Hva er forskjellen mellom en strømforsyning og en driver for LED: teori og praksis, alt du trenger å vite

Forfatterens merknad: “Nettverket har en ganske stor mengde informasjon om kraften til LED-produkter, men da jeg forberedte materialet til denne artikkelen, fant jeg mye absurd informasjon på nettsteder fra toppen av søkemotorresultatene. I dette tilfellet er det enten et fullstendig fravær eller en feil oppfatning av grunnleggende teoretisk informasjon og begreper. ”

LED-er er de mest effektive av alle vanlige lyskilder til dags dato. Problemer ligger også bak effektiviteten, for eksempel det høye kravet til stabiliteten til strømmen som mater dem, den dårlige toleransen for komplekse termiske driftsforhold (ved høye temperaturer). Derav oppgaven med å løse disse problemene. La oss se hvordan konseptene strømforsyning og driver er forskjellige. Til å begynne med, la oss dykke inn i teorien.

Nåværende og spenningskilde

Strømforsyning er det generiske navnet på en del av en elektronisk enhet eller annet elektrisk utstyr som forsyner og regulerer strøm til å drive dette utstyret. Den kan plasseres både inne i enheten og utenfor, i et separat tilfelle.

sjåfør - det generiske navnet på en spesialisert kilde, bryter eller strømregulator for spesifikt elektrisk utstyr.

Det er to hovedtyper av kraftkilder:

• Spenningskilde.

• Nåværende kilde.

La oss se på forskjellene deres.

Spenningskilde - dette er en slik strømkilde og spenningen ved utgangen endres ikke når utgangsstrømmen endres.

For en ideell spenningskilde er den interne motstanden null, og utgangsstrømmen kan være uendelig stor. I virkeligheten er situasjonen en annen.

Enhver spenningskilde har en intern motstand. I denne forbindelse kan spenningen avvike noe fra den nominelle når en kraftig belastning er tilkoblet (kraftig - lav motstand, høy forbruksstrøm), og utgangsstrømmen bestemmes av dens interne enhet.

For en ekte spenningskilde er nøddrift-modus kortslutningsmodus. I denne modusen øker strømmen kraftig, den er bare begrenset av strømkildens indre motstand. Hvis strømforsyningen ikke har kortslutningsbeskyttelse, vil den mislykkes

Nåværende kilde - dette er en strømkilde hvis strøm forblir innstilt uavhengig av motstanden til den tilkoblede lasten.

Siden formålet med den nåværende kilden er å opprettholde et gitt nåværende nivå. Nødoperasjonsmodusen for den er i hvilemodus.

Hvis du forklarer årsaken med enkle ord, er situasjonen som følger: la oss si at du koblet en 1-ohm belastning med en motstand på 1 Ohm til strømkilden, så vil spenningen ved utgangen bli satt til 1 Volt. En effekt på 1 W vil skille seg ut.

Hvis du øker lastmotstanden, si opp til 10 ohm, så vil strømmen være 1A, og spenningen vil allerede være satt til 10V. Så 10W strøm vil bli tildelt. Og omvendt, hvis du reduserer motstanden til 0,1 Ohm, vil strømmen fortsatt være 1A, og spenningen blir 0,1V.

Tomgangskjøring er tilstanden når ingenting er koblet til terminalene på strømkilden. Da kan vi si at i tomgang er belastningsmotstanden veldig stor (uendelig). Spenningen vil øke til en strøm på 1A strømmer. I praksis, for et eksempel på en slik situasjon, kan du ta med tennspolen på en bil.

Spenningen ved elektrodene til tennpluggen, når strømforsyningskretsen til primærviklingen av spolen åpnes, stiger til dens verdi når nedbrytningsspenningen til gnistgapet,hvoretter en strøm strømmer gjennom gnisten og energien som akkumuleres i spolen, bortledes.

En kortslutningstilstand for en strømkilde er ikke en nødoperasjon. I tilfelle kortslutning, tenderer belastningsmotstanden til strømforsyningen til null, dvs. den er uendelig liten. Da vil spenningen ved utgangen fra strømkilden være passende for strømmen av en gitt strøm, og den tildelte effekten er ubetydelig.

La oss gå videre til å øve

Hvis vi snakker om moderne nomenklatur eller navn som blir gitt til kraftkilder av markedsførere i stedet for ingeniører, da strømforsyning ofte kalt en spenningskilde.

Disse inkluderer:

• Lader for en mobiltelefon (i dem utføres konvertering av verdier til den nødvendige ladestrøm og spenning av omformere som er installert på brettet til ladeapparatet).

• Strømforsyningsenheten til den bærbare datamaskinen.

• Strømforsyning for LED-stripe.

En driver er en aktuell kilde. Dens viktigste bruk i hverdagen er ernæring av individet LED og LED Arrays begge har vanlig høy effekt fra 0,5 watt.

LED strøm

I begynnelsen av artikkelen ble det nevnt at LED har veldig høye effektbehov. Fakta er at LED-en drives av strøm. Dette skyldes strømspenningskarakteristikk for alle halvlederdioder. Ta en titt på henne.

På bildet I-V-kjennetegn på dioder i forskjellige farger:

Denne formen på grenen (nær en parabola) skyldes egenskapene til halvlederne og urenheter som blir introdusert i dem, så vel som egenskapene til pn-krysset. Strømmen, når spenningen tilført dioden er nesten mindre enn terskelen, øker ikke, eller rettere sagt, er dens vekst ubetydelig. Når spenningen ved terminalene til dioden når et terskelnivå, begynner strømmen å stige kraftig gjennom dioden.

Hvis strømmen gjennom motstanden vokser lineært og avhenger av dens motstand og den påførte spenningen, overholder ikke økningen i strøm gjennom dioden denne loven. Og med en økning i spenningen med 1%, kan strømmen øke med 100% eller mer.

Plus, i metaller øker motstanden med økende temperatur, og i halvledere, tvert imot, reduseres motstanden, og strømmen begynner å øke.

For å finne ut årsakene til dette, må du gå dypere inn i kurset "Fysiske grunnleggende elektronikk" og finne ut hvilke typer ladebærere, bandgapet og andre interessante ting, men vi vil ikke gjøre dette, vi har undersøkt disse problemene kort i en artikkel om bipolare transistorer.

I de tekniske spesifikasjonene er terskelspenningen betegnet som spenningsfallet i forspenning, for hvite lysdioder, vanligvis omtrent 3 volt.

Ved første øyekast kan det se ut som nok i lampens design- og produksjonsstadium strømbegrensende motstander og still en stabil spenning ved utgangen fra strømforsyningen, så vil alt gå bra. De gjør dette på LED-strips, men de mates fra stabiliserte strømkilder, og kraften til lysdiodene som brukes i stripene er ofte * små, tiendedeler eller hundredeler av watt.

* (hvis vi ikke snakker om kassetter og strimler med 5730 LED, for mer informasjon om typer SMD LED, se artikkelen - Typer, egenskaper og merking av SMD LED)

Kraftige lysdioder, som anbefales å bli drevet av drivere, varmes ganske kraftig opp. For eksempel blir en 1W LED oppvarmet til en temperatur over 50 grader i løpet av noen få 5-15 sekunders drift uten radiator.

Hvis en slik LED blir drevet av en driver med stabil utgangsstrøm, vil strømmen gjennom den ikke øke, men forbli uendret, når spenningen blir oppvarmet, og spenningen på terminalene vil avta noe for dette.

Og hvis fra strømforsyningen (spenningskilde), etter oppvarming, vil strømmen øke, hvorfra oppvarmingen vil bli enda sterkere.

Det er en annen faktor - egenskapene til alle lysdioder (så vel som andre elementer) er alltid forskjellige.

Valg av sjåfør: egenskaper, tilkobling

For riktig drivervalg, må du gjøre deg kjent med dens tekniske egenskaper, de viktigste er:

• Nominell utgangsstrøm;

• Maksimal kraft;

• Minstestyrke. Ikke alltid indikert. Faktum er at noen drivere ikke vil starte hvis en belastning mindre enn en viss strøm er koblet til dem.

Ofte i butikker, i stedet for strøm, indikerer de:

• Nominell utgangsstrøm;

• Området for utgangsspenninger i form av (min.) V ... (maks.) V, for eksempel 3-15V.

• Antall tilkoblede lysdioder, avhengig av spenningsområdet, skrives som (min) ... (maks), for eksempel 1-3 lysdioder.

Siden strømmen gjennom alle elementene er den samme når seriekoblingen er koblet, er LED-ene derfor seriekoblet til driveren.

Parallelt er det uønsket (ganske umulig) å koble lysdiodene til driveren, fordi spenningsfallene på lysdiodene kan variere litt og den ene blir overbelastet, og den andre, tvert imot, vil fungere i en lavere nominell modus.

Det anbefales ikke å koble til flere lysdioder enn bestemt av driverens design. Faktum er at enhver kraftkilde har en viss maksimalt tillatt effekt, som ikke kan overskrides. Og med hver LED koblet til en stabilisert strømkilde, vil spenningen ved utgangene øke med omtrent 3V (hvis lysdioden er hvit), og effekten vil likestille strømmen til spenningen som vanlig.

Basert på dette trekker vi konklusjoner for å kjøpe riktig driver for LED, du må bestemme strømmen som LEDene bruker og spenningen som faller på dem, og velg driveren i henhold til parametrene.

For eksempel støtter denne driveren tilkobling av opptil 12 kraftige LED-lys per 1W, med en forbruksstrøm på 0,4A.

Denne produserer en strøm på 1,5A og en spenning på 20 til 39V, noe som betyr at du kan koble til den, for eksempel en LED på 1,5A, 32-36V og en effekt på 50W.

konklusjon

En driver er en av typene strømforsyning designet for å gi lysdioder med en gitt strøm. I prinsippet spiller det ingen rolle hva denne strømkilden heter. Strømforsyninger kalles strømforsyninger for LED-strimler på 12 eller 24 volt, de kan produsere en strøm under maksimum. Når du kjenner de riktige navnene, vil du neppe gjøre en feil når du kjøper varer i butikkene, og du trenger ikke å endre det.

Comments

[#1 Faza]

Husk))

[#2 Oleg]

Nyttig artikkel.

[#3 Oleg]

Takk for den kloke presentasjonen av emnet forvirret av lederne.

[#4 Anatoly]

Det er forståelig)) ellers gjorde jeg bakgrunnsbelysningen av bordet med arduino gjennom PWM-modulen, som jeg koblet til strømforsyningen (!) Fra walkie-talkie))) men det viser seg umulig)) eller uønsket.

[#5 Alex galle]

Jeg vet ikke hva de "lederne" som er ukjent for meg sa til forfatteren av artikkelen))), men denne artikkelen har en logisk og teknisk inkonsekvens. Hvorfor forfatteren også dro billys her - jeg forstår ikke i det hele tatt. Følelsen av at forfatteren ikke forstår dette heller. Ved en god prosentandel av 70 av denne artikkelen, og kast bare den "praktiske delen" med noen endringer, så vil den sannsynligvis være virkelig forståelig. "Teoretisk" informasjon om aktuelle kilder og spenningskilder bør kastes uten feil, siden dumhet er fullstendig når den vurderes i forhold til hovedutgaven av artikkelen, som denne "teorien" absolutt ikke har noe å gjøre med.
Et levende eksempel på dette er omtale av tenningsspolen. Og her er den gjeldende kilden? Ingenting å gjøre med det, og det har ingenting med dagens kilde å gjøre, et helt annet prinsipp.
Faktisk er alt enklere.Det er ingen strømkilder eller spenningskilder med egenskapene beskrevet av forfatterne i praksis. Det er konvensjonelle strømforsyninger med sluttkraft (vi kan snakke om nominell effekt), som produserer spenningen som designerne gir. Strømmen vil avhenge av belastningsmotstanden og kraften som denne strømkilden er i stand til å levere.
enkel real strømkilden (eller spenningen, som i utgangspunktet er den samme i vårt tilfelle) har en ustabil utgangsspenning, som varierer avhengig av laststrømmen. Ved hjelp av en ganske enkel elektronisk krets kan vi stabilisere utgangsspenningen til strømkilden eller stabilisere utgangsstrømmen.
I prinsippet jobber sjåføren også med en slik stabilisator. Det trengs der spenningen til kilden er ustabil og endrer seg kontinuerlig, for eksempel når den brukes i en bil, der spenningen til generatoren kan endre seg og vanligvis er høyere enn den beregnede 12V.
Hvor en strømstabilisator er nødvendig, og hvor en spenning er nødvendig er et spesielt problem, bruker de vanligvis spenningsstabilisering, er det enklere. Og det er mer logisk for belysning når LED-lamper allerede er vurdert for en viss spenning.

PWM-modulen kan også brukes, og den brukes aktivt for å justere lysstyrken, for eksempel i bakgrunnsbelysningen til skjermer og TV-er. Det at dette er "uønskede" produsenter av skjermer, vet ikke noe))) eller ikke vil vite, fordi dette er den enkleste og billigste måten.

Det er kanskje ikke så detaljert som i artikkelen))) og noe rotete, men et sted for forenklet, men (ser det ut til for meg) mer nøyaktig.

[#6 Dmitry]

Jeg er helt enig i den forrige kommentaren, artikkelen forklarer ikke bare essensen av problemet, men er også misvisende!

[#7 Marat]

Artikkelen er virkelig skrevet av en person som forstår hva han skriver om (dette skjer sjelden nå). Jeg personlig fikk et uttømmende svar på spørsmålet mitt. Takk

[#8 Paul]

Takk for denne kommentaren! Hvor mange har ikke lest beskrivelsene om hva en aktuell kilde er, og alle beskrivelsene stemte ikke overens med mine logiske konklusjoner, og takket være din kommentar kom alt sammen, du beskrev den aktuelle kilden nøyaktig slik jeg forsto det. Jeg uttrykker min takknemlighet til forfatteren av den femte kommentaren, Alex Gall.

[#9 Eugene]

Alexei, si meg for et bånd med ws2815 12-volt dioder, trenger jeg en driver med strømbegrensning eller en strømforsyning med spenningsbegrensning? Ser det ut til at båndet ikke har noen strømbegrensende motstand?