Wat is het verschil tussen een voeding en een driver voor LED's: theorie en praktijk, alles wat u moet weten

Notitie van de auteur: “Het netwerk heeft een vrij grote hoeveelheid informatie over de kracht van LED-producten, maar toen ik het materiaal voor dit artikel aan het voorbereiden was, vond ik veel absurde informatie op sites bovenaan de resultaten van zoekmachines. In dit geval is er sprake van een volledige afwezigheid of een onjuiste perceptie van theoretische basisinformatie en concepten. ”

LED's zijn tot op heden de meest efficiënte van alle gangbare lichtbronnen. Problemen liggen ook ten grondslag aan efficiëntie, bijvoorbeeld de hoge vereiste voor de stabiliteit van de stroom die hen voedt, en de slechte tolerantie van complexe thermische bedrijfsomstandigheden (bij verhoogde temperaturen). Vandaar de taak om deze problemen op te lossen. Laten we eens kijken hoe de concepten van voeding en driver verschillen. Laten we om te beginnen dieper ingaan op de theorie.

Huidige bron en spanningsbron

Voeding - dit is een generieke naam voor een onderdeel van een elektronisch apparaat of andere elektrische apparatuur die stroom levert en regelt om deze apparatuur van stroom te voorzien. Het kan zowel binnen als buiten het apparaat worden geplaatst, in een afzonderlijk geval.

bestuurder - de generieke naam van een gespecialiseerde bron, schakelaar of stroomregelaar voor specifieke elektrische apparatuur.

Er zijn twee hoofdtypen stroombronnen:

• Spanningsbron.

• Huidige bron.

Laten we eens kijken naar hun verschillen.

Spanningsbron - dit is zo'n krachtbron en de spanning aan de uitgang verandert niet wanneer de uitgangsstroom verandert.

Voor een ideale spanningsbron is de interne weerstand nul en kan de uitgangsstroom oneindig groot zijn. In werkelijkheid is de situatie anders.

Elke spanningsbron heeft een interne weerstand. In dit opzicht kan de spanning enigszins afwijken van de nominale waarde wanneer een krachtige belasting is aangesloten (krachtig - lage weerstand, hoge stroomverbruik), en de uitgangsstroom wordt bepaald door het interne apparaat.

Voor een echte spanningsbron is de noodbedrijfsmodus kortsluitmodus. In deze modus neemt de stroom sterk toe, deze wordt alleen beperkt door de interne weerstand van de stroombron. Als de voeding geen kortsluitbeveiliging heeft, zal deze falen

Huidige bron - dit is een stroombron waarvan de stroom ingesteld blijft ongeacht de weerstand van de aangesloten belasting.

Omdat het doel van de huidige bron is om een ​​bepaald huidig ​​niveau te handhaven. De noodbedrijfsmodus daarvoor is de inactieve modus.

Als u de reden in eenvoudige woorden verklaart, is de situatie als volgt: stel dat u een belasting van 1 ohm met een weerstand van 1 Ohm op de stroombron hebt aangesloten, dan wordt de spanning aan de uitgang ingesteld op 1 Volt. Een vermogen van 1 W zal opvallen.

Als u de belastingsweerstand verhoogt, bijvoorbeeld tot 10 Ohm, dan is de stroom 1A en is de spanning al ingesteld op 10V. Dus wordt er 10 W vermogen toegewezen. En omgekeerd, als u de weerstand verlaagt tot 0,1 Ohm, is de stroom nog steeds 1A en wordt de spanning 0,1V.

Stationair draaien is de toestand waarin niets is aangesloten op de klemmen van de stroombron. Dan kunnen we zeggen dat bij inactiviteit de belastingsweerstand erg groot is (oneindig). De spanning zal toenemen totdat een stroom van 1A stroomt. In de praktijk kunt u voor een voorbeeld van een dergelijke situatie de bobine van een auto meenemen.

De spanning op de elektroden van de bougie, wanneer het voedingscircuit van de primaire wikkeling van de spoel opent, stijgt totdat de waarde de doorslagspanning van de vonkbrug bereikt,waarna een stroom door de vonk vloeit en de in de spoel geaccumuleerde energie wordt afgevoerd.

Een kortsluiting voor een stroombron is geen noodbediening. In het geval van kortsluiting neigt de belastingsweerstand van de voeding naar nul, d.w.z. het is oneindig klein. Dan zal de spanning aan de uitgang van de stroombron geschikt zijn voor de stroom van een gegeven stroom en is het toegewezen vermogen te verwaarlozen.

Laten we verder gaan met oefenen

Als we het hebben over moderne nomenclatuur of namen die door marketeers in plaats van ingenieurs aan stroombronnen worden gegeven stroomvoorziening gewoonlijk een spanningsbron genoemd.

Deze omvatten:

• Oplader voor een mobiele telefoon (hierin wordt de conversie van waarden naar de vereiste laadstroom en spanning uitgevoerd door converters die op het bord van het laadapparaat zijn geïnstalleerd).

• De voedingseenheid voor de laptop.

• Voeding voor LED-strip.

Een stuurprogramma is een huidige bron. Het belangrijkste gebruik in het dagelijks leven is de voeding van het individu LED's en LED-arrays beide zijn gewoon hoog vermogen van 0,5 watt.

LED vermogen

Aan het begin van het artikel werd vermeld dat de LED zeer hoge stroomvereisten heeft. Het feit is dat de LED wordt gevoed door stroom. Dit komt door stroomspanningskarakteristiek van alle halfgeleiderdiodes. Kijk haar eens.

In de afbeelding I-V-kenmerken van diodes van verschillende kleuren:

Deze vorm van de tak (dicht bij een parabool) is te wijten aan de kenmerken van de halfgeleiders en onzuiverheden die erin worden geïntroduceerd, evenals de kenmerken van de pn-overgang. De stroom, wanneer de spanning die op de diode wordt aangelegd bijna minder is dan de drempel, neemt niet toe, of beter gezegd, de groei is te verwaarlozen. Wanneer de spanning op de klemmen van de diode een drempelniveau bereikt, begint de stroom scherp door de diode te stijgen.

Als de stroom door de weerstand lineair groeit en afhankelijk is van zijn weerstand en de aangelegde spanning, dan voldoet de toename in stroom door de diode niet aan deze wet. En met een toename van de spanning met 1%, kan de stroom met 100% of meer toenemen.

Bovendien neemt in metalen de weerstand toe met toenemende temperatuur, en in halfgeleiders daarentegen neemt de weerstand af en begint de stroom toe te nemen.

Om de redenen hiervoor te achterhalen, moet je dieper ingaan op de cursus "Physical Fundamentals of Electronics" en de soorten ladingsdragers, de band gap en andere interessante dingen ontdekken, maar we zullen dit niet doen, we hebben deze kwesties kort onderzocht in een artikel over bipolaire transistoren.

In de technische specificaties wordt de drempelspanning aangeduid als de spanningsval in voorwaartse voorspanning, voor witte LED's, meestal ongeveer 3 volt.

Op het eerste gezicht lijkt het misschien genoeg in het ontwerp- en productiestadium van de lamp stroombegrenzende weerstanden en stel een stabiele spanning in aan de uitgang van de voeding en alles komt goed. Ze doen dit op LED-strips, maar ze worden gevoed door gestabiliseerde stroombronnen en het vermogen van de LED's die in de strips worden gebruikt, is vaak * klein, tienden of honderdsten van een watt.

* (als we het niet hebben over tapes en strips met 5730 LED's, zie het artikel voor meer informatie over soorten SMD-LED's - Typen, kenmerken en labels van SMD-LED's)

Krachtige LED's, die worden aanbevolen om te worden aangedreven door stuurprogramma's, worden behoorlijk sterk verwarmd. Een LED van 1 W wordt bijvoorbeeld in een paar 5-15 seconden zonder verwarming verwarmd tot een temperatuur boven 50 graden.

Als een dergelijke LED wordt aangedreven door een driver met een stabiele uitgangsstroom, dan zal wanneer de LED wordt verwarmd, de stroom erdoorheen niet toenemen, maar zal ongewijzigd blijven, en de spanning op zijn terminals zal hiervoor iets afnemen.

En als van de voeding (spanningsbron), na verwarming, de stroom zal toenemen, van waaruit de verwarming nog sterker zal zijn.

Er is nog een factor - de kenmerken van alle LED's (evenals andere elementen) zijn altijd verschillend.

Keuze van driver: kenmerken, verbinding

Voor de juiste selectie van stuurprogramma's moet u vertrouwd raken met de technische kenmerken, de belangrijkste zijn:

• Nominale uitgangsstroom;

• Maximale kracht;

• Minimaal vermogen. Niet altijd aangegeven. Het feit is dat sommige stuurprogramma's niet starten als er een belasting van minder dan een bepaald vermogen op is aangesloten.

Vaak geven ze in winkels in plaats van stroom aan:

• Nominale uitgangsstroom;

• Het bereik van uitgangsspanningen in de vorm van (min.) V ... (max.) V, bijvoorbeeld 3-15V.

• Het aantal aangesloten LED's, afhankelijk van het spanningsbereik, wordt geschreven als (min) ... (max), bijvoorbeeld 1-3 LED's.

Omdat de stroom door alle elementen hetzelfde is wanneer ze in serie worden aangesloten, zijn de LED's daarom in serie verbonden met de driver.

Tegelijkertijd is het ongewenst (tamelijk onmogelijk) om de LED's op de driver aan te sluiten, omdat de spanningsval op de LED's enigszins kan variëren en één overbelast zal zijn en de tweede daarentegen in een lagere nominale modus zal werken.

Het wordt niet aanbevolen om meer LED's aan te sluiten dan bepaald door het ontwerp van de driver. Het feit is dat elke stroombron een bepaald maximaal toelaatbaar vermogen heeft, dat niet kan worden overschreden. En met elke LED aangesloten op een gestabiliseerde stroombron, zal de spanning aan de uitgangen toenemen met ongeveer 3V (als de LED wit is), en het vermogen is zoals gewoonlijk gelijk aan de stroom naar spanning.

Op basis hiervan trekken we conclusies om de juiste driver voor LED's te kopen, u moet de stroom bepalen die de LED's verbruiken en de spanning die erop valt, en de driver selecteren volgens de parameters.

Deze driver ondersteunt bijvoorbeeld het aansluiten van maximaal 12 krachtige LED's per 1 W, met een stroomverbruik van 0,4 A.

Deze produceert een stroom van 1,5 A en een spanning van 20 tot 39 V, wat betekent dat u er bijvoorbeeld een LED op 1,5 A, 32-36 V en een vermogen van 50 W op kunt aansluiten.

conclusie

Een driver is een van de soorten voeding die is ontworpen om LED's van een bepaalde stroom te voorzien. In principe maakt het niet uit hoe deze stroombron wordt genoemd. Voedingen worden voedingen genoemd voor LED-strips van 12 of 24 Volt, ze kunnen elke stroom onder het maximum produceren. Als u de juiste namen kent, is het onwaarschijnlijk dat u een fout maakt bij het kopen van goederen in winkels en hoeft u deze niet te wijzigen.