Elektrikoff09.ru

Журнал "Электросети"
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как определить мощность светодиода

Как определить мощность светодиода

С годами рынок предлагает все большее разнообразие светодиодов. Они отличаются цветом, напряжением, мощностью и т.д.
Если вам в руки попался светодиод и вы хотите его использовать, то непременно нужно разобраться какой мощности это устройство, иначе можно элементарно спалить его.
Как определить мощность светодиода? Об этом расскажем в данной статье.
Светодиод представляет собой полупроводниковый кристалл. Он может быть в корпусе или без него, но в любом случае у него будет два вывода: положительный и отрицательный. Мощностью светодиодов часто называют показатели в ваттах. Однако это не совсем верно. Это делается для простоты понимания. У светодиодов есть показатель максимума рабочего тока, при котором он может работать. А мощность зависит от количества тока, который вы ему дадите.

Особенности SMD-светодиодов

Основное визуально заметное отличие smd светодиодов от обычных состоит в конструкции их корпуса:

Обычные и SMD светодиоды

Обычные с аксиальными выводами (слева) и SMD светодиоды

Если обычный диод имеет достаточно длинные выводы для монтажа через отверстия в плате, то их smd аналоги имеют лишь небольшие контактные площадки (планарные выводы) и монтируются прямо на плату.

Монтаж светодиода

Монтаж светодиода обычным способом (слева) и методом поверхностного монтажа

Такой метод сборки называется поверхностным монтажом, отсюда и название светодиодов: smd (англ. Surface Mount Device – прибор для поверхностного монтажа). Такой монтаж наиболее прост, и его можно поручить роботам.

Сборка устройств на smd

Сборку устройств на smd компонентах можно поручить роботу

Кроме того, стал возможен эффективный отвод тепла от кристалла благодаря очень коротким, но относительно массивным выводам и тому, что прибор практически лежит на плате. Ведь несмотря на свою экономичность, сверхъяркие диоды в процессе работы нагреваются. Эта особенность конструкции позволила изготавливать очень миниатюрные, но мощные smd светодиоды, требующие хорошего отвода тепла.

Сегодня мировая промышленность выпускает множество типов smd светодиодов, отличающихся друг от друга как габаритами, так и электрическими параметрами.

Читайте так же:
Форд фокус 1 выключатель наружного освещения

Основные характеристики светодиодов. Характеристики светодиодов

Основные характеристики светодиодов подразделяются на электрические и световые. С одной стороны, электрические – это рабочий ток, напряжение, мощность. С другой стороны, световые характеристики светодиодов – световой поток, сила света (эффективность). А также цветовая температура, габариты и угол рассеивания.

Рабочий ток светодиодов

Светодиоды работают только от определенной силы тока. Эта характеристика наиболее важна для работоспособности светодиода. Даже небольшое превышение рабочей силы тока приведет к быстрой деградации светодиода. А в результате выходу его из строя. Чуть более высокое превышение силы тока ведет к мгновенному перегоранию светодиода.

Ток светодиодов, несомненно, зависит от их мощности. Более мощные светодиоды работают на более высоком токе. В светодиодных лампах и светильниках устанавливаются драйвера. Они ограничивают ток именно до тех параметров, которые нужны для светодиодов, установленных в этих приборах. Часто требуется подключить светодиод отдельно. В этом случае необходимо знать его характеристики. Для того чтобы ограничить ток соответствующим драйвером, токоограничивающим резистором или конденсатором.

Напряжение светодиодов

Рабочее напряжение светодиодов зависит от полупроводников и других химических элементов, использованных при изготовлении этих светодиодов. Применение разных типов материалов для изготовления существующих видов светодиодов ведет к излучению света различных цветов. То есть рабочее напряжение можно определить по цвету светодиода. Иначе говоря, светодиоды разных цветов имеют разное рабочее напряжение.

Для питания светодиодных лент и светильников обычно используются драйвера или блоки питания. Как правило у них на выходе 12 вольт постоянного тока. К примеру. От такого источника можно запитать цепочку из последовательно соединенных светодиодов с рабочим напряжением 3 вольта. Исключим в этом примере падение напряжения на токоограничивающем резисторе. Безусловно, такая последовательная цепь может состоять только из четырех светодиодов. Пятый светодиод, если включить его в эту цепь, работать не будет. Каждый из светодиодов, грубо говоря, забирает из 12 вольт питания по 3 вольта.

Читайте так же:
Сечение кабеля по току справочник

Эту характеристику светодиода называют напряжением падения. В данном случае у каждого из светодиодов напряжение падения составляет 3 вольта. Другими словами. Падение напряжения – это напряжение, возникающее на выводах светодиода при протекании через него прямого рабочего тока. Эту характеристику иногда и называют рабочим напряжением светодиода. Хотя, строго говоря, таких характеристик, как напряжения питания или рабочее напряжение, у светодиода нет. Как впрочем и у любого диода.

Мощность светодиодов

Мощность светодиода зависит от его рабочего тока и падения напряжения на нем. Падение напряжения разных светодиодов колеблется в диапазоне, примерно, 1,5 – 4 вольта. Рабочий ток индикаторных и маломощных светодиодов обычно составляет 15 – 20 мА. Ток мощных осветительных светодиодов может быть 150, 350, 750 мА и доходить до 1А.

Часто для повышения яркости светодиода используют повышение его рабочего тока до очень больших величин. При этом необходимо помнить. Применение для светодиодов такого большого тока ведет к их чрезмерному нагреву. А также быстрой деградации и выходу из строя. Хотя этого можно избежать. При условии, что питании светодиодов большим током, для повышения их яркости, использоваться система охлаждения. Для этого применяются достаточно массивные радиаторы из алюминия или даже меди. Более того, в некоторых случаях применяется принудительный обдув воздухом с помощью вентилятора-кулера. Хорошее охлаждение светодиодов при их работе на большом токе снижает риск потери их работоспособности. Однако, но не исключает его совсем.

Чтобы определить мощность (P) светодиода необходимо умножить напряжении (U) на силу тока (I). К примеру, мы возмем максимальные для светодиодов 4 вольта и 1 ампер. В результате мы получим самый мощный светодиод мощностью 4 Ватта. Безусловно, это будет осветительный светодиод. Несомненно, работающий от тока с не характерной, искусственно завышенной для светодиодов, силой.

Читайте так же:
Установка выключателя вико с подсветкой

Поэтому нужно понимать. Если разговор идет о 10 ваттном или даже 100 ваттном светодиоде. Несомненно, имеется в виду лампа или светильник. Они состоят из нескольких штук или десятков штук светодиодов. Или же речь идет о светодиодной сборке, например, COB типа. Иными словами, 100 кристаллов-светодиодов, каждый мощностью 1 Ватт, припаиваются на единую плату. И все это заливается слоем люминофора. Так и получается светодиод мощностью 100 Ватт.

Определение тока светодиода

Развитие технологий позволило создавать нестандартные устройства. Большинство думает, что между ними нет никаких различий, кроме цвета и размера. Однако они особенны по отдельности, не похожи друг на друга. Например, ток красных имеет одно значение, оно составляет около 20 мА. В это же время ток зеленых находится в пределах от 5 до 20 мили Ампер. Эта величина обязательна, относится к ней халатно нельзя, при этом бывают случаи, когда приходится узнавать её без конкретных характеристик.

Если Вы хотите упростить себе задачу, просто обрежьте их под острым углом небольшими кусками, отрезки монтажного провода после этого необходимо одеть на них. Это упростит задачу, исчезнет необходимо постоянного перепаивать светодиод. Далее к одному из проводов так же подсоединяете резистор 2,2 кОм, подключаете к блоку питания только в произвольной полярности. Он может не загореться, тогда необходимо поменять полярность. Как только загорелся, отключаете и ставьте «+» на проводе, который подключен к плюсу блока питания. Главное уже сделано, осталось узнать, как определить напряжение светодиода.

Собираем электрическую цепь: резистор 2,2 кОМ заменяем на 5600м для светодиодов красного цвета, сначала подключаем переменный резистор, после — миллиамперметр. Параллельно красному необходимо подключить вольтметр, у которого разрешение должно быть 0,1В. Переменный резистор устанавливается на максимальное сопротивление. Собранную электрическую цепь подключаете к блоку питания. Делать это необходимо с той полярностью, которую Вы ранее узнали. Как только светодиод начнет слабо светиться, Вам необходимо будет записать показания устройств.

Читайте так же:
Провод силовой для прокладки осветительных сетей

Осталось сделать всего пару шагов, чтобы Вы окончательно узнали, как узнать прямое напряжение данного светодиода. После подключения необходимо медленно уменьшать сопротивление, наблюдая за изменениями вольтметра. Напряжение начнет возрастать в пределах 0,3-0,5 Вольт, соответственно яркость начнет становится больше. Не забывайте, что через каждый 0,1 Вольт необходимо записывать показания.

На что обращать внимание при выборе? Во время выбора, стоит обратить внимание на следующее:

— какой корпус у устройства;
— насколько высокий рабочий ток;
— какая длина волны данного свечения;
— какой угол свечения.

Помните, что сопротивление резистора уменьшать нужно только тогда, когда напряжение будет возрастать меньше, чем ток. В этот момент у Вас получилось достигнуть оптимального тока светодиода. Дальше нет смысла увеличивать, ведь яркость больше не станет, а срок службы уменьшится.

Лучший из лучших

Рассмотрим светотехнические параметры самого яркого светодиода компании CREE – XLamp XM-L.

Cree XLamp XM-L High Power LED Star

Cree XLamp XM-L High Power LED Star

Это интересно знать! В 2010 году уникальная модель XLamp XM-L смогла стать обладателем нового мирового рекорда. Соотношение параметров яркости к мощности 160 Люм/Вт при использовании тока в 350 мА. В те времена это стало величайшим прорывом в свете осветительных изделий.

Светотехнические показатели диодных световых источников XLamp XM-L на 10W:

  • напряжение – 12V;
  • энергоэффективность – до 170 lum/W;
  • световой поток – до 850 lum при силе тока в 3А;
  • номинальная мощность – 10W;
  • допустимый ток – 3А;
  • габариты основания- 0,5*0,5 см;
  • температура света – 4000-5000К;
  • непосредственное падение показателей напряжения – не выше 2,9V.

Допустимое значение принимающего тока составляет 3А, при этом светоэлемент выдает уже порядка 910 lum. Во время своего появления рассматриваемая модель светодиодной лампы создала немало шумихи и на то время все конкурирующие компании не могли представить даже приближенный по светотехническим характеристикам образец. Именно поэтому в нашей публикации и идет речь о товаре фирмы CREE, как лидера в этом направлении осветительной техники. Не зря же говорят, что они всегда опережают своих конкурентов на один шаг!

Читайте так же:
Розетка кабельная 16а mennekes

Методы регулировки яркости светодиода

Для регулировки яркости светодиодной ленты используются два метода – широтно-импульсная модуляция (ШИМ) и аналоговое управление.

  • Аналоговое диммирование – это поддержание тока светодиода на постоянном уровне.
  • ШИМ-диммирование – управление включением и выключением тока, проходящего через светодиод. Проще говоря, светодиод загорается и гаснет с периодичностью, незаметной для глаза человека. Спектр излучения остается неизменным, поэтому цветовая температура также сохраняется.

Рассмотрим суть метода ШИМ (широтно-импульсной модуляции) для регулировки яркости светодиодной ленты. Ток подается на светодиод импульсами частотой от нескольких сотен до нескольких тысяч герц. Временные промежутки между импульсами равны десятым или сотым долям секунды. Для человека эти импульсы практически незаметны, поскольку глаз не способен воспринимать такие мерцания. Свет кажется равномерным и непрерывным. Чтобы светодиодная лента горела ярче, световой поток регулируется в определенном временном периоде. Для ШИМ-регулировки используются специальные устройства, корректирующие частоту импульсов. Изменяется не сам временный интервал импульсов, а длительность положительного импульса. Примечательно, что различные интервалы мерцания светодиода воспринимаются глазом как изменение яркости свечения.

Сравнение осветительных ламп

Свет. поток, ЛмНакаливания, ВтЛюминесцентная, ВтСветодиодная, Вт
250205-72-3
4004010-134-5
7006015-166-10
9007518-2010-12
120010025-3012-15
180015040-5018-20
250020060-8025-30

С важнейшими терминами вы можете ознакомиться в глоссарии ниже. Производители обязаны указывать эти значения на упаковке.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector