Bir güç kaynağı ve LED'ler için bir sürücü arasındaki fark nedir: teori ve pratik, bilmeniz gereken her şey

Yazarın notu: “Ağ, LED ürünlerinin gücü hakkında oldukça fazla bilgi içeriyor, ancak bu makale için materyal hazırlarken, arama motoru sonuçlarının üstündeki sitelerde çok fazla saçma bilgi buldum. Bu durumda, temel teorik bilgi ve kavramların tamamen yokluğu veya yanlış algılanması söz konusudur. ”

LED'ler bugüne kadar tüm yaygın ışık kaynaklarından en verimli olanlarıdır. Sorunlar ayrıca verimliliğin arkasında, örneğin, onları besleyen akımın stabilitesi için yüksek gereksinim ve karmaşık termal çalışma koşullarına (yüksek sıcaklıklarda) zayıf toleransta yatmaktadır. Dolayısıyla bu problemleri çözme görevi. Güç kaynağı ve sürücü kavramlarının nasıl farklı olduğunu görelim. Başlangıç ​​olarak, teoriyi inceleyelim.

Akım kaynağı ve voltaj kaynağı

Güç kaynağı bir elektronik cihazın veya bu ekipmana güç sağlamak için elektrik sağlayan ve düzenleyen diğer elektrikli ekipmanların bir kısmının genel adıdır. Hem cihazın içinde hem de dışında ayrı bir durumda bulunabilir.

sürücü - belirli elektrikli ekipman için özel bir kaynağın, anahtarın veya güç regülatörünün genel adı.

İki ana güç kaynağı türü vardır:

• Gerilim kaynağı.

• Geçerli kaynak.

Farklılıklarına bakalım.

Gerilim kaynağı - bu böyle bir güç kaynağıdır ve çıkış akımı değiştiğinde çıkışındaki voltaj değişmez.

İdeal bir voltaj kaynağı için iç direnç sıfırdır ve çıkış akımı sonsuz büyük olabilir. Gerçekte durum farklı.

Herhangi bir voltaj kaynağının dahili bir direnci vardır. Bu bağlamda, güçlü bir yük bağlandığında (güçlü - düşük direnç, yüksek tüketim akımı) ve çıkış akımı dahili cihazı tarafından belirlendiğinde voltaj nominalden bir miktar sapabilir.

Gerçek bir voltaj kaynağı için, acil durum çalışma modu kısa devre modudur. Bu modda, akım keskin bir şekilde artar, sadece güç kaynağının iç direnci ile sınırlıdır. Güç kaynağında kısa devre koruması yoksa, arızalanır

Geçerli kaynak - bu, bağlı yükün direncine bakılmaksızın akımı ayarlanmış bir güç kaynağıdır.

Mevcut kaynağın amacı belirli bir akım seviyesini korumaktır. Bunun için acil durum çalışma modu boş moddur.

Nedeni basit kelimelerle açıklarsanız, durum aşağıdaki gibidir: diyelim ki mevcut kaynağa 1 Ohm dirençli 1 ohm yük bağladınız, o zaman çıkışındaki voltaj 1 Volt'a ayarlanacaktır. 1 W'lık bir güç göze çarpacaktır.

Yük direncini artırırsanız, örneğin, 10 Ohm'a kadar, akım 1A olacaktır ve voltaj zaten 10V'a ayarlanacaktır. Böylece, 10W güç tahsis edilecektir. Ve tam tersi, direnci 0.1 Ohm'a düşürürseniz, akım hala 1A olacak ve voltaj 0.1V olacaktır.

Rölanti, güç kaynağının terminallerine hiçbir şey bağlı olmadığında durumdur. O zaman rölantide yük direncinin çok büyük (sonsuz) olduğunu söyleyebiliriz. Voltaj, 1A'lık bir akım akana kadar artacaktır. Pratikte, böyle bir duruma bir örnek olarak, bir arabanın ateşleme bobinini getirebilirsiniz.

Bujinin elektrotlarındaki voltaj, bobinin birincil sargısının güç kaynağı devresi açıldığında, değeri kıvılcım aralığının arıza voltajına ulaşıncaya kadar artar,bundan sonra kıvılcımdan bir akım akar ve bobinde biriken enerji dağılır.

Akım kaynağı için kısa devre durumu acil bir işlem değildir. Kısa devre durumunda, güç kaynağının yük direnci sıfıra eğilimlidir, yani. sonsuz küçüktür. Daha sonra akım kaynağının çıkışındaki voltaj, verilen bir akımın akışı için uygun olacaktır ve tahsis edilen güç ihmal edilebilir.

Uygulamaya geçelim

Güç kaynaklarına mühendislerden çok pazarlamacılar tarafından verilen modern isimlendirme veya isimler hakkında konuşursak, o zaman güç kaynağı Genellikle voltaj kaynağı olarak adlandırılır.

Bunlar:

• Bir cep telefonu için şarj cihazı (içlerinde, değerlerin gerekli şarj akımına ve voltaja dönüştürülmesi, şarj cihazının kartına monte edilen dönüştürücüler tarafından gerçekleştirilir).

• Dizüstü bilgisayar için güç kaynağı ünitesi.

• LED şerit için güç kaynağı.

Sürücü geçerli bir kaynaktır. Günlük yaşamdaki ana kullanımı bireyin beslenmesidir LED'ler ve LED Dizileri her ikisi de 0,5 watt'lık sıradan yüksek güce sahiptir.

LED gücü

Makalenin başında, LED'in çok yüksek güç gereksinimlerine sahip olduğu belirtildi. Gerçek şu ki, LED akım tarafından beslenmektedir. Bunun nedeni tüm yarı iletken diyotların akım-voltaj karakteristiği. Ona bir bak.

Resimde farklı renkteki diyotların I-V özellikleri:

Dalın bu şekli (bir parabolün yakınında), yarı iletkenlerin özelliklerine ve bunlara sokulan safsızlıklara ve pn bağlantısının özelliklerine bağlıdır. Diyota uygulanan voltaj neredeyse eşikten daha az olduğunda, akım artmaz veya daha ziyade büyümesi ihmal edilebilir. Diyotun terminallerindeki voltaj bir eşik seviyesine ulaştığında, akım diyot boyunca keskin bir şekilde yükselmeye başlar.

Direnç boyunca akım doğrusal olarak büyürse ve direncine ve uygulanan voltaja bağlıysa, diyottan geçen akımdaki artış bu yasaya uymaz. Ve voltajda% 1'lik bir artışla, akım% 100 veya daha fazla artabilir.

Artı, metallerde, sıcaklık arttıkça direnç artar ve tersine, yarı iletkenlerde direnç azalır ve akım büyümeye başlar.

Bunun nedenlerini bulmak için, “Elektroniklerin Fiziksel Temelleri” kursuna daha derinlemesine gitmeniz ve şarj taşıyıcı türleri, bant boşluğu ve diğer ilginç şeyleri öğrenmeniz gerekir, ancak bunu yapmayacağız, bu sorunları kısaca inceledik. bipolar transistörler hakkında bir makalede.

Teknik özelliklerde, eşik voltajı, beyaz LED'ler için genellikle yaklaşık 3 volt olan ileri sapmada voltaj düşüşü olarak belirtilir.

İlk bakışta lambanın tasarım ve üretim aşamasında yeterli görünebilir akım sınırlayıcı dirençler ve güç kaynağının çıkışında sabit bir voltaj ayarlayın ve her şey iyi olacak. Bunu LED şeritlerde yaparlar, ancak stabilize güç kaynaklarından beslenirler ve bantlarda kullanılan LED'lerin gücü genellikle * küçük, onda biri veya yüzde bir watt'tır.

* (5730 LED'li bantlar ve şeritler hakkında konuşmuyorsak, SMD LED'leri hakkında daha fazla bilgi için makaleye bakın - SMD LED'lerin çeşitleri, özellikleri ve etiketlenmesi)

Sürücüler tarafından çalıştırılması önerilen güçlü LED'ler oldukça güçlü bir şekilde ısıtılır. Örneğin, 1W LED, bir radyatör olmadan birkaç 5-15 saniyelik çalışma ile 50 derecenin üzerinde bir sıcaklığa ısıtılır.

Böyle bir LED, kararlı bir çıkış akımına sahip bir sürücü tarafından güçlendirilirse, LED ısıtıldığında, içinden geçen akım artmaz, ancak değişmeden kalır ve bunun için terminallerindeki voltaj biraz azalır.

Ve eğer güç kaynağı ünitesinden (voltaj kaynağı), ısıtmadan sonra, ısınmanın artacağı, ısınmanın daha da güçlü olacağı olacaktır.

Başka bir faktör daha var - tüm LED'lerin (diğer elementlerin yanı sıra) özellikleri her zaman farklıdır.

Sürücü seçimi: özellikler, bağlantı

Doğru sürücü seçimi için, teknik özelliklerini tanımanız gerekir, ana özellikler şunlardır:

• Nominal çıkış akımı;

• Maksimum güç;

• Minimum güç. Her zaman belirtilmez. Gerçek şu ki, bazı sürücüler onlara belirli bir güçten daha az bir yük bağlanırsa başlamaz.

Genellikle mağazalarda, güç yerine, şunları gösterirler:

• Nominal çıkış akımı;

• Çıkış voltajlarının aralığı (min.) V ... (maks.) V, örneğin 3-15V.

• Voltaj aralığına bağlı olarak bağlı LED'lerin sayısı (min) ... (maks.), Örneğin 1-3 LED olarak yazılır.

Seri halinde bağlandığında tüm elemanlardan geçen akım aynı olduğundan, LED'ler sürücüye seri olarak bağlanır.

Aynı zamanda, LED'leri sürücüye bağlamak istenmez (oldukça imkansızdır), çünkü LED'lerdeki voltaj düşüşleri biraz değişebilir ve biri aşırı yüklenir ve ikincisi ise daha düşük bir nominal modda çalışır.

Sürücünün tasarımında belirtilenden daha fazla LED bağlanması önerilmez. Gerçek şu ki, herhangi bir güç kaynağı aşılmayacak belirli bir izin verilen maksimum güce sahiptir. Ve her LED stabilize bir akım kaynağına bağlıyken, çıkışlarındaki voltaj yaklaşık 3V artar (LED beyazsa) ve güç her zamanki gibi akıma gerilime eşit olur.

Buna dayanarak, LED'ler için doğru sürücüyü satın almak için LED'lerin tükettiği akımı ve üzerlerine düşen voltajı belirlemeniz ve sürücüyü parametrelere göre seçmeniz gerektiği sonucuna varıyoruz.

Örneğin, bu sürücü 0,4 A tüketim akımıyla 1W başına 12'ye kadar yüksek güçlü LED'in bağlanmasını destekler.

Bu, 1.5A'lık bir akım ve 20 ila 39V'luk bir voltaj üretir, bu da ona, örneğin 50W gücünde bir 1.5A, 32-36V LED bağlayabileceğiniz anlamına gelir.

Sonuç

Sürücü, LED'lere belirli bir akım sağlamak için tasarlanmış güç kaynağı türlerinden biridir. Prensip olarak, bu güç kaynağının ne denildiği önemli değildir. Güç kaynakları, 12 veya 24 Voltluk LED şeritleri için güç kaynakları olarak adlandırılır, maksimumun altında herhangi bir akım üretebilirler. Doğru isimleri bilerek, mağazalardan mal satın alırken bir hata yapmanız pek olası değildir ve bunu değiştirmek zorunda kalmayacaksınız.

Comments

[#1 Faza]

)) Unutmayın

[#2 Oleg]

Yararlı makale.

[#3 Oleg]

Yöneticiler tarafından karıştırılan konunun anlaşılır sunumu için teşekkür ederiz.

[#4 Anatoly]

Anlaşılır)) aksi takdirde, arduino ile masanın arka aydınlatmasını güç kaynağını bağladığım PWM modülü aracılığıyla yaptım (!) Telsizden))) ama imkansız çıkıyor)) veya istenmeyen.

[#5 Alex Gall]

Makalenin yazarına bilinmeyen "yöneticilerin" ne söylediğini bilmiyorum))) ancak bu makalenin mantıklı ve teknik bir tutarsızlığı var. Yazar neden araba mumlarını da buraya sürükledi - hiç anlamıyorum. Yazarın bunu da anlamadığı hissi. Bu makalenin 70'inin iyi bir yüzdesinde, bazı değişikliklerle sadece "pratik kısmı" atın ve bırakın, o zaman muhtemelen gerçekten anlaşılır olacaktır. Akım kaynakları ve gerilim kaynakları hakkındaki “teorik” bilgiler hatasız bir şekilde atılmalıdır, çünkü bu “teorinin” kesinlikle yapacak bir şeyi olmadığı makalenin ana konusu ile ilgili olarak değerlendirildiğinde aptallık tamamlanmıştır.
Bunun canlı bir örneği ateşleme bobininden bahsetmektir. Ve işte şu anki kaynak? Onunla hiçbir ilgisi yok ve bunun mevcut kaynakla hiçbir ilgisi yok, tamamen farklı bir prensip.
Aslında, her şey daha basit.Uygulamada yazarlar tarafından açıklanan özelliklere sahip akım kaynakları veya voltaj kaynakları yoktur. Tasarımcılar tarafından sağlanan voltajı üreten son güçte (nominal güç hakkında konuşabiliriz) geleneksel güç kaynakları vardır. Akım, yük direncine ve bu güç kaynağının sağlayabildiği güce bağlı olacaktır.
basit gerçek akım kaynağı (veya bizim durumumuzda temelde aynı olan voltaj), yük akımına bağlı olarak değişen dengesiz bir çıkış voltajına sahiptir. Oldukça basit bir elektronik devre kullanarak, güç kaynağının çıkış voltajını veya çıkış akımını stabilize edebiliriz.
Prensip olarak, sürücü de böyle bir dengeleyici ile çalışır. Kaynağın voltajının kararsız olduğu ve sürekli değiştiği, örneğin jeneratörün voltajının değişebileceği ve genellikle hesaplanan 12V'dan daha yüksek olduğu bir arabada kullanıldığında gereklidir.
Bir akım dengeleyiciye ihtiyaç duyulduğunda ve bir voltajın gerekli olduğu yerlerde özel bir konudur, genellikle voltaj dengelemesini kullanırlar, daha kolaydır. Ve LED lambalar zaten belirli bir voltaj için derecelendirildiğinde aydınlatma için daha mantıklıdır.

PWM modülü de kullanılabilir ve örneğin monitörlerin ve TV'lerin arka ışığında parlaklığı ayarlamak için aktif olarak kullanılır. Bunun "istenmeyen" monitör üreticileri olması hiçbir şey bilmiyor))) veya bilmek istemiyor, çünkü bu en kolay ve en ucuz yoldur.

Makalede olduğu gibi ayrıntılı olmayabilir))) ve biraz dağınık, ama çok fazla basitleştirilmiş bir yerde, ama (bana öyle geliyor) daha doğru.

[#6 Dmitry]

Önceki yoruma tamamen katılıyorum, makale sadece sorunun özünü açıklamakla kalmıyor, aynı zamanda yanıltıcı!

[#7 Marat]

Makale gerçekten ne hakkında yazdığını anlayan bir kişi tarafından yazılıyor (bu nadiren oluyor). Soruma kişisel olarak kapsamlı bir cevap aldım. Teşekkür ederim

[#8 Paul]

Bu yorum için teşekkürler! Kaç kişi mevcut bir kaynağın ne olduğu hakkındaki açıklamaları okumadı ve tüm açıklamalar mantıklı sonuçlarıma katılmadı ve yorumunuz sayesinde her şey bir araya geldi, mevcut kaynağı tam olarak anladığım gibi tarif ettiniz. Beşinci yorumun yazarı Alex Gall'a şükranlarımı sunuyorum.

[#9 Eugene]

Alexei, söyle, ws2815 12 volt diyotlu bir bant için, akım sınırlamalı bir sürücüye veya voltaj sınırlamalı bir güç kaynağına ihtiyacım var mı? Bandın akım sınırlayıcı direnci yok mu?