Hvad er forskellen mellem en strømforsyning og en driver til LED'er: teori og praksis, alt hvad du behøver at vide

Forfatterens note: ”Netværket har en ret stor mængde information om styrken i LED-produkter, men da jeg forberedte materialet til denne artikel, fandt jeg en masse absurd information på websteder fra toppen af ​​søgemaskinens resultater. I dette tilfælde er der enten et fuldstændigt fravær eller en forkert opfattelse af grundlæggende teoretiske oplysninger og begreber. ”

LED'er er de mest effektive af alle hidtil almindelige lyskilder. Problemer ligger også bag effektiviteten, for eksempel det høje krav til stabiliteten af ​​strømmen, der fører dem, den dårlige tolerance for komplekse termiske driftsbetingelser (ved forhøjede temperaturer). Derfor opgaven med at løse disse problemer. Lad os se, hvordan begreberne strømforsyning og driver er forskellige. Til at begynde med, lad os dykke ned i teorien.

Aktuel kilde og spændingskilde

Strømforsyning er det generiske navn på en del af en elektronisk enhed eller andet elektrisk udstyr, der leverer og regulerer elektricitet til at drive dette udstyr. Det kan placeres både inde i enheden og udenfor, i et separat tilfælde.

chauffør - det generiske navn på en specialiseret kilde, switch eller strømregulator til specifikt elektrisk udstyr.

Der er to hovedtyper af strømkilder:

• Spændingskilde.

• Aktuel kilde.

Lad os se på deres forskelle.

Spændingskilde - dette er sådan en strømkilde, og spændingen ved udgangen ændres ikke, når udgangsstrømmen ændres.

For en ideel spændingskilde er den interne modstand nul, og udgangsstrømmen kan være uendeligt stor. I virkeligheden er situationen anderledes.

Enhver spændingskilde har en intern modstand. I denne henseende kan spændingen afvige noget fra den nominelle, når en kraftig belastning er tilsluttet (kraftig - lav modstand, høj forbrugsstrøm), og udgangsstrømmen bestemmes af dens interne enhed.

For en reel spændingskilde er nøddriftstilstand kortslutningstilstand. I denne tilstand stiger strømmen kraftigt, den er kun begrænset af strømkildens indre modstand. Hvis strømforsyningen ikke har kortslutningsbeskyttelse, vil den mislykkes

Aktuel kilde - dette er en strømkilde, hvis strøm forbliver indstillet uanset modstanden for den tilsluttede last.

Da formålet med den aktuelle kilde er at opretholde et givet aktuelle niveau. Nøddriftstilstanden for den er inaktiv tilstand.

Hvis du forklarer grunden med enkle ord, er situationen som følger: lad os sige, at du har tilsluttet en 1-ohm belastning med en modstand på 1 Ohm til den aktuelle kilde, så vil spændingen ved dens udgang blive sat til 1 Volt. En effekt på 1 W skiller sig ud.

Hvis du øger belastningsmodstanden, skal du sige op til 10 ohm, så vil strømmen være 1A, og spændingen indstilles allerede til 10V. Så 10W strøm tildeles. Og omvendt, hvis du reducerer modstanden til 0,1 Ohm, vil strømmen stadig være 1A, og spændingen bliver 0,1V.

Tomgangskørsel er betingelsen, når intet er forbundet til strømkildens klemmer. Så kan vi sige, at ved tomgang er belastningsmodstanden meget stor (uendelig). Spændingen stiger, indtil en strøm på 1A strømmer. I praksis kan du medbringe tændspolen i en bil til et eksempel på en sådan situation.

Spændingen ved tændrørets elektroder, når strømforsyningskredsløbet for den primære vikling af spolen åbner, stiger, indtil dens værdi når nedbrudspændingen for gnistgabet,hvorefter en strøm flyder gennem gnisten, og den energi, der akkumuleres i spolen, spredes.

En kortslutningstilstand for en strømkilde er ikke en nødoperation. I tilfælde af kortslutning har tendensen til strømforsyningen til nul, dvs. det er uendeligt lille. Derefter vil spændingen ved udgangen fra strømkilden være passende for strømmen af ​​en given strøm, og den tildelte effekt er ubetydelig.

Lad os gå videre til praksis

Hvis vi taler om moderne nomenklatur eller navne, der i højere grad er givet til strømkilder af marketingfolk snarere end ingeniører, så strømforsyning ofte kaldet en spændingskilde.

Disse inkluderer:

• Oplader til en mobiltelefon (i dem udføres konvertering af værdier til den krævede ladestrøm og spænding af konvertere, der er installeret på brættet til ladeanordningen).

• Strømforsyningsenheden til den bærbare computer.

• Strømforsyning til LED-strip.

En driver er en nuværende kilde. Dets vigtigste anvendelse i hverdagen er ernæring af den enkelte LED'er og LED-arrays begge har almindelig høj effekt fra 0,5 watt.

LED strøm

I begyndelsen af ​​artiklen blev det nævnt, at lysdioden har meget høje effektbehov. Faktum er, at LED'en er drevet af strøm. Dette skyldes strømspændingskarakteristik for alle halvlederdioder. Se på hende.

På billedet er I-V-karakteristika for dioder i forskellige farver:

Denne form af grenen (tæt på en parabol) skyldes egenskaberne ved halvlederne og urenheder, der indføres i dem, samt funktionerne i pn-krydset. Strømmen, når spændingen, der påføres dioden, er næsten mindre end tærsklen, stiger ikke, eller rettere sagt er dens vækst ubetydelig. Når spændingen ved klemmerne på dioden når et tærskelniveau, begynder strømmen at stige kraftigt gennem dioden.

Hvis strømmen gennem modstanden vokser lineært og afhænger af dens modstand og den påførte spænding, overholder ikke stigningen i strøm gennem dioden denne lov. Og med en stigning i spænding med 1%, kan strømmen stige med 100% eller mere.

Plus, i metaller øges modstanden med stigende temperatur, og i halvlederne tværtimod, modstanden falder, og strømmen begynder at vokse.

For at finde ud af årsagerne til dette, skal du gå dybere ned på kurset "Fysiske grundlæggende elektronik" og finde ud af, om hvilke typer af ladere der er, båndhullet og andre interessante ting, men vi vil ikke gøre det, vi kort undersøgte disse spørgsmål i en artikel om bipolære transistorer.

I de tekniske specifikationer er tærskelspændingen angivet som spændingsfaldet i forspændingen for hvide lysdioder, normalt ca. 3 volt.

Ved første øjekast kan det se ud til, at nok i lampens design- og produktionsstadium er nok strømbegrænsende modstande og indstil en stabil spænding ved strømforsyningens udgang, og alt vil være i orden. De gør dette på LED-strimler, men de fødes fra stabiliserede strømkilder, og effekten af ​​de LED'er, der bruges i strimlerne, er ofte * små, tiendedele eller hundrededel af en watt.

* (hvis vi ikke taler om bånd og strimler med 5730 LED'er, se artiklen - for mere information om typer af SMD-LED'er) Typer, egenskaber og mærkning af SMD-LED'er)

Kraftige LED'er, som anbefales at blive drevet af drivere, opvarmes ret kraftigt. For eksempel opvarmes en 1W LED til en temperatur over 50 grader i løbet af få 5-15 sekunders drift uden en radiator.

Hvis en sådan LED drives af en driver med en stabil udgangsstrøm, vil strømmen igennem den ikke stige, men forblive uændret, når lysdioden opvarmes, og spændingen ved dens klemmer falder lidt for dette.

Og hvis strømforsyningen (spændingskilde), efter opvarmning, stiger strømmen, hvorfra opvarmningen bliver endnu stærkere.

Der er en anden faktor - egenskaberne for alle lysdioder (såvel som andre elementer) er altid forskellige.

Valg af driver: egenskaber, forbindelse

For det korrekte valg af driver skal du gøre dig bekendt med dens tekniske egenskaber, og de vigtigste er:

• Nominel udgangsstrøm;

• Maksimal effekt;

• Minimum effekt. Ikke altid angivet. Faktum er, at nogle drivere ikke vil starte, hvis en belastning, der er mindre end en bestemt strøm, er forbundet til dem.

I butikkerne angiver de i stedet for strøm:

• Nominel udgangsstrøm;

• Området for udgangsspændinger i form af (min.) V ... (maks.) V, for eksempel 3-15V.

• Antallet af tilsluttede LED'er afhænger af spændingsområdet som (min) ... (max), for eksempel 1-3 LED'er.

Da strømmen gennem alle elementer er den samme, når de er seriekoblet, er lysdioderne derfor i serie tilsluttet driveren.

Parallelt er det uønsket (temmelig umuligt) at tilslutte LED'erne til driveren, fordi spændingsfaldene på LED'erne kan variere lidt, og den ene bliver overbelastet, og den anden tværtimod vil fungere i en lavere nominel tilstand.

Det anbefales ikke at tilslutte flere LED'er end bestemt af driverens design. Faktum er, at enhver strømkilde har en vis maksimal tilladelig effekt, som ikke kan overskrides. Og med hver LED, der er tilsluttet en stabiliseret strømkilde, vil spændingen ved dens udgange stige med ca. 3V (hvis lysdioden er hvid), og strømmen vil som sædvanlig svare til strømmen til spændingen.

Baseret på dette drager vi konklusioner for at købe den rigtige driver til LED'er, du skal bestemme den strøm, som LED'erne forbruger, og den spænding, der falder på dem, og vælge driveren i henhold til parametrene.

For eksempel understøtter denne driver tilslutning af op til 12 lysdioder med høj effekt pr. 1W med en forbrugsstrøm på 0,4A.

Denne producerer en strøm på 1,5A og en spænding på 20 til 39V, hvilket betyder, at du kan oprette forbindelse til den, f.eks. En LED ved 1,5A, 32-36V og en effekt på 50W.

konklusion

En driver er en af ​​de typer strømforsyning, der er designet til at give LED'er med en given strøm. I princippet betyder det ikke noget, hvad denne strømkilde kaldes. Strømforsyninger kaldes strømforsyninger til LED-strimler på 12 eller 24 volt, de kan producere enhver strøm under maksimum. Når du kender de korrekte navne, er det usandsynligt, at du begår en fejl, når du køber varer i butikkerne, og du behøver ikke at ændre det.

Comments

[#1 Faza]

Husk))

[#2 Oleg]

Nyttig artikel.

[#3 Oleg]

Tak for den klare præsentation af emnet forvirret af lederne.

[#4 Anatoly]

Det er forståeligt)) ellers gjorde jeg baggrundsbelysningen af ​​bordet med arduino gennem PWM-modulet, som jeg tilsluttede strømforsyningen (!) Fra walkie-talkie))) men det viser sig umuligt)) eller uønsket.

[#5 Alex gald]

Jeg ved ikke, hvad de "ledere", der var ukendt for mig, sagde til forfatteren af ​​artiklen))) men denne artikel synder med logiske og tekniske uoverensstemmelser. Hvorfor forfatteren også trak billys hit - jeg forstår slet ikke. Følelsen af ​​at forfatteren heller ikke forstår dette. Ved en god procentdel af 70 fra denne artikel skal du smide den "praktiske del" med nogle ændringsforslag ud og lade være med, så vil den sandsynligvis være virkelig forståelig. "Teoretisk" information om aktuelle kilder og spændingskilder bør kastes uden fejl, da dumhed er komplet, når man overvejer det i hovedspørgsmålet i artiklen, som denne “teori” absolut ikke har noget at gøre med.
Et levende eksempel på dette er omtalen af ​​tændspolen. Og her er den aktuelle kilde? Intet at gøre med det, og det har intet at gøre med den aktuelle kilde, et helt andet princip.
Faktisk er alt enklere.Der er ingen strømkilder eller spændingskilder med egenskaberne beskrevet af forfatterne i praksis. Der er konventionelle strømforsyninger med den endelige strøm (vi kan tale om nominel strøm), der producerer den spænding, som designerne leverer. Strømmen afhænger af belastningsmodstanden og den effekt, som denne strømkilde er i stand til at levere.
simpel real strømkilden (eller spændingen, som stort set er den samme i vores tilfælde) har en ustabil udgangsspænding, der varierer afhængigt af belastningsstrømmen. Ved hjælp af et relativt enkelt elektronisk kredsløb kan vi stabilisere strømkildens udgangsspænding eller stabilisere udgangsstrømmen.
I princippet fungerer chaufføren også med en sådan stabilisator. Det er nødvendigt, hvor kildespændingen er ustabil og konstant skifter, for eksempel når den bruges i en bil, hvor generatorens spænding kan ændre sig og normalt er højere end den beregnede 12V.
Hvor en strømstabilisator er nødvendig, og hvor en spænding er nødvendig er et bestemt problem, bruger de normalt spændingsstabilisering, er det lettere. Og det er mere logisk for belysning, når LED-lamper allerede er klassificeret for en bestemt spænding.

PWM-modulet kan også bruges, og det bruges aktivt til at justere lysstyrken, for eksempel i baggrundsbelysningen på skærme og tv'er. Det faktum, at dette er "uønskede" producenter af skærme, ved ikke noget))) eller ikke ønsker at vide, fordi dette er den nemmeste og billigste måde.

Det er måske ikke så detaljeret som i artiklen))) og noget rodet, men et sted for forenklet, men (ser det ud til for mig) mere præcist.

[#6 Dmitry]

Jeg er helt enig i den forrige kommentar, artiklen forklarer ikke kun essensen af ​​emnet, men er også vildledende!

[#7 Marat]

Artiklen er virkelig skrevet af en person, der forstår, hvad han skriver om (dette sker sjældent nu). Jeg har personligt modtaget et udtømmende svar på mit spørgsmål. Tak

[#8 Paul]

Tak for denne kommentar! Hvor mange læste ikke beskrivelserne af, hvad en nuværende kilde er, og alle beskrivelserne stemte ikke overens med mine logiske konklusioner, og takket være din kommentar kom alt sammen, du beskrev den aktuelle kilde nøjagtigt, som jeg forstod den. Jeg udtrykker min taknemmelighed til forfatteren af ​​den femte kommentar, Alex Gall.

[#9 Eugene]

Alexei, fortæl mig, for et bånd med ws2815 12-volt dioder, har jeg brug for en driver med strømbegrænsning eller en strømforsyning med spændingsbegrænsning? Ser det ud til, at båndet ikke har nogen strømbegrænsende modstand?