Sve LED diode, bez obzira na faktor oblika i električne parametre, utječu na struju. Ispravno isporučena struja jamči dugotrajan i stabilan rad uređaja za osvjetljavanje. Pa zašto proizvođači LED proizvoda često instaliraju regulator napona umjesto strujnog stabilizatora? Kako to utječe na rad LED svjetiljki, traka, svjetiljki i reflektora? Pokušajmo shvatiti.
stabilizatori napona
Na temelju naziva, ovi uređaji namijenjeni su za potporu naponu u opterećenju na određenoj razini. U tom slučaju veličina izlazne struje ovisi o samom opterećenju. Drugim riječima, koliko će to biti potrebno za učitavanje, toliko će biti potrebno, ali ne više od maksimalne moguće vrijednosti. Pretpostavimo da regulator napona ima sljedeće izlazne parametre: 12V i 1 A. To znači da će izlaz uvijek biti održavan na 12V, a struja potrošnje može biti u rasponu od nula do jednog ampera. Postoje dva tipa regulatora napona: linearni i pulsni.
Regulacijski element u stabilizacijskom krugu u pravilu je bipolarni ili polu-efektni tranzistor. Ako je ovaj tranzistor u aktivnom modu, onda se stabilizator naziva linearnim. Ako je regulacijski tranzistor u modu ključa, tada se stabilizator naziva impuls.
Najčešći i jeftini su linearni regulatori napona, ali oni imaju niz nedostataka:
- niska učinkovitost;
- kod velike struje opterećenja potreban je odvod topline;
- imaju relativno visok pad napona.
Kako ne bi došlo do takvih nedostataka, preporuča se uporaba regulatora napona pulsirajućeg tipa. Oni dolaze u tri vrste: podići, spustiti i univerzalni. Pulsni stabilizatori imaju visoku učinkovitost, ne zahtijevaju dodatnu disipaciju topline pri visokim strujama opterećenja, ali imaju višu cijenu.
stabilizatori struje
Najjednostavniji strujni graničnik je otpornik. Često se naziva najjednostavniji stabilizator, koji je netočan, jer otpornik nije u stanju stabilizirati struju kada napon fluktuira na ulazu.
Uporaba otpornika u LED strujnom krugu dopuštena je samo kod stabiliziranog ulaznog napona. Inače, svi naponi se prenose na opterećenje i negativno se odražavaju na rad LED diode. Učinkovitost otporničkog ograničivača struje je vrlo niska, jer se sva energija koju troše rasipa u obliku topline.
Nešto veća učinkovitost u projektiranju na temelju potpunih integriranih krugova (MI) linearnih stabilizatora. Šeme linearnih stabilizatora na temelju MI ističu se minimalnim skupom elemenata, nepostojanjem prepreka i jednostavnim postavkama.
Da bi se izbjeglo pregrijavanje upravljačkog elementa, razlika između ulaznog i izlaznog napona treba biti mala, ali dovoljna (3-5 volti). Inače, slučaj čipa će biti prisiljen rasipati energiju za koju nije zatražen zahtjev, čime se smanjuje učinkovitost.
Vozači za LED-ove koji se temelje na gotovim linearnim stabilizatorima MI odlikuju se jeftinom i dostupnom komponentom za montažuvlastitim rukama
Najučinkovitije se smatraju pokretači trenutne širine impulsa (PWM). Dizajnirani su na temelju specijaliziranih čipova s povratnim krugovima i sigurnosnim elementima, što nekoliko puta povećava pouzdanost cijelog uređaja. Prisutnost impulsnog transformatora u njima dovodi do veće troškovne sheme, ali je opravdana visokom učinkovitošću i vijekom trajanja. Stream PWM stabilizatori s 12V napajanjem su jednostavni za korištenje vlastitim rukama, koristeći namjenski mikro-sklop. Na primjer, PT4115 IMS iz PowTech, koji je posebno dizajniran za LED napajanje krugovima od 1 do 10 vata.
LED napajanja
Kod LED-a, pored nazivne struje, postoji još jedan važan parametar - pad napona. Uloga ovog parametra je također značajna, zbog čega je naznačena u prvom redu tehničkih parametara poluvodičkog uređaja.
Da bi se prolazio kroz p-n prijelaz, potrebno mu je dodati minimalni izravni napon Umin.pr.Vrijednost minimalnog izravnog napona naznačena je u dokumentaciji LED i odražava se na grafikonu naponskih ampera (VAC).
Na zelenom dijelu VAC-a LED-a jasno je da je samo kada je dostignut Umin.pr. struja Ypresa počinje teći. Daljnji manji rast Upr dovodi do oštrog povećanja Ypresa. Zato čak i mali napon pada preko Umax..pr. štetne za kristal LED. U trenutku prekoračenja Umaks.pr. struja doseže svoj vrhunac i javlja seuništavanje kristala. Za svaku vrstu LED-a postoji nazivna struja i odgovarajući napon (podaci za putovnicu), na kojima uređaj treba raditi deklarirani vijek trajanja.
Točno i pogrešno uključivanje
Najveće greške čine vozači kada pokušavaju uštedjeti na LED krugovima napajanja. Često vozači uključuju LED uređaje izravno iz baterije, a zatim se žale na razne probleme: treptanje, gubitak svjetline i potpuno blijeđenje kristala. Sve je to zbog nedostatka intermedijarnog pretvarača koji bi trebao nadoknaditi razlike napona u rasponu od 10 do 14,5V. Još jedna pogreška vlasnika automobila je spajanje samo preko otpornika, izračunato na temelju prosječne vrijednosti 12V baterije. Otpornik je linearni element, pa se struja kroz nju povećava proporcionalno naponu. Priključak preko otpornika dopušten je pod uvjetom da je izračunat na 14.5V, ali tada će biti potrebno prihvatiti nepotpuni svjetlosni izlaz LED-a pri niskim i srednjim vrijednostima napona u ugrađenoj mreži. Stoga je nedvojbeno ispravan način povezivanja LED-a u automobilu upotreba stabilizatora struje, poželjno tipa impulsa.
U različitim rasvjetnim strukturama na temelju LED dioda, često se koriste regulatori napona. Zašto se to događa? Prvo, oni su mnogo jeftiniji od kvalitetnih trenutnih upravljačkih programa. Drugo, kako bi se dobilo više ili manje pouzdan vozač od regulatora napona, dovoljno je postaviti izlazni otpornik,kompetentno izračunavajući njegovu snagu i otpor. Takav dizajn sklopova često se koristi u jeftinim LED svjetiljkama i dizajnu rasvjete pomoću LED traka.
Većina LED traka se napaja stabilnim naponom od 12V. Ako detaljnije razmotrite dizajn vrpce, možete vidjeti da je podijeljena na mala područja. U pravilu, svaka se stranica sastoji od tri SMD diode i jednog strujnog otpornika. Pad napona na jednom elementu koji emitira svjetlost iznosi u prosjeku 2,5-3,5 V, odnosno maksimalno 10,5 ukupno. Ostatak se gasi pomoću otpornika, čija nominalna vrijednost proizvođač preuzima za vrstu korištenih LED dioda. Stoga se povezivanje LED-a preko priključka s regulatorom napona i otpornika može smatrati točnim.
Izlaz stabilizatora bi trebao biti veći od potrošnje energije opterećenja za oko 30%.
Ako koristite jednostavno napajanje bez stabilizacije (transformator, diodni most i kondenzator), onda uz mali porast napona mreže, njegov proporcionalno smanjeni dio će biti ravnomjerno raspoređen na sva četiri elementa svakog segmenta trake. Kao rezultat toga, struja, temperatura kristala će se povećati, i kao rezultat toga, započet će nepovratni proces degradacije LED dioda.
Najprecizniji dizajn sklopa je uporaba pulsnog tipa stabilizatora struje. Do danas je to najbolja opcija koju koriste svi vodeći LED proizvođačiproizvodi. Trenutni upravljački program s PWM regulatorom praktički nije topao, učinkovit i pouzdan.
Pa zašto dati sklonost: jeftini regulator napona s otpornikom ili skuplji trenutni vozač? Točan odgovor leži u izrazu: "Svaka ušteda mora biti opravdana." Ako trebate spojiti desetak LED-ova male snage ili ne više od jednog metra trake, tada se izbor u korist prve opcije ne može nazvati lažnim.
Ali ako je vaš cilj hraniti branded LEDs s snagom svakog kristala veći od 1W, onda bez kvalitativne trenutni vozač ne možete to učiniti. Budući da je cijena takvih emisionih dioda mnogo veća od cijene vozača.
