Het berekenen van de voedingsspanning van een LED is een noodzakelijke stap voor elk elektrisch verlichtingsproject, en gelukkig is het gemakkelijk te doen. Dergelijke metingen zijn nodig om het vermogen van de LED's te berekenen, omdat u de stroom en spanning ervan moet weten. Het vermogen van een LED wordt berekend door de stroom te vermenigvuldigen met de spanning. In dit geval moet u uiterst voorzichtig zijn bij het werken met elektrische circuits, zelfs bij het meten van kleine hoeveelheden. In het artikel zullen we in detail de vraag bespreken hoe we de spanning kunnen achterhalen om de juiste werking van de LED-elementen te garanderen.
LED-werking
LED's bestaan in verschillende kleuren, er zijn twee en drie kleuren, knipperend en veranderend van kleur. Om de gebruiker de volgorde van de werking van de lamp te laten programmeren, worden verschillende oplossingen gebruikt die direct afhankelijk zijn van de voedingsspanning van de LED. Voor het verlichten van de LED is een minimale spanning (drempel) nodig, terwijl de helderheid evenredig is met de stroom. Spanning aanLED neemt iets toe met stroom omdat er interne weerstand is. Wanneer de stroom te hoog is, warmt de diode op en brandt uit. Daarom is de stroom beperkt tot een veilige waarde.
De weerstand is in serie geplaatst omdat het dioderooster een veel hogere spanning nodig heeft. Als U omgekeerd is, vloeit er geen stroom, maar bij een hoge U (bijv. 20V) treedt een interne vonk (doorslag) op die de diode vernietigt.
Zoals bij alle diodes, stroomt de stroom door de anode en verlaat deze door de kathode. Op ronde diodes heeft de kathode een kortere draad en heeft het lichaam een kathodezijplaat.
Afhankelijkheid van de spanning van het type lamp
Met de proliferatie van LED's met hoge helderheid die zijn ontworpen om vervangende lampen te leveren voor commerciële en binnenverlichting, is er een gelijke, zo niet meer, toename van stroomoplossingen. Met honderden modellen van tientallen fabrikanten wordt het moeilijk om alle permutaties van LED-ingangs-/uitgangsspanningen en uitgangsstroom/vermogenswaarden te begrijpen, om nog maar te zwijgen van de mechanische afmetingen en vele andere functies voor dimmen, afstandsbediening en circuitbeveiliging.
Er zijn veel verschillende LED's op de markt. Hun verschil wordt bepaald door vele factoren bij de productie van LED's. De samenstelling van halfgeleiders is een factor, maar fabricagetechnologie en inkapseling spelen ook een belangrijke rol bij het bepalen van de LED-prestaties. De eerste LED's waren rondals modellen C (diameter 5 mm) en F (diameter 3 mm). Toen kwamen rechthoekige diodes en blokken die verschillende LED's (netwerken) combineren, in gebruik.
De halfronde vorm lijkt een beetje op een vergrootglas dat de vorm van de lichtstraal bepa alt. De kleur van het emitterende element verbetert de diffusie en het contrast. De meest voorkomende benamingen en vorm van LED:
- A: rood diameter 3mm in houder voor CI.
- B: 5mm rode diameter gebruikt in voorpaneel.
- C: paars 5mm.
- D: tweekleurig geel en groen.
- E: rechthoekig.
- F: geel 3mm.
- G: witte hoge helderheid 5 mm.
- H: rood 3mm.
- K- anode: kathode, aangegeven door een plat oppervlak in de flens.
- F: 4/100 mm anode verbindingsdraad.
- C: Reflecterende beker.
- L: een gebogen vorm die werkt als een vergrootglas.
Apparaatspecificatie
Een samenvatting van de verschillende LED-parameters en voedingsspanning staat in de specificaties van de verkoper. Bij het kiezen van LED's voor specifieke toepassingen is het belangrijk om hun verschil te begrijpen. Er zijn veel verschillende LED-specificaties, die elk van invloed zijn op de keuze voor een bepaald type. LED-specificaties zijn gebaseerd op kleur, U en stroom. LED's hebben de neiging om één kleur te geven.
De kleur die door een LED wordt uitgezonden, wordt gedefinieerd in termen van de maximale golflengte (lpk), de golflengte met de maximale lichtopbrengst. Doorgaans geven procesvariaties piekgolflengteveranderingen tot ±10 nm. Bij het kiezen van kleuren in de LED-specificatie is het de moeite waard eraan te denken dat het menselijk oog het meest gevoelig is voor tinten of kleurvariaties rond het geel/oranje gebied van het spectrum - van 560 tot 600 nm. Dit kan van invloed zijn op de kleurkeuze of positie van de LED's, wat direct verband houdt met elektrische parameters.
LED stroom en spanning
Tijdens het gebruik hebben LED's een bepaalde druppel U, die afhangt van het gebruikte materiaal. De voedingsspanning van de LED's in de lamp is ook afhankelijk van het stroomniveau. LED's zijn stroomgestuurde apparaten en het lichtniveau is een functie van de stroom, waardoor de lichtopbrengst toeneemt. Het is noodzakelijk om ervoor te zorgen dat de werking van het apparaat zodanig is dat de maximale stroom de toegestane limiet niet overschrijdt, wat kan leiden tot overmatige warmteafvoer in de chip zelf, waardoor de lichtstroom wordt verminderd en de levensduur wordt verkort. De meeste LED's hebben een externe stroombegrenzingsweerstand nodig.
Sommige LED's kunnen een serieweerstand bevatten, dus welke spanning om de LED's te voeden is vereist. LED's laten geen grote inverse U toe. Het mag nooit de aangegeven maximale waarde overschrijden, die meestal vrij klein is. Als er een mogelijkheid is van een omgekeerde U op de LED, dan is het beter om een beveiliging in de schakeling in te bouwen om schade te voorkomen. Dit kunnen meestal eenvoudige diodecircuits zijn die elke LED voldoende beschermen. Je hoeft geen pro te zijn om het te snappen.
Voeding voor LED's
Verlichtings-LED's werken op stroom en hun lichtstroom is evenredig met de stroom die erdoorheen vloeit. De stroom is gerelateerd aan de voedingsspanning van de LED's in de lamp. Verschillende in serie geschakelde diodes laten een gelijke stroom door hen vloeien. Als ze parallel zijn aangesloten, ontvangt elke LED dezelfde U, maar er vloeit een andere stroom doorheen vanwege het dispersie-effect op de stroom-spanningskarakteristiek. Hierdoor stra alt elke diode een andere lichtopbrengst uit.
Daarom moet u bij het selecteren van elementen weten welke spanning de LED's hebben. Elk vereist ongeveer 3 volt aan de klemmen om te werken. Een serie met 5 diodes vereist bijvoorbeeld ongeveer 15 volt over de klemmen. Om een geregelde stroom met voldoende U te leveren, gebruikt de LEC een elektronische module die een driver wordt genoemd.
Er zijn twee oplossingen:
- Externe driver geïnstalleerd buiten de armatuur, met extra lage veiligheidsvoeding.
- Intern, ingebouwd in de zaklamp, d.w.z. subeenheid met een elektronische module die de stroom regelt.
Deze driver kan worden gevoed door 230V (Klasse I of Klasse II) of Safety Extra Low U (Klasse III), zoals 24V..
Voordelen van LED-spanningsselectie
Een juiste berekening van de voedingsspanning van de LED's in de lamp heeft 5 belangrijke voordelen:
- Veilige ultra-lage U, mogelijk ongeachtaantal leds. De LED's moeten in serie worden geïnstalleerd om hetzelfde stroomniveau in elk van hen van dezelfde bron te garanderen. Hierdoor geldt: hoe meer LED's, hoe hoger de spanning op de LED-klemmen. Als het een extern stuurprogramma is, moet de overgevoelige veiligheidsspanning veel hoger zijn.
- De integratie van de driver in de lantaarns zorgt voor een complete systeeminstallatie met extra lage veiligheidsspanning (SELV), ongeacht het aantal lichtbronnen.
- Betrouwbaardere installatie in de bedradingsstandaard voor parallel geschakelde LED-lampen. Drivers bieden extra bescherming, vooral tegen temperatuurstijging, wat een langere levensduur garandeert met respect voor de voedingsspanning van LED's voor verschillende soorten en stromen. Veiligere inbedrijfstelling.
- De integratie van LED-voeding in de driver voorkomt verkeerd gebruik in het veld en verbetert hun vermogen om hot plugging te weerstaan. Als de gebruiker de LED-lamp alleen aansluit op een externe driver die al aan is, kan dit ertoe leiden dat de LED's overspanning krijgen wanneer ze worden aangesloten en ze daarom vernietigen.
- Eenvoudig onderhoud. Eventuele technische problemen zijn beter zichtbaar bij LED-lampen met een spanningsbron.
Stroom- en warmteafvoer
Als de U-val over een weerstand belangrijk is, moet je de juiste weerstand kiezen die het vereiste vermogen kan afvoeren. Consumptie20 mA lijkt misschien laag, maar het berekende vermogen doet anders vermoeden. Dus bijvoorbeeld bij een spanningsval van 30 V moet de weerstand 1400 ohm dissiperen. Vermogensdissipatie berekening P=(Ures x Ures) / R, waar:
- P - de waarde van het vermogen dat wordt gedissipeerd door de weerstand, die de stroom in de LED beperkt, W;
- U - spanning over de weerstand (in volt);
- R - weerstandswaarde, Ohm.
P=(28 x 28) / 1400=0,56 W.
Een 1W LED-voeding zou niet lang bestand zijn tegen oververhitting en 2W zou ook te snel uitvallen. In dit geval moeten twee weerstanden van 2700Ω/0,5W (of twee weerstanden van 690Ω/0,5W in serie) parallel worden aangesloten om de warmteafvoer gelijkmatig te verdelen.
Warmteregeling
Het vinden van het optimale wattage voor uw systeem zal u helpen meer te weten te komen over de warmteregeling die nodig is voor een betrouwbare LED-werking, aangezien LED's warmte genereren die zeer schadelijk kan zijn voor het apparaat. Te veel warmte zal ervoor zorgen dat de LED's minder licht produceren en ook de levensduur verkorten. Voor een LED van 1 watt wordt aanbevolen om een koellichaam van 3 vierkante inch te zoeken voor elke watt LED.
Momenteel groeit de LED-industrie in een vrij snel tempo en het is belangrijk om het verschil in LED's te kennen. Dit is een algemene vraag, aangezien producten kunnen variëren van zeer goedkoop tot duur. Je moet voorzichtig zijn bij het kopen van goedkope LED's, omdat ze kunnen werken.uitstekend, maar werk in de regel niet lang en verbrand snel vanwege slechte parameters. Bij de vervaardiging van LED's geeft de fabrikant in de paspoorten de kenmerken met gemiddelde waarden aan. Om deze reden kennen kopers niet altijd de exacte kenmerken van LED's in termen van lumenoutput, kleur en doorlaatspanning.
Voorwaartse spanningsbepaling
Voordat u de LED-voedingsspanning kent, stelt u de juiste multimeter-instellingen in: stroom en U. Stel vóór het testen de weerstand in op de hoogste waarde om doorbranden van de LED te voorkomen. Dit kan heel eenvoudig: klem de multimeterkabels vast, pas de weerstand aan tot de stroom 20 mA bereikt en fixeer de spanning en stroom. Om de voorwaartse spanning van de LED's te meten heeft u nodig:
- LED's om te testen.
- Bron U LED met parameters hoger dan constante spanning LED.
- Multimeter.
- Alligatorklemmen om de LED op de meetsnoeren te houden om de voedingsspanning van LED's in armaturen te bepalen.
- Draden.
- 500 of 1000 ohm variabele weerstand.
De primaire stroom van de blauwe LED was 3,356V bij 19,5mA. Als een spanning van 3,6 V wordt gebruikt, wordt de waarde van de te gebruiken weerstand berekend met de formule R=(3,6 V - 3,356 V) / 0,0195 A)=12,5 ohm. Om hoogvermogen-LED's te meten, volgt u dezelfde procedure en stelt u de stroom in door de waarde op de multimeter snel vast te houden.
Meten van de voedingsspanning van smd LED's hoog> 350 mA gelijkstroom kan een beetje lastig zijn, want als ze snel opwarmen, da alt de U drastisch. Dit betekent dat de stroom hoger zal zijn voor een bepaalde U. Als de gebruiker geen tijd heeft, zal hij de LED moeten afkoelen tot kamertemperatuur voordat hij opnieuw gaat meten. U kunt 500 ohm of 1k ohm gebruiken. Om grove en fijne afstemming te bereiken, of om een variabele weerstand met een hoger en lager bereik in serie aan te sluiten.
Alternatieve definitie van spanning
De eerste stap om het stroomverbruik van LED's te berekenen, is het bepalen van de spanning van de LED. Als er geen multimeter bij de hand is, kunt u de gegevens van de fabrikant bestuderen en het paspoort U van het LED-blok vinden. Als alternatief kunt u U schatten op basis van de kleur van de LED's, de voedingsspanning van een witte LED is bijvoorbeeld 3,5V.
Nadat de LED-spanning is gemeten, wordt de stroom bepaald. Het kan direct worden gemeten met een multimeter. De gegevens van de fabrikant geven een ruwe schatting van de stroom. Daarna kunt u heel snel en eenvoudig het stroomverbruik van de leds berekenen. Om het stroomverbruik van een LED te berekenen, vermenigvuldigt u eenvoudig de U van de LED (in volt) met de LED-stroom (in ampère).
Het resultaat, gemeten in watt, is het vermogen dat de LED's gebruiken. Als een led bijvoorbeeld een U van 3,6 heeft en een stroomsterkte van 20 milliampère, verbruikt hij 72 milliwatt aan energie. Afhankelijk van de grootte en schaal van het project, kunnen spannings- en stroommetingen worden gemeten in kleinere of grotere eenheden dan basisstroom of watt. Eenheidsconversie kan nodig zijn. Houd er bij het uitvoeren van deze berekeningen rekening mee dat 1000 milliwatt gelijk is aan één watt en 1000 milliampère gelijk is aan één ampère.
LED-test met multimeter
Om de LED te testen en erachter te komen of deze werkt en welke kleur je moet kiezen, wordt een multimeter gebruikt. Het moet een diodetestfunctie hebben, die wordt aangegeven door het diodesymbool. Bevestig vervolgens voor het testen de meetsnoeren van de multimeter aan de pootjes van de LED:
- Sluit het zwarte snoer op de kathode (-) en het rode snoer op de anode (+) aan, als de gebruiker een fout maakt, gaat de LED niet branden.
- Ze leveren een kleine stroom aan de sensoren en als je kunt zien dat de LED een beetje gloeit, werkt hij.
- Bij het controleren van de multimeter moet u rekening houden met de kleur van de LED. Bijvoorbeeld, gele (oranje) LED-test - LED-drempelspanning is 1636 mV of 1,636 V. Als een witte LED of blauwe LED wordt getest, is de drempelspanning hoger dan 2,5 V of 3 V.
Om een diode te testen, moet de indicator op het display in de ene richting tussen 400 en 800 mV staan en niet in de tegenovergestelde richting. Normale LED's hebben drempel U zoals beschreven in de onderstaande tabel, maar voor dezelfde kleur kunnen er aanzienlijke verschillen zijn. De maximale stroom is 50 mA, maar het wordt aanbevolen om de 20 mA niet te overschrijden. Bij 1-2 mA gloeien de diodes al goed. Drempel LED U
| LED-type | V tot 2 mA | V tot 20 mA |
| Infrarood | 1, 05 | 1.2 |
| Rode LED voedingsspanning | 1, 8 | 2, 0 |
| Geel | 1, 9 | 2, 1 |
| Groen | 1, 8 | 2, 4 |
| Wit | 2, 7 | 3, 2 |
| Blauw | 2, 8 | 3, 5 |
Wanneer de batterij volledig is opgeladen, is de stroom slechts 0,7 mA bij 3,8 V. In de afgelopen jaren hebben LED's aanzienlijke vooruitgang geboekt. Er zijn honderden modellen, met een diameter van 3 mm en 5 mm. Er zijn krachtigere diodes met een diameter van 10 mm of in speciale gevallen, evenals diodes voor montage op een printplaat tot 1 mm lang.
Leds starten vanaf wisselstroom
LED's worden over het algemeen als DC-apparaten beschouwd, die op een paar volt DC werken. In toepassingen met een laag stroomverbruik met weinig LED's is dit een perfect acceptabele benadering, zoals mobiele telefoons die worden gevoed door een gelijkstroombatterij, maar andere toepassingen zoals een lineair stripverlichtingssysteem dat zich 100 m rond een gebouw uitstrekt, kunnen met deze opstelling niet functioneren.
De DC-drive lijdt aan afstandsverliezen, waardoor vanaf het begin een hogere drive U nodig is, enextra regelaars die vermogen verliezen. AC maakt het gemakkelijker om transformatoren te gebruiken om U te verlagen naar 240 V AC of 120 V AC van kilovolts die in hoogspanningsleidingen worden gebruikt, wat veel problematischer is voor DC. Het starten van elk type LED met netspanning (bijv. 120V AC) vereist elektronica tussen de voeding en de apparaten zelf om een constante U te leveren (bijv. 12V DC). De mogelijkheid om meerdere LED's aan te sturen is belangrijk.
Lynk Labs heeft een technologie ontwikkeld waarmee je de LED kunt voeden met wisselstroom. De nieuwe aanpak is om AC-LED's te ontwikkelen die direct vanaf een AC-stroombron kunnen worden bediend. Veel stand-alone LED-armaturen hebben eenvoudigweg een transformator tussen het stopcontact en de armatuur om de vereiste constante U. te leveren
Een aantal bedrijven heeft led-lampen ontwikkeld die rechtstreeks in standaard stopcontacten kunnen worden geschroefd, maar ze bevatten altijd ook miniatuurcircuits die wisselstroom omzetten in gelijkstroom voordat ze naar de led's worden gevoerd.
Een standaard rode of oranje LED heeft een drempel U van 1,6 tot 2,1 V, voor gele of groene LED's is de spanning van 2,0 tot 2,4 V, en voor blauw, roze of wit is deze spanning ongeveer 3,0 tot 3,6 V. De onderstaande tabel bevat enkele typische spanningen. Waarden tussen haakjes komen overeen met de dichtstbijzijnde genormaliseerdewaarden in serie E24.
De voedingsspanningsspecificaties voor LED's worden weergegeven in de onderstaande tabel.
Symbolen:
- STD - standaard LED;
- HL - LED met hoge helderheid;
- FC - laag verbruik.
Deze gegevens zijn voldoende voor de gebruiker om zelfstandig de noodzakelijke apparaatparameters voor het verlichtingsproject te bepalen.
