- Krótko o wydajności
- Wpływ cech projektowych na koszty
- Funkcje instalacji
- Funkcje zasilania
- Domowy sterownik LED
Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!
Urządzenia oświetleniowe, w których ultra jasne diody LED są wykorzystywane jako źródła światła, nikogo nie zaskoczą. Zapotrzebowanie na takie urządzenia stale rośnie, co jest bezpośrednio związane z niskim zużyciem energii przez te urządzenia. Biorąc pod uwagę, że około 25-35% zużywanej energii elektrycznej przeznacza się na oświetlenie, oszczędności będą bardzo zauważalne.
Jednak biorąc pod uwagę stosunkowo wysoki koszt super-jasnych diod LED, ze względu na ich cechy konstrukcyjne, nie jest jeszcze na czas mówić o pełnym przejściu do tego typu oświetlenia. Zdaniem ekspertów proces ten potrwa od 5 do 10 lat, co będzie potrzebne do debugowania i wprowadzania nowych technologii.
Krótko o wydajności
Skuteczność urządzenia oświetleniowego uważa się za stosunek wytworzonego strumienia świetlnego (mierzonego w lumenach) do zużytej energii elektrycznej (watów). Wysokiej jakości lampa żarowa ma wydajność około 16 lumenów na wat, fluorescencję (oszczędność energii) - czterokrotnie więcej (64 lm / W), w przypadku długich lamp dziennych ta wartość wynosi około 80 lm / W.
Wydajność diod LED o wysokiej jasności, wytwarzanych obecnie w dużych ilościach, jest prawie taka sama jak w przypadku świetlówek. Pamiętaj, że mówimy o produktach masowych. Jeśli chodzi o teoretyczny limit dla super jasnych źródeł LED, określa go próg 320 lm / W.
Jak wielu producentów obiecuje, w ciągu najbliższych kilku lat wydajność można zwiększyć do poziomu 213 lm / W.
Wpływ cech projektowych na koszty
Do produkcji źródeł światła LED o dużej jasności można zastosować jeden z dwóch sposobów:
- Aby uzyskać światło o zbliżonym widmie do białego, w tym samym pakiecie używane są trzy kryształy. Jeden czerwony, drugi niebieski i trzeci zielony;
- wykorzystywany jest kryształ emitujący w widmie niebieskim lub ultrafioletowym, oświetla on soczewkę pokrytą luminoforem, w wyniku czego promieniowanie jest przekształcane w światło bliskie zasięgu do naturalnego.
Mimo, że pierwsza opcja jest bardziej wydajna, jej wdrożenie kosztuje trochę więcej, co negatywnie wpływa na rozpowszechnienie. Ponadto widmo światła emitowanego przez takie źródło różni się od naturalnego.
Urządzenia wyprodukowane przy użyciu drugiej technologii mają mniejszą wydajność. Należy również pamiętać, że fosfor zawiera złożoną kompozycję na bazie ceru i itru, które same w sobie nie są tanie. W rzeczywistości wyjaśnia to stosunkowo wysoki koszt białych diod LED o wysokiej jasności. Projekt takiego urządzenia pokazano na rysunku.
Legenda:
- A - przewodnik drukowany;
- B - podstawa o wysokiej przewodności cieplnej;
- C - obudowa urządzenia ochronnego;
- D - pasta lutownicza;
- E - kryształ LED emitujący światło ultrafioletowe lub niebieskie;
- F - powłoka świetlna;
- G - klej (można go zastąpić stopem eutektycznym);
- H - przewód łączący kryształ i wyjście;
- K - reflektor;
- J jest podstawą radiatora;
- L - moc wyjściowa;
- M jest warstwą dielektryczną.
Funkcje instalacji
Na działanie super-jasnych diod LED ma wpływ stopień nagrzania kryształu i samo złącze pn. Od pierwszego zależy bezpośrednio od życia urządzenia, od drugiego - poziomu strumienia świetlnego. Dlatego w przypadku długoterminowej obsługi diod LED o dużej jasności konieczne jest zorganizowanie niezawodnego radiatora, co odbywa się za pomocą grzejnika.
Należy wziąć pod uwagę, że przewodzące ciepło podstawy tych półprzewodników z reguły przewodzą elektryczność. Dlatego przy instalowaniu kilku elementów na jednym grzejniku należy zadbać o niezawodną izolację elektryczną podstaw.
Pozostałe zasady instalacji są prawie takie same jak w przypadku konwencjonalnych diod, tzn. Należy przestrzegać biegunowości, zarówno podczas instalacji samej części, jak i podczas podłączania zasilania.
Funkcje zasilania
Biorąc pod uwagę stosunkowo wysoki koszt diod LED o wysokiej jasności, bardzo ważne jest, aby do ich pracy stosować niezawodne i wysokiej jakości zasilacze, ponieważ te elementy półprzewodnikowe są krytyczne dla przeciążenia prądowego.
Po nieprawidłowym trybie urządzenie może pozostać sprawne, ale moc emitowanego strumienia świetlnego zostanie znacznie zmniejszona. Ponadto taki element może być przyczyną awarii i innych podłączonych diod LED.
Zanim porozmawiamy o sterownikach do diod LED o dużej jasności, krótko opisz funkcje ich mocy. Przede wszystkim należy wziąć pod uwagę następujące czynniki:
- moc strumienia świetlnego emitowanego przez te elementy zależy bezpośrednio od ilości przepływającego przez nie prądu elektrycznego;
- dla diod LED o wysokiej jasności charakterystyczna nieliniowa charakterystyka prądowo-napięciowa (charakterystyka prądowo-napięciowa);
- Temperatura ma silny wpływ na charakterystykę prądowo-napięciową tych urządzeń półprzewodnikowych.
Poniżej przedstawiono zmianę IVC w temperaturze elementu półprzewodnikowego (wysoka jasność smd-LED) 20 ° С i 70 ° С.
Jak widać z wykresu, gdy do półprzewodnika przyłożone jest stabilne napięcie 2 V, prąd elektryczny przechodzący przez niego zmienia się w zależności od temperatury. Gdy kryształ zostanie podgrzany do 20 ° C, będzie równy 14 mA, gdy temperatura wzrośnie do 70 ° C, ten parametr będzie odpowiadał 35 mA.
Wynikiem takiej różnicy jest zmiana mocy strumienia świetlnego przy tym samym napięciu zasilania. Na tej podstawie konieczne jest ustabilizowanie nie napięcia, ale prądu elektrycznego przechodzącego przez półprzewodnik.
Takie zasilacze nazywane są sterownikami LED, są to zwykłe stabilizatory prądu. To urządzenie można kupić gotowe lub zmontowane samodzielnie, w następnym rozdziale przedstawimy typowe układy sterowników.
Domowy sterownik LED
Zapewniamy kilka opcji sterowników opartych na wyspecjalizowanych mikroukładach Monolithic Power System, których użycie znacznie upraszcza projekt. Diagramy są podane jako przykład, pełny opis typu włączenia można znaleźć w arkuszu danych na chipie.
Opcja pierwsza oparta na konwerterze w dół MP4688.
Sterownik ten może pracować przy napięciach od 4, 5 do 80 V, maksymalny próg prądu wyjściowego wynosi 2 A, co pozwala zasilać lampę na wysokiej jasności diodach LED o dużej mocy. Poziom prądu elektrycznego przechodzącego przez diody LED jest regulowany przez rezystancję R FB . Implementacja ściemniania PWM z częstotliwością 20 kHz pozwala na płynną zmianę prądu płynącego przez diodę LED.
Druga wersja sterownika oparta na chipie MP2489. Jego kompaktowa obudowa (QFN8 lub TSOT23-5) umożliwia umieszczenie sterownika w podstawie MR16 wykorzystywanej przez lampy halogenowe, co pozwala na zastąpienie tego ostatniego diodami LED. Typowy schemat połączeń MP2489 pokazano na rysunku.
Powyższy schemat pozwala na włączenie dwóch równoległych diod LED, z których każda ma prąd roboczy 350 mA.
Najnowsza wersja sterownika oparta na chipie MP3412, który może być używany w przenośnych latarkach. Charakterystyczną cechą tego schematu jest możliwość pracy z komórki palca AA.
