Ποια είναι η διαφορά μεταξύ μιας τροφοδοσίας και ενός οδηγού LED: θεωρία και πρακτική, το μόνο που χρειάζεται να γνωρίζετε

Σημείωση του συντάκτη: "Το δίκτυο διαθέτει αρκετά μεγάλο αριθμό πληροφοριών σχετικά με τη δύναμη των προϊόντων LED, αλλά όταν προετοίμαζα το υλικό για αυτό το άρθρο, βρήκα πολλές παράλογες πληροφορίες για τις τοποθεσίες από την κορυφή των αποτελεσμάτων της μηχανής αναζήτησης. Σε αυτή την περίπτωση, υπάρχει είτε μια πλήρης απουσία είτε μια εσφαλμένη αντίληψη βασικών θεωρητικών πληροφοριών και εννοιών. "

Οι λυχνίες LED είναι οι πιο αποδοτικές από όλες τις κοινές πηγές φωτισμού μέχρι σήμερα. Προβλήματα βρίσκονται επίσης πίσω από την αποτελεσματικότητα, για παράδειγμα, η υψηλή απαίτηση για τη σταθερότητα του ρεύματος που τα τροφοδοτεί, η κακή ανοχή των σύνθετων θερμικών συνθηκών λειτουργίας (σε υψηλές θερμοκρασίες). Εξ ου και το καθήκον της επίλυσης αυτών των προβλημάτων. Ας δούμε πώς διαφέρουν οι έννοιες της τροφοδοσίας και του οδηγού. Αρχικά, ας δούμε τη θεωρία.

Πηγή πηγής και πηγή τάσης

Τροφοδοσία ρεύματος είναι το γενικό όνομα ενός μέρους μιας ηλεκτρονικής συσκευής ή άλλου ηλεκτρικού εξοπλισμού που προμηθεύει και ρυθμίζει την ηλεκτρική ενέργεια για την τροφοδοσία αυτού του εξοπλισμού. Μπορεί να βρίσκεται τόσο μέσα στη συσκευή όσο και έξω, σε ξεχωριστή θήκη.

Οδηγός - το γενικό όνομα εξειδικευμένης πηγής, διακόπτη ή ρυθμιστή ισχύος για συγκεκριμένο ηλεκτρικό εξοπλισμό.

Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι πηγών ενέργειας:

• Πηγή τάσης.

• Πηγή ρεύματος.

Ας δούμε τις διαφορές τους.

Πηγή τάσης - αυτή είναι μια τέτοια πηγή ισχύος και η τάση στην έξοδο της οποίας δεν αλλάζει όταν αλλάζει το ρεύμα εξόδου.

Για μια ιδανική πηγή τάσης, η εσωτερική αντίσταση είναι μηδέν και το ρεύμα εξόδου μπορεί να είναι απείρως μεγάλο. Στην πραγματικότητα, η κατάσταση είναι διαφορετική.

Οποιαδήποτε πηγή τάσης έχει εσωτερική αντίσταση. Από αυτή την άποψη, η τάση μπορεί να αποκλίνει κάπως από την ονομαστική τάση όταν συνδέεται ένα ισχυρό φορτίο (ισχυρό - χαμηλή αντίσταση, υψηλό ρεύμα κατανάλωσης) και το ρεύμα εξόδου καθορίζεται από την εσωτερική του συσκευή.

Για μια πραγματική πηγή τάσης, ο τρόπος λειτουργίας έκτακτης ανάγκης είναι λειτουργία βραχυκυκλώματος. Σε αυτή τη λειτουργία, το ρεύμα αυξάνεται έντονα, περιορίζεται μόνο από την εσωτερική αντίσταση της πηγής ενέργειας. Εάν η τροφοδοσία ρεύματος δεν έχει προστασία από βραχυκύκλωμα, θα αποτύχει

Πηγή ρεύματος - αυτή είναι μια πηγή ισχύος του οποίου το ρεύμα παραμένει ρυθμισμένο ανεξάρτητα από την αντίσταση του συνδεδεμένου φορτίου.

Δεδομένου ότι ο σκοπός της πηγής ρεύματος είναι να διατηρήσει ένα δεδομένο τρέχον επίπεδο. Η κατάσταση λειτουργίας έκτακτης ανάγκης είναι σε κατάσταση αναμονής.

Εάν εξηγήσετε τον λόγο με απλά λόγια, η κατάσταση είναι η εξής: ας πούμε ότι συνδέσατε ένα φορτίο 1-ohm με αντίσταση 1 Ohm στην τρέχουσα πηγή, τότε η τάση στην έξοδο της θα ρυθμιστεί στο 1 Volt. Μια ισχύς 1 W θα ξεχωρίζει.

Εάν αυξήσετε την αντίσταση φορτίου, ας πούμε, μέχρι 10 Ohms, τότε το ρεύμα θα είναι 1Α και η τάση θα είναι ήδη ρυθμισμένη στα 10V. Έτσι, θα διατεθεί 10W ισχύος. Και αντίστροφα, αν μειώσετε την αντίσταση στα 0.1 Ohm, το ρεύμα θα εξακολουθεί να είναι 1Α και η τάση θα είναι 0.1V.

Το ρελαντί είναι η κατάσταση όταν δεν συνδέεται τίποτα με τους ακροδέκτες της πηγής τροφοδοσίας. Τότε μπορούμε να πούμε ότι σε κατάσταση βραδυπορίας η αντίσταση φορτίου είναι πολύ μεγάλη (άπειρη). Η τάση θα αυξηθεί έως ότου ρέει ρεύμα 1Α. Στην πράξη, για παράδειγμα μιας τέτοιας κατάστασης, μπορείτε να φέρετε το πηνίο ανάφλεξης ενός αυτοκινήτου.

Η τάση στα ηλεκτρόδια του μπουζί, όταν το κύκλωμα παροχής ρεύματος της πρωτεύουσας περιέλιξης του πηνίου ανοίγει, αυξάνεται μέχρι η τιμή του φτάσει στην τάση διάσπασης του διακένου σπινθήρα,μετά από το οποίο ρέει ρεύμα διαμέσου του σπινθήρα και η ενέργεια που συσσωρεύεται στο πηνίο διαλύεται.

Μια κατάσταση βραχυκυκλώματος για μια πηγή ρεύματος δεν είναι μια λειτουργία έκτακτης ανάγκης. Σε περίπτωση βραχυκυκλώματος, η αντίσταση φορτίου της τροφοδοσίας τείνει στο μηδέν, δηλ. είναι απείρως μικρό. Στη συνέχεια, η τάση στην έξοδο της πηγής ρεύματος θα είναι κατάλληλη για τη ροή ενός δεδομένου ρεύματος και η κατανεμημένη ισχύς είναι αμελητέα.

Ας προχωρήσουμε στην πρακτική

Αν μιλάμε για τη σύγχρονη ονοματολογία ή τα ονόματα που δίνονται στις πηγές ενέργειας από τους εμπόρους και όχι από τους μηχανικούς, τότε τροφοδοτικό που συνήθως ονομάζεται πηγή τάσης.

Αυτά περιλαμβάνουν:

• Φορτιστής για κινητό τηλέφωνο (σε αυτά, η μετατροπή των τιμών στο απαιτούμενο ρεύμα φόρτισης και τάσης πραγματοποιείται από μετατροπείς εγκατεστημένους στην πλακέτα της συσκευής φόρτισης).

• Η τροφοδοσία του φορητού υπολογιστή.

• Τροφοδοσία για λωρίδα LED.

Ένα πρόγραμμα οδήγησης είναι μια πηγή ρεύματος. Η κύρια χρήση της στην καθημερινή ζωή είναι η διατροφή του ατόμου LEDs και LED Arrays και οι δύο είναι συνηθισμένη υψηλή ισχύς από 0,5 watts.

Τροφοδοσία LED

Στην αρχή του άρθρου αναφέρθηκε ότι το LED έχει πολύ υψηλές απαιτήσεις ισχύος. Το γεγονός είναι ότι το LED τροφοδοτείται από ρεύμα. Αυτό οφείλεται σε Χαρακτηριστικό ρεύματος τάσης όλων των διόδων ημιαγωγών. Ρίξτε μια ματιά σε αυτήν.

Στην εικόνα I-V χαρακτηριστικά των διόδων διαφορετικών χρωμάτων:

Αυτό το σχήμα του κλάδου (κοντά σε μια παραβολή) οφείλεται στα χαρακτηριστικά των ημιαγωγών και των ακαθαρσιών που εισάγονται σε αυτά, καθώς και στα χαρακτηριστικά της σύνδεσης pn. Το ρεύμα, όταν η τάση που εφαρμόζεται στη δίοδο είναι σχεδόν μικρότερη από το όριο, δεν αυξάνεται ή μάλλον η ανάπτυξή της είναι αμελητέα. Όταν η τάση στα τερματικά της διόδου φθάνει σε επίπεδο κατωφλίου, το ρεύμα αρχίζει να αυξάνεται απότομα μέσω της διόδου.

Αν το ρεύμα μέσω της αντίστασης μεγαλώνει γραμμικά και εξαρτάται από την αντίσταση και την εφαρμοζόμενη τάση, τότε η αύξηση του ρεύματος μέσω της διόδου δεν συμμορφώνεται με αυτόν τον νόμο. Και με αύξηση της τάσης κατά 1%, το ρεύμα μπορεί να αυξηθεί κατά 100% ή περισσότερο.

Επιπλέον, στα μέταλλα, η αντίσταση αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας, και στους ημιαγωγούς, αντίθετα, η αντίσταση μειώνεται και το ρεύμα αρχίζει να αυξάνεται.

Για να μάθετε τους λόγους για αυτό, πρέπει να πάτε βαθύτερα στο μάθημα "Φυσικές βασικές αρχές της ηλεκτρονικής" και να μάθετε για τους τύπους φορέων χρέωσης, το χάσμα ζώνης και άλλα ενδιαφέροντα πράγματα, αλλά δεν θα το κάνουμε αυτό, εξετάσαμε σύντομα αυτά τα θέματα σε ένα άρθρο σχετικά με τα διπολικά τρανζίστορ.

Στις τεχνικές προδιαγραφές, η τάση κατωφλίου συμβολίζεται ως πτώση τάσης προς τα εμπρός, για λευκές λυχνίες LED, συνήθως περίπου 3 βολτ.

Με την πρώτη ματιά μπορεί να φανεί ότι αρκετό στο στάδιο του σχεδιασμού και της παραγωγής της λάμπας είναι αρκετό τρέχουσες αντιστάσεις περιορισμού και να ορίσετε μια σταθερή τάση στην έξοδο της τροφοδοσίας και όλα θα είναι καλά. Το κάνουν αυτό σε λωρίδες LED, αλλά τροφοδοτούνται από σταθεροποιημένες πηγές ενέργειας και η ισχύς των LED που χρησιμοποιούνται στις λωρίδες είναι συχνά * μικρό, δέκατα ή εκατοστά ενός watt.

* (αν δεν μιλάμε για ταινίες και λωρίδες με 5730 LED, για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τους τύπους LED SMD, δείτε το άρθρο - Τύποι, χαρακτηριστικά και σήμανση LED SMD)

Οι ισχυρές λυχνίες LED, οι οποίες συνιστώνται να τροφοδοτούνται από τους οδηγούς, θερμαίνονται αρκετά έντονα. Για παράδειγμα, ένα LED 1W θερμαίνεται σε θερμοκρασία πάνω από 50 μοίρες σε μερικά 5-15 δευτερόλεπτα λειτουργίας χωρίς καλοριφέρ.

Εάν μια τέτοια λυχνία LED τροφοδοτείται από έναν οδηγό με σταθερό ρεύμα εξόδου, τότε όταν η λυχνία LED θερμαίνεται, το ρεύμα διαμέσου αυτής δεν θα αυξηθεί, αλλά θα παραμείνει αμετάβλητο και η τάση στους ακροδέκτες της θα μειωθεί ελαφρά γι 'αυτό.

Και αν από την τροφοδοσία (πηγή τάσης), μετά από τη θέρμανση, το ρεύμα θα αυξηθεί, από το οποίο η θέρμανση θα είναι ακόμα ισχυρότερη.

Υπάρχει ένας άλλος παράγοντας - τα χαρακτηριστικά όλων των λυχνιών LED (καθώς και άλλων στοιχείων) είναι πάντα διαφορετικά.

Επιλογή οδηγού: χαρακτηριστικά, σύνδεση

Για τη σωστή επιλογή οδηγού, πρέπει να εξοικειωθείτε με τα τεχνικά χαρακτηριστικά του, τα κυριότερα είναι τα εξής:

• Ονομαστικό ρεύμα εξόδου.

• Μέγιστη ισχύς.

• Ελάχιστη ισχύς. Δεν αναφέρεται πάντα. Το γεγονός είναι ότι, ορισμένοι οδηγοί δεν θα ξεκινήσουν αν ένα φορτίο μικρότερο από μια ορισμένη δύναμη είναι συνδεδεμένο με αυτά.

Συχνά στα καταστήματα, αντί για δύναμη, δείχνουν:

• Ονομαστικό ρεύμα εξόδου.

• Το φάσμα των τάσεων εξόδου με τη μορφή (ελάχιστο) V ... (μέγιστο) V, για παράδειγμα 3-15V.

• Ο αριθμός των συνδεδεμένων λυχνιών LED, ανάλογα με το εύρος τάσης, είναι γραμμένο ως (min) ... (μέγιστο), για παράδειγμα 1-3 LED.

Δεδομένου ότι το ρεύμα μέσω όλων των στοιχείων είναι το ίδιο όταν συνδέεται σε σειρά, επομένως, οι λυχνίες LED συνδέονται εν σειρά με τον οδηγό.

Παράλληλα, είναι ανεπιθύμητο (και μάλλον αδύνατο) η σύνδεση των οδηγήσεων με τον οδηγό, επειδή η πτώση τάσης στις ενδεικτικές λυχνίες μπορεί να ποικίλει ελαφρώς και η μία θα υπερφορτωθεί και η δεύτερη, αντίθετα, θα λειτουργεί σε χαμηλότερη ονομαστική κατάσταση.

Δεν συνιστάται να συνδέσετε περισσότερες λυχνίες LED από αυτές που καθορίζονται από το σχέδιο του οδηγού. Το γεγονός είναι ότι οποιαδήποτε πηγή ενέργειας έχει κάποια μέγιστη επιτρεπόμενη ισχύ, η οποία δεν μπορεί να ξεπεραστεί. Και με κάθε LED που συνδέεται σε μια σταθεροποιημένη πηγή ρεύματος, η τάση στις εξόδους της θα αυξηθεί κατά περίπου 3V (αν το LED είναι λευκό), και η ισχύς θα ισούται, ως συνήθως, με το ρεύμα προς την τάση.

Με βάση αυτό, συνάγουμε συμπεράσματα για να αγοράσετε τον σωστό οδηγό για τις λυχνίες LED, πρέπει να προσδιορίσετε το ρεύμα που καταναλώνουν τα LED και την τάση που τους πέφτει και να επιλέξετε τον οδηγό σύμφωνα με τις παραμέτρους.

Για παράδειγμα, αυτός ο οδηγός υποστηρίζει τη σύνδεση έως 12 LED υψηλής ισχύος ανά 1W, με ρεύμα κατανάλωσης 0.4A.

Αυτός παράγει ένα ρεύμα 1,5Α και μια τάση 20 έως 39V, πράγμα που σημαίνει ότι μπορείτε να συνδέσετε σε αυτό, για παράδειγμα, ένα LED 1,5A, 32-36V και ισχύ 50W.

Συμπέρασμα

Ένας οδηγός είναι ένας από τους τύπους τροφοδοσίας που έχουν σχεδιαστεί για να παρέχουν LED με δεδομένο ρεύμα. Κατ 'αρχήν, δεν έχει σημασία τι λέγεται αυτή η πηγή ενέργειας. Τα τροφοδοτικά ονομάζονται τροφοδοτικά για λωρίδες LED 12 ή 24 Volts, μπορούν να παράγουν οποιοδήποτε ρεύμα κάτω από το μέγιστο. Γνωρίζοντας τα σωστά ονόματα, είναι απίθανο να κάνετε λάθος κατά την αγορά αγαθών στα καταστήματα και δεν θα χρειαστεί να το αλλάξετε.

Comments

[#1 Faza]

Θυμηθείτε))

[#2 Oleg]

Χρήσιμο άρθρο.

[#3 Oleg]

Σας ευχαριστώ για την ευδιάκριτη παρουσίαση του θέματος που συγχέεται από τους διαχειριστές.

[#4 Anatoly]

Είναι κατανοητό)) αλλιώς έκανα τον οπίσθιο φωτισμό του τραπεζιού με το arduino μέσω της μονάδας PWM, στην οποία συνδεόμουν την τροφοδοσία ρεύματος (!) Από το φορητό ραδιοτηλέφωνο))) αλλά και ανεπιθύμητη.

[#5 Αλέξανδρος]

Δεν ξέρω τι λένε οι "διαχειριστές" που άγνωσταν σε μένα στον συντάκτη του άρθρου))), αλλά αυτό το άρθρο έχει μια λογική και τεχνική ασυνέπεια. Γιατί ο συγγραφέας τράβηξε επίσης τα κεριά αυτοκινήτων εδώ - δεν καταλαβαίνω καθόλου. Η αίσθηση ότι και ο συγγραφέας δεν το καταλαβαίνει. Σε ένα καλό ποσοστό 70 του άρθρου αυτού, απορρίψτε και αφήστε μόνο το "πρακτικό μέρος" με ορισμένες τροπολογίες, τότε θα είναι πιθανώς πραγματικά κατανοητό. Οι «θεωρητικές» πληροφορίες σχετικά με τις τρέχουσες πηγές και τις πηγές τάσης θα πρέπει να απορρίπτονται χωρίς αποτυχία, καθώς η ηλιθιότητα είναι πλήρης όταν εξετάζεται σε σχέση με το κύριο θέμα του άρθρου, στο οποίο αυτή η «θεωρία» έχει απολύτως τίποτα να κάνει.
Ένα ζωντανό παράδειγμα αυτού είναι η αναφορά του πηνίου ανάφλεξης. Και εδώ είναι η τρέχουσα πηγή; Τίποτα δεν έχει να κάνει με αυτό, και δεν έχει καμία σχέση με την τρέχουσα πηγή, μια εντελώς διαφορετική αρχή.
Στην πραγματικότητα, όλα είναι απλούστερα.Δεν υπάρχουν πηγές ρεύματος ή πηγές τάσης με τις ιδιότητες που περιγράφονται από τους συγγραφείς στην πράξη. Υπάρχουν συμβατικά τροφοδοτικά με τελική ισχύ (μπορούμε να μιλάμε για ονομαστική ισχύ), τα οποία παράγουν την τάση που προβλέπεται από τους σχεδιαστές. Το ρεύμα θα εξαρτηθεί από την αντίσταση φορτίου και την ισχύ που μπορεί να παραδώσει αυτή η πηγή ενέργειας.
Απλή πραγματική η πηγή ρεύματος (ή η τάση, η οποία είναι βασικά η ίδια στην περίπτωσή μας) έχει μια ασταθή τάση εξόδου, η οποία ποικίλλει ανάλογα με το ρεύμα φορτίου. Χρησιμοποιώντας ένα αρκετά απλό ηλεκτρονικό κύκλωμα, μπορούμε να σταθεροποιήσουμε την τάση εξόδου της πηγής ισχύος ή να σταθεροποιήσουμε το ρεύμα εξόδου.
Κατ 'αρχήν, ο οδηγός συνεργάζεται επίσης με ένα τέτοιο σταθεροποιητή. Χρειάζεται όπου η τάση πηγή είναι ασταθής και αλλάζει συνεχώς, για παράδειγμα, όταν χρησιμοποιείται σε ένα αυτοκίνητο, όπου η τάση της γεννήτριας μπορεί να αλλάξει και είναι συνήθως υψηλότερη από την υπολογιζόμενη τιμή 12V.
Όπου απαιτείται ένας σταθεροποιητής ρεύματος και όπου απαιτείται μια τάση είναι ένα ιδιαίτερο ζήτημα, συνήθως χρησιμοποιούν σταθεροποίηση τάσης, είναι ευκολότερο. Και είναι πιο λογικό για το φωτισμό όταν οι λαμπτήρες LED έχουν ήδη βαθμολογηθεί για κάποια τάση.

Η μονάδα PWM μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί και χρησιμοποιείται ενεργά για να ρυθμίσει τη φωτεινότητα, για παράδειγμα, στον οπίσθιο φωτισμό των οθονών και των τηλεοράσεων. Το γεγονός ότι αυτό είναι "ανεπιθύμητοι" κατασκευαστές των οθονών δεν γνωρίζουν τίποτα)) ή δεν θέλουν να γνωρίζουν, επειδή αυτό είναι ο ευκολότερος και φθηνότερος τρόπος.

Μπορεί να μην είναι τόσο λεπτομερής όσο στο άρθρο))) και κάπως βρώμικο, αλλά κάπου υπερβολικά απλοποιημένο, αλλά (κατά τη γνώμη μου) με μεγαλύτερη ακρίβεια.

[#6 Ντμίτρι]

Συμφωνώ απόλυτα με το προηγούμενο σχόλιο, το άρθρο όχι μόνο δεν εξηγεί την ουσία του θέματος, αλλά είναι επίσης παραπλανητικό!

[#7 Μαράτ]

Το άρθρο γράφεται πραγματικά από ένα άτομο που καταλαβαίνει αυτό που γράφει (αυτό συμβαίνει σπάνια τώρα). Προσωπικά έλαβα μια εξαντλητική απάντηση στην ερώτησή μου. Σας ευχαριστώ

[#8 Παύλος]

Ευχαριστώ για αυτό το σχόλιο! Πόσοι δεν διάβασαν τις περιγραφές για το τι είναι μια πηγή ρεύματος και όλες οι περιγραφές δεν συμφωνούν με τα λογικά συμπεράσματά μου και χάρη στο σχόλιό σας τα πάντα ήρθαν μαζί, περιγράψατε την τρέχουσα πηγή ακριβώς όπως την κατάλαβα. Εκφράζω την ευγνωμοσύνη μου στον συντάκτη του πέμπτου σχολίου, Alex Gall.

[#9 Eugene]

Alexei, πες μου, για μια κασέτα με ws2815 12 volt diodes, χρειάζομαι έναν οδηγό με περιορισμό ρεύματος ή ένα τροφοδοτικό με περιορισμό τάσης; Η ταινία φαίνεται να μην έχει τρέχουσα αντίσταση περιορισμού;