Visa tiesa apie pritemdytus LED žibintus: pritemdikliai, vairuotojai ir teorija

Šviesos šaltinių ryškumo reguliavimas naudojamas norint patogiai apšviesti kambarį ar darbo vietą. Reguliuojant ryškumą, galima sudėlioti kelias grandines, kurios įjungiamos atskirais jungikliais. Tokiu atveju gausite laipsnišką apšvietimo pakeitimą, taip pat atskiras šviečiančias ir išjungtas lempas, kurios gali sukelti nepatogumų.

Stilingas ir tinkamas dizaino sprendimas apima sklandų bendrojo apšvietimo reguliavimą, jei visos lempos dega. Tai leidžia sukurti ir intymią aplinką atsipalaidavimui, ir ryškią šventėms ar darbui su mažomis detalėmis.

Anksčiau, kai pagrindiniai šviesos šaltiniai buvo kaitrinės lempos ir prožektoriai su halogeninėmis lempomis, reguliavimo problemų nebuvo. Buvo naudojamas įprastas 220 V dimmeris ant triac (arba tiristoriai). Paprastai tai buvo jungiklio pavidalu, o ne raktai buvo sukama rankenėle.

Atsiradus energijos taupymui (kompaktiškos fluorescencinės lempos), o vėliau ir šviesos diodams, toks požiūris tapo neįmanomas. Pastaruoju metu didžiąją dalį šviesos šaltinių sudaro LED lempos ir lemputės, o kaitinamąsias lempas daugelyje šalių draudžiama naudoti apšvietimui.

Įdomu tai, kad ant buitinių kaitrinių lempų pakuočių jie dabar nurodo kažką panašaus: „Elektrinis šilumos radiatorius“.

Šiame straipsnyje jūs sužinosite apie šviesos diodų ryškumo reguliavimo principą, taip pat apie tai, kaip jis atrodo praktiškai.

Teorija

Bet kokia puslaidininkinis diodas - Tai elektroninis įtaisas, kuris perduoda srovę viena kryptimi. Šiuo atveju dabartinis srautas neturi tiesinės priklausomybės nuo naudojamos įtampos, greičiau jis primena parabolės šaką. Tai reiškia, kad kai įjungiate nedidelę įtampą šviesos diodui, srovė neateis.

Srovė teka per ją tik tada, kai diodo įtampa viršija slenkstinę vertę. Paprastiems lygintuvo diodams jis svyruoja nuo 0,3 V iki 0,8 V, priklausomai nuo medžiagos, iš kurios pagamintas diodas. Silicio diodai naudoja apie 0,7 V, germanio - 0,3 V. Šotkio diodai, kurių galia 0,3 V.

LED nebuvo išimtis. Baltojo šviesos diodo slenkstinė įtampa yra apie 3 V, paprastai tai priklauso nuo puslaidininkio, iš kurio jis pagamintas, nuo to priklauso jo spindesio spalva. Taigi, raudoname šviesos diode įtampa yra apie 1,7 V. Pasiekus šią įtampą, srovė tekės ir šviesos diodas užsidegs. Žemiau matote šviesos diodo srovės ir įtampos charakteristikas.

Šviesos diodo ryškumas priklauso nuo per jį tekančios srovės stiprio. Tai atsispindi žemiau pateiktoje diagramoje.

Idealios teorinės šviesos diodo ryškumas linijiškai priklauso nuo srovės, tačiau iš tikrųjų viskas yra šiek tiek kitaip. Taip yra dėl skirtingo diodo atsparumo ir jo šilumos nuostolių.

Tai reiškia:

Šviesos diodas yra įrenginys, kurį maitina srovė, o ne įtampa. Atitinkamai, norėdami sureguliuoti jo ryškumą, turite pakeisti esamą stiprumą.

Žinoma, srovės stipris priklauso nuo naudojamos įtampos, tačiau, kaip galima spręsti iš pirmojo grafiko, net nedidelis įtampos pokytis lemia neproporcingą srovės padidėjimą.

Todėl ryškumo reguliavimas paprastu reostatu yra beprasmis pratimas. Esant tokiai schemai, kai sumažėja reostato varža, staiga užsidega šviesos diodas, o po jo ryškumo šiek tiek padidės, tada, pritaikius per didelę įtampą, jis pradės įkaisti ir sugesti.

Iš čia kyla užduotis: Sureguliuokite srovę tam tikra įtampos verte, šiek tiek pakeisdami.

Šviesos diodų ryškumo reguliavimo būdai: linijiniai "analoginiai" reguliatoriai

Pirmas dalykas, kuris ateina į galvą, yra naudoti dvipolį tranzistorių, nes jo išėjimo srovė (kolektorius) priklauso nuo įvesties srovės (bazės), įtrauktos į bendrą kolektoriaus grandinę. Mes jau apsvarstėme jų darbą. dideliame straipsnyje apie bipolinius tranzistorius.

Veikimo principas:

Bazinę srovę keičiate keičiant įtampos kritimą emiterio ir bazės sankryžoje potenciometro R2 pagalba, rezistoriai R1 ir R3 reikalingi norint apriboti srovę maksimaliu atviruoju tranzistoriumi, apskaičiuotu pagal formulę:

R = (U maitinimo elemento U kritimas ant šviesos diodų - U kritimas ant tranzistoriaus) / I lemputė.

Aš patikrinau šią grandinę, ji gana gerai reguliuoja srovę per šviesos diodus ir šviesos ryškumą, tačiau tam tikrose potenciometro vietose pastebimas žingsniavimo laipsnis, galbūt dėl ​​to, kad potenciometras buvo logaritminis, ir galbūt dėl ​​to, kad bet kokia tranzistoriaus pn jungtis yra vienoda. diodas su tuo pačiu CVC.

Šiai užduočiai geriau tinka dabartinė stabilizatoriaus grandinė. ant reguliuojamo stabilizatoriaus LM317, nors jis dažniau naudojamas kaip įtampos stabilizatorius.

Jis taip pat gali būti naudojamas fiksuotai srovei gauti esant pastoviai įtampai. Tai ypač naudinga, kai šviesos diodai jungiami prie automobilio borto tinklo, kur įtampa tinkle su išjungtu varikliu yra apie 11,7–12 V, o likviduojant ji siekia 14,7 V, skirtumas yra didesnis nei 10%. Taip pat puikiai veikia, kai maitinamas iš maitinimo šaltinio.

Išvesties srovę apskaičiuoti gana paprasta:

Pasirodo gana kompaktiškas sprendimas:

Šis metodas nesiskiria dideliu efektyvumu, jis priklauso nuo įtampos skirtumo tarp stabilizatoriaus įėjimo ir jo išėjimo. Visa įtampa „perdega“ LM-ke. Galios nuostoliai nustatomi pagal formulę:

P = Uin-Uout / I

Norint padidinti valdiklio efektyvumą, reikia radikaliai kitokio požiūrio - impulsų valdiklio arba PWM valdiklio.

Ryškumo reguliavimo būdai: PWM reguliavimas

PWM reiškia impulsų pločio moduliavimą. Tai pagrįsta apkrovos galios įjungimu ir išjungimu dideliu greičiu. Taigi, mes gauname srovės pokyčius per LED, nes kiekvieną kartą jis gauna visą įtampą, reikalingą jam atidaryti. Jis greitai įsijungia ir išsijungia esant visam ryškumui, tačiau dėl regos inercijos to nepastebime ir atrodo, kad sumažėja ryškumas.

Taikant šį metodą, šviesos šaltinis gali sukelti virpulius, nerekomenduojama naudoti šviesos šaltinių, kurių virpėjimas yra didesnis nei 10%. Išsamios kiekvieno tipo kambario vertės yra aprašytos SNIP-23-05-95 (arba 2010).

Darbas pulsuojančioje šviesoje sukelia padidėjusį nuovargį, galvos skausmą, taip pat gali sukelti stroboskopinį efektą, kai besisukančios dalys atrodo nejudančios. Tai nepriimtina dirbant su tekinimo staklėmis, su grąžtais ir kitais dalykais.

Yra labai daug grandinių ir variantų, kaip vykdyti PWM valdiklius, todėl jų išvardyti beprasmiška. Paprasčiausias pasirinkimas yra surinkti PWM valdiklį remiantis laikmačio lustu NE555. Tai yra populiarus lustas. Žemiau matote tokio LED pritemdiklio schemą:

Bet iš tikrųjų tai yra viena ir ta pati grandinė, skirtumas yra tas, kad čia neįtrauktas galios tranzistorius ir jis yra tinkamas sureguliuoti 1-2 mažos galios šviesos diodus, kurių srovė yra pora dešimčių milimetrų. Taip pat iš jo neįtrauktas 555 lusto įtampos stabilizatorius.

Kaip sureguliuoti 220 V LED lempų ryškumą

Atsakymas į šį klausimą yra paprastas: paprastos led lemputės praktiškai nereglamentuojama - t.y. jokiu būdu. Norėdami tai padaryti, parduodamos specialios pritemdomos LED lempos, tai parašyta ant pakuotės arba nubrėžta pritemdytojo piktograma.

Turbūt plačiausią pritemdomų LED lempų asortimentą pristato „GAUSS“ - įvairių formų, dizaino ir lizdų.

Kodėl neįmanoma pritemdyti 220 V LED lempų

Faktas yra tas, kad įprastų LED lempų maitinimo grandinė yra pastatyta arba remiantis balasto (kondensatoriaus) maitinimo šaltiniu. Arba diagramoje pirmosios rūšies paprasčiausias impulsinis keitiklis. Savo ruožtu 220V pritemdikliai tiesiog nustato efektyviosios įtampos vertę.

Darbo priekyje yra tokie pritemdymai:

1. Dimmeriai, nupjaunantys priekinį pusės bangos kraštą (priekinį kraštą). Būtent tokios schemos dažniausiai aptinkamos namų ūkio reguliatoriuose. Čia yra jų išėjimo įtampos diagrama:

2. Dimmeriai, nupjaunantys pusės bangos galinį kraštą („Falling Edge“). Įvairūs šaltiniai teigia, kad tokie reguliatoriai geriau veikia tiek su įprastomis, tiek su pritemdomomis LED lempomis. Bet jie yra daug retesni.

Tai reiškia:

Įprastos LED lempos praktiškai nepakeis ryškumo tokiu pritemdytuvu, be to, tai gali pagreitinti jų gedimą. Poveikis yra toks pat kaip reostato grandinėje, parodytoje ankstesniame straipsnio skyriuje.

Verta paminėti, kad dauguma pigių reguliuojamų LED lempų elgiasi lygiai taip pat, kaip paprastos, tačiau kainuoja brangiau.

LED lempų ryškumo reguliavimas - racionalus 12 V sprendimas

Pavyzdžiui, 12 V LED lempos yra plačiai paskirstomos, pavyzdžiui, prožektoriams G4, GX57, G5.3 ir kiti. Faktas yra tas, kad dažnai tokiose lempose nėra jokios galios schemos. Nors kai kurie įrengti prie įėjimo diodo tiltas ir filtro kondensatoriustačiau tai neturi įtakos reguliavimo galimybei.

Tai reiškia, kad tokias lemputes galima reguliuoti naudojant PWM valdiklį.

Tokiu pat būdu kaip ir ryškumo reguliavimas LED juostelė. Paprasčiausia reguliatoriaus versija, tokia kaip ant laidų, parduotuvėse jie paprastai vadinami taip: „12–24 V dimmeris LED juostai“.

Priklausomai nuo modelio, jie atlaiko apie 10 amperų. Jei reikia naudoti gražios formos, t. Jei užuot naudoję įprastą jungiklį, galite rasti tokius jutiklinius 12 V pritvirtintuvus arba su sukama rankena parinktis.

Štai tokio sprendimo panaudojimo pavyzdys:

Anksčiau pritaikyta 12 V halogeninės lempos jie buvo maitinami elektroniniais transformatoriais, ir tai buvo puikus sprendimas. 12 voltų yra saugi įtampa. Norėdami maitinti šias lempas ant 12 V elektroninio transformatoriaus neveikia, jums reikia maitinimo šaltinio LED juostoms. Iš esmės tai yra apšvietimo pakeitimas iš halogeninių į LED lempas.

Išvada

Labiausiai pagrįstas sprendimas reguliuoti LED apšvietimo ryškumą yra naudoti 12 V lempas arba LED juosteles. Kai sumažėja ryškumas, gali mirgėti šviesa, todėl galite pabandyti naudoti kitą tvarkyklę, o jei savo rankomis darote PWM valdiklį, padidinkite PWM dažnį.