na kufupisha maisha ya huduma. LED nyingi zinahitaji kizuia kikomo cha sasa cha nje.
Baadhi ya taa za LED zinaweza kujumuisha kipinga mfululizo, kwa hivyo ni volteji gani ya kusambaza LEDs inahitajika. LED haziruhusu U kubwa kinyume. Haipaswi kamwe kuzidi thamani yake ya juu iliyotajwa, ambayo kwa kawaida ni ndogo sana. Ikiwa kuna uwezekano wa U reverse kwenye LED, basi ni bora kujenga ulinzi katika mzunguko ili kuzuia uharibifu. Hizi zinaweza kawaida kuwa nyaya rahisi za diode ambazo zitatoa ulinzi wa kutosha kwa LED yoyote. Si lazima uwe mtaalamu ili kuipata.
Ugavi wa umeme kwa taa za LED
Taa za LED zinazomulika zina nguvu ya sasa, na mwangaza wake unalingana na mkondo wa sasa unaopita ndani yake. Ya sasa inahusiana na voltage ya usambazaji wa LEDs kwenye taa. Diode kadhaa zilizounganishwa katika mfululizo zina mkondo sawa unaopita kupitia kwao. Ikiwa zimeunganishwa kwa sambamba, kila LED inapokea U sawa, lakini sasa tofauti inapita kupitia kwao kutokana na athari ya utawanyiko kwenye tabia ya sasa ya voltage. Kwa hivyo, kila diode hutoa pato tofauti la mwanga.
Kwa hivyo, unapochagua vipengee, unahitaji kujua taa za LED zina voltage gani. Kila moja inahitaji takriban volti 3 kwenye vituo vyake kufanya kazi. Kwa mfano, mfululizo wa diodi 5 unahitaji takriban volti 15 kwenye vituo. Ili kutoa mkondo unaodhibitiwa na U ya kutosha, LEC hutumia moduli ya kielektroniki inayoitwa kiendeshi.
Kuna suluhu mbili:
- Kiendeshi cha nje kimesakinishwa nje ya mwangaza, chenye usalama wa usambazaji wa nishati ya voltage ya chini zaidi.
- Ya ndani, iliyojengwa ndani ya tochi, yaani kitengo kidogo chenye moduli ya kielektroniki inayodhibiti mkondo wa sasa.
Dereva huyu anaweza kuwashwa na 230V (Class I au Class II) au Safety Extra Low U (Class III), kama vile 24V..
Faida za uteuzi wa voltage ya LED
Hesabu ifaayo ya voltage ya usambazaji wa taa za LED kwenye taa ina faida 5 muhimu:
- Usalama wa chini kabisa U, ikiwezekana bila kujaliidadi ya LEDs. LEDs lazima kusakinishwa katika mfululizo ili kuhakikisha kiwango sawa cha sasa katika kila mmoja wao kutoka chanzo sawa. Matokeo yake, LEDs zaidi, juu ya voltage kwenye vituo vya LED. Ikiwa ni kifaa cha kiendeshi cha nje, basi volteji ya usalama inayotilia maanani inapaswa kuwa ya juu zaidi.
- Muunganisho wa kiendeshi ndani ya taa huruhusu usakinishaji kamili wa mfumo wenye usalama wa voltage ya chini ya ziada (SELV), bila kujali idadi ya vyanzo vya mwanga.
- Usakinishaji unaotegemewa zaidi katika kiwango cha nyaya za taa za LED zilizounganishwa sambamba. Madereva hutoa ulinzi wa ziada, hasa dhidi ya kupanda kwa joto, ambayo inathibitisha maisha ya huduma ya muda mrefu wakati wa kuheshimu voltage ya usambazaji wa LED kwa aina tofauti na mikondo. Uagizo salama zaidi.
- Kuunganisha nishati ya LED kwenye kiendeshi huepuka kushughulikia vibaya uwanjani na kuboresha uwezo wao wa kuhimili plug-ji moto. Iwapo mtumiaji ataunganisha tu mwanga wa LED kwa kiendeshi cha nje ambacho tayari kimewashwa, inaweza kusababisha taa za LED kuwaka kupita kiasi zinapounganishwa na hivyo kuziharibu.
- Matengenezo rahisi. Matatizo yoyote ya kiufundi yanaonekana kwa urahisi zaidi katika taa za LED zenye chanzo cha volteji.
Nguvu na utaftaji wa joto
Wakati kiashiria cha U kuvuka kinzani ni muhimu, unahitaji kuchagua kipingamizi sahihi chenye uwezo wa kuondoa nishati inayohitajika. Matumizi20 mA inaweza kuonekana chini, lakini nguvu iliyohesabiwa inaonyesha vinginevyo. Kwa hiyo, kwa mfano, kwa kushuka kwa voltage ya 30 V, kupinga lazima kufuta 1400 ohms. Hesabu ya kutoweka kwa nguvu P=(Mikojo x Mirija) / R, wapi:
- P - thamani ya nishati inayotolewa na kinzani, ambayo huweka kikomo cha mkondo wa umeme kwenye LED, W;
- U - voltage kwenye kipingamizi (katika volti);
- R - thamani ya kupinga, Ohm.
P=(28 x 28) / 1400=0.56 W.
Ugavi wa umeme wa LED 1W haungestahimili joto kupita kiasi kwa muda mrefu, na 2W pia itashindwa kwa haraka sana. Katika kesi hii, vipinga viwili vya 2700Ω/0.5W (au vipinga viwili vya 690Ω/0.5W katika mfululizo) lazima viunganishwe sambamba ili kusambaza sawasawa utawanyiko wa joto.
Udhibiti wa joto
Kupata nishati ya kutosha ya mfumo wako kutakusaidia kupata maelezo zaidi kuhusu udhibiti wa joto unaohitajika kwa uendeshaji wa LED unaotegemeka, kwani LED huzalisha joto ambalo linaweza kudhuru kifaa. Joto likizidi litasababisha taa za LED kutoa mwanga kidogo na pia kufupisha muda wa maisha. Kwa LED ya wati 1, inashauriwa kutafuta heatsink ya inchi 3 za mraba kwa kila wati ya LED.
Kwa sasa, tasnia ya LED inakua kwa kasi ya kutosha na ni muhimu kujua tofauti katika LEDs. Hili ni swali la jumla kwani bidhaa zinaweza kuanzia nafuu sana hadi ghali. Unahitaji kuwa makini wakati wa kununua LED za bei nafuu, kwani zinaweza kufanya kazi.bora, lakini, kama sheria, haifanyi kazi kwa muda mrefu na kuchoma haraka kwa sababu ya vigezo duni. Katika utengenezaji wa LEDs, mtengenezaji anaonyesha katika pasipoti sifa na maadili ya wastani. Kwa sababu hii, wanunuzi hawajui kila mara sifa halisi za LED katika suala la pato la lumen, rangi na voltage ya mbele.
Uamuzi wa voltage ya mbele
Kabla ya kujua volteji ya usambazaji wa LED, weka mipangilio inayofaa ya multimeter: ya sasa na U. Kabla ya kujaribu, weka upinzani kwa thamani ya juu zaidi ili kuepuka kuungua kwa LED. Hii inaweza kufanyika kwa urahisi: funga miongozo ya multimeter, kurekebisha upinzani hadi sasa kufikia 20 mA na kurekebisha voltage na sasa. Ili kupima voltage ya mbele ya taa za LED utahitaji:
- LED za kujaribu.
- Chanzo U LED yenye vigezo vya juu kuliko LED ya voltage isiyobadilika.
- Multimeter.
- Bano za mamba ili kushikilia LED kwenye jaribio huongoza ili kubaini usambazaji wa volti ya LED katika fixtures.
- Waya.
- 500 au 1000 ohm kinzani tofauti.
Mkondo wa msingi wa LED ya bluu ulikuwa 3.356V katika 19.5mA. Ikiwa voltage ya 3.6V inatumiwa, thamani ya kupinga kutumia inahesabiwa kwa formula R=(3.6V-3.356V) / 0.0195A)=12.5 ohms. Ili kupima LED za nishati ya juu, fuata utaratibu sawa na uweke ya sasa kwa kushikilia thamani kwa haraka kwenye multimeter.
Kupima voltage ya usambazaji ya smd LEDs juu> 350 mA nguvu ya sasa ya moja kwa moja inaweza kuwa gumu kidogo kwa sababu inapokanzwa haraka, U hushuka sana. Hii inamaanisha kuwa mkondo utakuwa wa juu zaidi kwa U. Ikiwa mtumiaji hana wakati, atalazimika kupoza taa ya LED hadi joto la kawaida kabla ya kupima tena. Unaweza kutumia ohm 500 au 1k ohm. Ili kufikia urekebishaji mbaya na mzuri, au kuunganisha kipingamizi tofauti cha masafa ya juu na ya chini katika mfululizo.
Ufafanuzi mbadala wa voltage
Hatua ya kwanza ya kukokotoa matumizi ya nishati ya LEDs ni kubainisha voltage ya LED. Ikiwa hakuna multimeter karibu, unaweza kusoma data ya mtengenezaji na kupata pasipoti U ya block ya LED. Vinginevyo, unaweza kukadiria U kulingana na rangi ya LEDs, kwa mfano, voltage ya usambazaji wa LED nyeupe ni 3.5V.
Baada ya kipimo cha voltage ya LED, mkondo wa umeme hubainishwa. Inaweza kupimwa moja kwa moja na multimeter. Data ya mtengenezaji inatoa makadirio mabaya ya sasa. Baada ya hayo, unaweza haraka sana na kwa urahisi kuhesabu matumizi ya nguvu ya LEDs. Ili kuhesabu matumizi ya nishati ya LED, zidisha tu U ya LED (katika volti) kwa mkondo wa LED (katika ampea).
Tokeo, linalopimwa kwa wati, ni nguvu zinazotumiwa na taa za LED. Kwa mfano, ikiwa LED ina U ya 3.6 na mkondo wa milimita 20, itatumia 72 milliwati za nishati. Kulingana na saizi na ukubwa wa mradi, usomaji wa voltage na sasa unaweza kupimwa kwa vitengo vidogo au vikubwa kuliko sasa ya msingi au wati. Ubadilishaji wa vitengo unaweza kuhitajika. Unapofanya hesabu hizi, kumbuka kuwa milliwati 1000 ni sawa na wati moja, na milliam 1000 ni sawa na ampere moja.
Jaribio la LED na multimeter
Ili kujaribu LED na kujua kama inafanya kazi na ni rangi gani ya kuchagua - multimeter hutumiwa. Lazima iwe na kazi ya mtihani wa diode, ambayo inaonyeshwa na ishara ya diode. Kisha, kwa ajili ya kupima, rekebisha kamba za kupimia za multimeter kwenye miguu ya LED:
- Unganisha uzi mweusi kwenye kathodi (-) na uzi mwekundu kwenye anodi (+), mtumiaji akifanya makosa, LED haitawaka.
- Wanatoa mkondo mdogo kwa vitambuzi na ikiwa unaweza kuona kuwa LED inang'aa kidogo, basi inafanya kazi.
- Unapoangalia multimeter, unahitaji kuzingatia rangi ya LED. Kwa mfano, kipimo cha LED cha njano (amber) - voltage ya kizingiti cha LED ni 1636mV au 1.636V. Ikiwa LED nyeupe au LED ya bluu imejaribiwa, voltage ya kizingiti ni ya juu kuliko 2.5V au 3V.
Ili kujaribu diode, kiashirio kwenye onyesho lazima kiwe kati ya 400 na 800 mV katika mwelekeo mmoja na kisionyeshe kinyume. LED za kawaida zina kizingiti U kama ilivyoelezwa kwenye jedwali hapa chini, lakini kwa rangi sawa inaweza kuwa na tofauti kubwa. Upeo wa sasa ni 50 mA, lakini inashauriwa usizidi 20 mA. Katika 1-2 mA, diodes tayari huangaza vizuri. Kizingiti cha LED U
| Aina ya LED | V hadi 2 mA | V hadi 20 mA |
| Infrared | 1, 05 | 1.2 |
| Volatiti ya usambazaji wa LED nyekundu | 1, 8 | 2, 0 |
| Njano | 1, 9 | 2, 1 |
| Kijani | 1, 8 | 2, 4 |
| Nyeupe | 2, 7 | 3, 2 |
| Bluu | 2, 8 | 3, 5 |
Betri imejaa chaji, ya sasa ni 0.7mA katika 3.8V. Katika miaka ya hivi karibuni, LED zimepata maendeleo makubwa. Kuna mamia ya mifano, na kipenyo cha 3 mm na 5 mm. Kuna diode zenye nguvu zaidi na kipenyo cha mm 10 au katika hali maalum, pamoja na diode za kupachika kwenye bodi ya mzunguko iliyochapishwa hadi urefu wa 1 mm.
Kuwasha LED kutoka kwa nishati ya AC
LED kwa ujumla huchukuliwa kuwa ni vifaa vya DC, vinavyofanya kazi kwa volti chache za DC. Katika programu za nishati ya chini zenye LED chache hii ni mbinu inayokubalika kabisa, kama vile simu za mkononi zinazoendeshwa na betri ya DC, lakini programu nyinginezo kama vile mfumo wa taa wa mstari wa mstari unaoenea mita 100 kuzunguka jengo hauwezi kufanya kazi kwa mpangilio huu.
Hifadhi ya DC inakabiliwa na hasara za umbali, inayohitaji Uendeshaji wa juu zaidi kutoka mwanzo, navidhibiti vya ziada vinavyopoteza nguvu. AC hurahisisha kutumia transfoma ili kupunguza U hadi 240 V AC au 120 V AC kutoka kwa kilovolti zinazotumika kwenye nyaya za umeme, jambo ambalo ni tatizo zaidi kwa DC. Kuanzisha aina yoyote ya LED yenye voltage ya mtandao mkuu (k.m. 120V AC) kunahitaji kielektroniki kati ya usambazaji wa nishati na vifaa vyenyewe ili kutoa U isiyobadilika (k.m. 12V DC). Uwezo wa kuendesha LED nyingi ni muhimu.
Lynk Labs imeunda teknolojia inayokuruhusu kuwasha taa ya LED kutoka kwa voltage ya AC. Mbinu mpya ni kutengeneza LED za AC ambazo zinaweza kuendeshwa moja kwa moja kutoka kwa chanzo cha nguvu cha AC. Ratiba nyingi za LED zinazojitegemea huwa na kibadilishaji tu kati ya plagi ya ukuta na muundo ili kutoa U. inayohitajika mara kwa mara.
Kampuni kadhaa zimeunda balbu za LED ambazo hukauka moja kwa moja kwenye soketi za kawaida, lakini pia huwa na saketi ndogo zinazobadilisha AC hadi DC kabla ya kulishwa kwa taa za LED.
LED ya kawaida nyekundu au machungwa ina kizingiti cha U cha 1.6 hadi 2.1 V, kwa LED za njano au kijani voltage ni kutoka 2.0 hadi 2.4 V, na kwa bluu, nyekundu au nyeupe, voltage hii ni takriban 3.0 hadi 3.6 V. Jedwali hapa chini linaorodhesha viwango vya kawaida vya voltage. Maadili katika mabano yanahusiana na ya karibu zaidi ya kawaidathamani katika mfululizo E24.
Vipimo vya voltage ya usambazaji wa nishati kwa LEDs vinaonyeshwa kwenye jedwali lililo hapa chini.
Alama:
- STD - LED ya kawaida;
- HL - LED yenye mwangaza wa juu;
- FC - matumizi ya chini.
Data hii inatosha kwa mtumiaji kubainisha kwa uhuru vigezo muhimu vya kifaa kwa mradi wa kuwasha.
