• Welcome to Българска Аквариумна Енциклопедия. Please login or sign up.
 
  • Професионална поддръжка на аквариуми
  • Killiman Ltd

Как да изберем захранване за LED

Започната от petko, 26.01.2015 17:42

« назад - напред »

0 Потребители и 1 Гост преглежда(т) тази тема.

petko

Все повече въпроси възникват ,какво захранване да изберем за LED осветление си.Това зависи ,на какво сме се спрели, LED ленти или мощни диоди.
Основно захранванията се делят на два вида.Такива ,които стабилизират напрежението и такива стабилизиращи тока(наричани още токови драйвери).
Разликата между тях е в това ,кой параметър стабилизират(постоянен).
При тези които стабилизират напрежението,на изхода имаме точно определено напрежение докато тока варира според включения консуматор.
Токовите драйвери осигуряват на изхода си постоянен ток докато напрежението варира в някакви граници.
Какво трябва да знаем за диодите.
Те имат номинално напрежение на работа,което варира 2,5 – 3,7V в зависимост от диода.Номинален ток, който е по-важния параметър за диода,за мен по-важния параметър.
Например един диод,ако го захраним с напрежение под или до неговия номинал ,през диода ще имаме ток под неговия номинал и няма да повредим диода.
Обаче,ако искаме да  захраним диод с по-високо напрежение например 12V,трябва да осигурим ограничаване на тока през диода до безопасна стойност.
Какво представлява една LED лента независимо от нейния тип(мощност,брой диоди на метър).Производителите са ги разделили на отделни модулчета по три диода и резистор.
https://aquariumbg.com/forum/proxy.php?request=http%3A%2F%2Fs30.postimg.cc%2F4x60j8bu5%2FIMG_1244.jpg&hash=13fc9ba9f3c63795f11903b20f32d411fbf7a5a1

  Защо три диода?
За да може да се захранва със стандартно (и едно от най-разпространените) захранвания на 12V. Това напрежение превишава сбора на номиналните напрежения на три диода.
3 х 3,5V = 10,5V
Затова слагат резистор,с който ограничават тока до безопасна стойност.
При избора на захранване трябва единствено да вземем под внимание общата мощност на  използваната LED лента.За всеки тип лента се дава мощноста за един метър.
Как да го сметнем?
Да вземем например един метър лента с 60 диода на метър диоди 5050,за нея дават 14,4W на метър.
P=V.A
А =P/V=14,4 / 12= 1,2А
Където P е общата мощност на използваната лента.
V-захранващото напрежение,а то е 12V.
А- нужния ток за захранване на лентата
или иначе казано за да захраним един метър такава лента ни е нужно захранване 12V с минимален ток 1,2A.Желателно е да изберем захранване ,което надвишава минималния ни нужен ток с 10-20%.Спокойно можем със захранване 12V 3A да захраним този един метър лента и ще имаме резерв за още един метър лента.
Можем да регулираме яркоста на лентата,като променяме напрежението или чрез ШИМ.

Как да захраним мощни диоди?
Тук въпроса е малко по-сложен.За разлика от LED лентите те нямат вградени ограничаващи резистори и трябва ние да стабилизираме тока.Затова се използват така наречените LED драйвери, при които константа е тока за разлика от захранването за лентите.
Тези диоди също имат номинално напрежение и номинален ток,които се дават в спецификациите за съответния диод.
Обикновенно мощните диоди са от 1W до 5W и им е нужен ток от 350мА до 1500мА.
Диодите от 10W и нагоре представляват матрици,при които по определен начин са свързани диоди от 1W или 3W.
Ще разгледаме например мощен 1W диод с номинално напрежение 3,5V и ток 350мА.
Как да го захраним без това да доведе до неговата повреда?
Ще започна малко от по-далеч.
Най-простата схемичка е последователно към него да свържем подходящ резистор.
https://aquariumbg.com/forum/proxy.php?request=http%3A%2F%2Fs28.postimg.cc%2Ffx2kcnct5%2Fimage.gif&hash=5b37a2fb8d81b72431374a797d611c2c8b2126f8


Какво се получава при захранване със стандартно захранване 12V.
За диода е нужно 3,5V 0,350А
Да сметнем резистора,той трябва да ограничи тока до 0,350А
R = V-Vled / I
R = 12-3,5 / 0,35= 25 Ом
Трябва ни резистор със съпротивление 25ома , но какво става с останалото напрежение 12 - 3,5 = 8,5V ,то трябва да се поеме от резистора и да се отдели като топлина.Трябва ни резистор с мощност
P = V . I = 8,5 . 0.35 = 3W
При тази схема КПД е малко,защото губим много в резистора,а и той ще грее повече от самия диод.
Тази схема е приложима при по-малки токове на диодите ,както е при диодните LED ленти.
Затова при мощните диоди се използват токови драйвери.
Можем и сами да си направим такъв драйвер.Прилагам една проста схема,но достатъчно надеждна.

https://aquariumbg.com/forum/proxy.php?request=http%3A%2F%2Fs30.postimg.cc%2Fx5gl2d0q5%2Fimage.gif&hash=7873a040edb883100d2695efc0fd85e937c3a41e

  Използваме два трнзистора и два резистора.С резистора R2 определяме тока ,който да протича през диода.Няма да описвам самата работа на схемата.
За да осигурим ток 0,35А през диода ни трябва резистор
R = 0.650 / I = 0,650 / 0,35 = 1,8 Ома резистор
Или за ток 0,7А имаме
R = 0,65 / 0,7 = 0.9 Oма резистор
Но по важно, е че за мощноста на резистора респективно неговото разсейване имаме много по-малка стойност.
Р = V. I = 0,65 . 0.35 = 0,25W
Разликата е очевидна с онези 3W.
При тази схема и захранване 12V можем да свържем 1-3 диода последователно.
При три диода КПД е по-високо.
Съответно при 24V захранващо напрежение до 6 диода последователно.

В момента на пазара има много готови решения (драйвери) за захранване на мощни диоди.
Тук възниква въпроса.Как да разберем ,кое е подходящо за моя случай?
Обикновено на LED драйверите има надписи на който е означен тока ,а напрежението е дадено в някаква граница.
Например
Constant current – постоянен ток.
Изходен ток - 0.7A
Изходно напрежение - 12÷30V

Колко диода можем да свържем към такова захранване? Как да ги сметнем?
Няколко диода можем основно да ги  свържем по два начина - последователно и паралелно.
https://aquariumbg.com/forum/proxy.php?request=http%3A%2F%2Fs28.postimg.cc%2Flo1xhuzkp%2Fimage.gif&hash=70763ea22516b225d3ac9f0d386cfa834df38f63

При последователно свързване се сборуват номиналните напрежения на всички диоди докато тока през тях е един и същ.Като този сбор трябва да е в диапазона на напрежението ,което осигурява драйвера.
Например
Трябват ни диоди с допустим ток 0,7А (3W диоди).
Ако приемем ,че използваме диоди с напрежение 3,5V делим диапазона на напрежението от драйвера на напрежението на един диод. 
12 / 3,5 = 3,4
30 / 3,5 = 8,5
Получаваме ,че към това захранване можем да свържем от 4 до 8 диода с напрежение 3,5V всеки.
При това свързване можем да ползваме различен тип диоди по номинално напрежение.
Ако имаме 3 диода с номинално напрежение от 2,7V получаваме
3 х 2,7 = 8,1V
Към тях можем да добавим от 2 до 6 диода с напрежение 3,5V
12 - 8,1 = 3,9V
30 – 8,1 = 21,9V
Така,че сбора на напреженията от всички диоди да е над 12V и под 30V.

При паралелно свързване,сбора на напрежението на диодите във всеки клон трябва да е в границата 12-30V,но тока се разделя по- равно
0.7 / Х,където Х е броя на клоновете или ако имаме 2 клона получаваме
0,7 / 2 = 0,35А за всеки клон.
Което е равносилно на 1W диоди.сметките за напрежението са същите.
Но,едно голямо" НО" всички клонове трябва да са равнозначни.Каквито диоди ползваме в единия клон (по вид),такива трябав да се използват и в другите клонове.
А най-добре от една партида.
По този начин можем да разберем на дадено захранване,колко и какви диоди можем да свържем.

Обратния случай имаме Х-диода.Как да изберем захранване?
Първо трябва да си изясним как искаме да ги свържем.Колко канала по колко диода на канал?И като си изясниме това смятаме какви и колко драйвера ще са ни нужни.
Да вземем например ,че искаме да свържем 24 диода по 1W с номинали 3,5V и 0,350А.
Избрали сме да ги свържем в три канала по 8 диода.Препоръчвам да се свързват последователно тъй като не сме сигурни ,че са от една партида.По този начин можем да си свържем и различни по номинално напрежение диоди
Получаваме
8 х 3,5 = 28V
Така,че ни трябват 3бр.драйвери,които ни осигоряват стабилизиран ток 0,35А и диапазона на напрежението да осигурява 28V.
Хубаво е нужното ни напрежение за диодите да е около средата на диапазона на драйвера.Например драйвер 0,350А и напрежение 22-36V.
По този начин можем да си свържем и различни по номинално напрежение диоди.
Като си пресмятаме съответните напрежения.
По същия начин можем да сметнем и за по-мощни диоди 3,5,10,20W и т.н.Като знаем номиналния им ток и напрежение.
Да вземем например и 10W диодна матрица с номинали 11V и 0,9А.Искаме да свържем две такива матрици.
При последователно свързване ни трябва драйвер,който осигурява 0,9А и диапазона на напрежението му да покрива 22V.
При паралелно свързване ни трябва драйвер,който осигурява ток 1,8А  и диапазон на напрежението 11V.
Има няколко вида драйвери за мощни диоди,такива които се захранван направо от захранващата мрежа 220V и такива които се захранват с постоянно напрежение.
Друг показател е възможноста за регулиране на изходния ток ( димиране).Някои имат възможност други нямат.За мен по добрия вариант за аквариуми е да се ползват регулируеми драйвери.Така можем без никакъв проблем да си регулираме осветеноста в аквариума според моментните нужди.
Към горния пример за драйвер направи си сам,може много лесно да се направи да се регулира PWM от контролер или друг генератор.
https://aquariumbg.com/forum/proxy.php?request=http%3A%2F%2Fs30.postimg.cc%2Fmnhcf4l4d%2Fimage.gif&hash=5d27ea6a6e6e6c943e98f9102d9b86c0363803fa

Да наблегна на още една особеност.
В началото споменах,че ако не превишим номиналното напрежение на диода няма да се превиши и номиналния ток.
Например да свържем 4 диода с номинално напрежение 3,5V на захранване 12V с нестабилизиран ток.
4 х 3,5 = 14V
Първоначално няма да има проблеми,но постепено диода загрява ,с което се променя неговото съпротивление(то намалява).И тъй като си има закони и напрежение,ток и съпротивление са взаимно свързани.
I = V / R
Тъй като напрежението ни е константа се получава увеличаване на тока през диода,което ще доведе до по-голямо загряване на диода и най-вероятно до неговата повреда.Затова се налага да се стабилизира тока през диода.
Накратко е това.Дано да послужи на някой в избора на захранване за LED.
Автор petko

niky

 *privet*
Ако си съгласен ще копирам статията и на сайта.

petko

Нямам нищо на против.
Опитал съм се малко на разбираем език без сложни термини да обясня.Дано съм успял.

sVGNsali

Браво колега. Супер е темата!
Каква е разликата между майстора и чирака? Времето.

Tracker

Браво и от мен *THUMBS UP*.
В един момент става доста объркващо,като при схемата с последователно свързани диода. Изчисляваш с напрежение U=0,650 V но не се разбира защо е така, а и освен загуба на мощност в съпротивление R2 от 0,25 W ще има за губи на мощност и в двата транзистора макар и малки.
Не го приемай, като критика  *thanks просто уточнявам за тези който не са на ти с електротехниката.
Може в статията да се допълни и нуждата от подходящо охлаждане на диодите или 
диоднаматрица . :-) *privet*
Hagen, Aquarien-Set "Marina Basic 54"
2x15 [w]: GLO, Sera plant color
Sera fil 120
Sera heater, 50 [w]

petko

Напрежението 0,65 е напрежението нужно на транзистора Т1 да се отпуши и съответно да запуши Т2. Това е и на кратко работата на схемата.Загуби има само в Т2. 

Публикациите са слети: 26.01.2015 20:08

Цитат на: Tracker - 26.01.2015 19:27
Може в статията да се допълни и нуждата от подходящо охлаждане на диодите или 
диоднаматрица . :-) *privet*
Някой ден. :-)

Similar topics (3)

52255

Публикации: 3
Прегледи: 2718

38372

Публикации: 33
Прегледи: 18609

53086

Публикации: 7
Прегледи: 4509