- Stručně o účinnosti
- Dopad konstrukčních prvků na náklady
- Instalační funkce
- Funkce napájení
- Domácí LED ovladač
Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!
Osvětlovací zařízení, kde jsou ultrafialové LED diody používány jako světelné zdroje, nikoho nepřekvapí. Poptávka po těchto zařízeních neustále roste, což přímo souvisí s nízkou spotřebou těchto zařízení. Vzhledem k tomu, že asi 25-35% spotřebované elektřiny je vynaloženo na osvětlení, budou úspory znatelné.
Ale vzhledem k relativně vysokým nákladům na superbrightové LED diody, vzhledem k jejich konstrukčním vlastnostem, ještě není včasné hovořit o úplném přechodu na tento typ osvětlení. Podle odborníků bude tento proces trvat od 5 do 10 let, což bude potřeba pro ladění a zavádění nových technologií.
Stručně o účinnosti
Účinnost osvětlovacího zařízení se považuje za poměr světelného toku (měřeného v lumenech) ke spotřebované elektřině (wattům). Vysoce kvalitní žárovka má účinnost asi 16 lumenů na watt, zářivka (úspora energie) - čtyřikrát více (64 lm / W), u dlouhých denních světelných zdrojů je toto číslo asi 80 lm / W.
Účinnost LED s vysokým jasem, které jsou v současné době vyráběny ve velkých množstvích, je přibližně stejná jako u zářivek. Upozorňujeme, že hovoříme o masových produktech. Co se týče teoretického limitu pro superbrightové LED zdroje, je určen prahovou hodnotou 320 lm / W.
Jak mnozí výrobci slibují, v příštích několika letech může být účinnost zvýšena na úroveň 213 lm / W.
Dopad konstrukčních prvků na náklady
Pro výrobu vysoce jasných LED světelných zdrojů lze použít jedním ze dvou způsobů:
- Pro získání světla, které je blízko spektra bílé, se používají tři krystaly instalované ve stejném balení. Jedna červená, druhá modrá a třetí zelená;
- používá se krystal vyzařující v modrém nebo ultrafialovém spektru, který osvětluje čočku potaženou fosforem, v důsledku čehož je záření přeměněno na světlo blízké rozsahu přirozeného záření.
I když je první varianta efektivnější, její implementační náklady jsou o něco vyšší, což negativně ovlivňuje prevalenci. Kromě toho se spektrum světla emitovaného tímto zdrojem liší od přirozeného.
Zařízení vyráběná druhou technologií mají nižší účinnost. Je také třeba mít na paměti, že fosfor obsahuje komplexní složení na bázi céru a ytria, které samy o sobě nejsou levné. Ve skutečnosti to vysvětluje poměrně vysoké náklady na LED diody s vysokým jasem. Konstrukce takového zařízení je znázorněna na obrázku.
Legenda:
- A - tištěný vodič;
- B - základna s vysokou tepelnou vodivostí;
- C - kryt ochranného zařízení;
- D - pájecí pasta;
- E - LED krystal, vyzařující ultrafialové nebo modré světlo;
- F - světelný povlak;
- G - lepidlo (může být nahrazeno eutektickou slitinou);
- H - vodič spojující krystal a výstup;
- K - reflektor;
- J je základna chladiče;
- L - výstupní výkon;
- M je dielektrická vrstva.
Instalační funkce
Činnost diod LED superbright je ovlivněna stupněm ohřevu krystalu a samotného spojení pn. Od prvního přímo závisí na životnosti zařízení, od druhé - úroveň světelného toku. Proto je pro dlouhodobý provoz LED s vysokým jasem nutné zajistit spolehlivý chladič, který se provádí pomocí radiátoru.
Je třeba vzít v úvahu, že teplonosné báze těchto polovodičů zpravidla vedou elektřinu. Proto při montáži několika prvků na jeden radiátor je třeba dbát na spolehlivou elektrickou izolaci základů.
Ostatní instalační pravidla jsou téměř stejná jako u běžných diod, to znamená, že musí být dodržena polarita, a to jak při instalaci samotného dílu, tak při připojování napájecího zdroje.
Funkce napájení
Vzhledem k poměrně vysokým nákladům LED s vysokým jasem je pro jejich práci velmi důležité používat spolehlivé a vysoce kvalitní napájecí zdroje, protože tyto polovodičové prvky jsou kritické pro současné přetížení.
Po abnormálním režimu může zařízení zůstat v provozu, ale výkon emitovaného světelného toku bude podstatně snížen. Navíc takový prvek je pravděpodobně příčinou poruchy a dalších připojených LED.
Předtím, než budeme hovořit o ovladačích pro LED s vysokým jasem, stručně popište vlastnosti jejich výkonu. V první řadě je třeba vzít v úvahu následující faktory:
- výkon světelného toku emitovaného těmito prvky přímo závisí na množství elektrického proudu, který jimi proudí;
- pro LED s vysokým jasem charakteristickou nelineární charakteristiku proudového napětí (charakteristika proudového napětí);
- Teplota má silný vliv na vlastnosti proudového napětí těchto polovodičových zařízení.
Níže je uvedena variace IVC při teplotě polovodičového prvku (high-brightness smd-LED) 20 ° С a 70 ° С.
Jak je patrné z grafu, když se na polovodič aplikuje stabilní napětí 2 V, mění se elektrický proud, který jím prochází, v závislosti na teplotě. Když se krystal zahřeje na 20 ° C, bude roven 14 mA, když teplota stoupne na 70 ° C, tento parametr bude odpovídat 35 mA.
Výsledkem takového rozdílu je změna výkonu světelného toku při stejném napájecím napětí. Na tomto základě je nutné stabilizovat napětí, ale elektrický proud procházející polovodičem.
Tyto zdroje se nazývají LED ovladače, jsou to běžné stabilizátory proudu. Toto zařízení lze zakoupit samostatně nebo smontovat samostatně, v další části představíme některé typické obvody řidiče.
Domácí LED ovladač
Poskytuje několik možností ovladače založených na specializovaných mikroobvodech Monolithic Power System, jejichž použití značně zjednodušuje design. Diagramy jsou uvedeny jako příklad, úplný popis typu inkluze lze nalézt v datovém listu na čipu.
Možnost jedna založená na převodníku MP4688.
Tento ovladač může pracovat s napětím od 4, 5 do 80 V, maximální výstupní proudová prahová hodnota je 2 A, což umožňuje napájení lampy vysoce výkonnými LED diodami. Úroveň elektrického proudu procházející LED diodami je regulována odporem R FB . Realizace stmívání PWM s frekvencí 20 kHz umožňuje plynule měnit proud procházející LED.
Druhá verze ovladače založená na čipu MP2489. Kompaktní pouzdro (QFN8 nebo TSOT23-5) umožňuje umístit řidič do základny MR16 používanou halogenovými žárovkami, což umožňuje jejich výměnu za LED. Typické schéma zapojení MP2489 je znázorněno na obrázku.
Výše uvedené schéma umožňuje zahrnout dvě paralelní diody LED, z nichž každá má pracovní proud 350 mA.
Nejnovější verze ovladače založená na čipu MP3412, který lze použít v přenosných baterkách. Charakteristickým rysem tohoto schématu je schopnost pracovat z AA prstové buňky.
