Какое напряжение на светодиодах

Применение светодиодов постоянно расширяется. При необходимости замены вышедшего из строя элемента надо подобрать аналог, соответствующий по всем параметрам. Для этого надо прежде всего знать ток светодиода и другие его характеристики. Рассмотрим, как узнать мощность LED-светильников, руководствуясь различными методиками. Наиболее важными из них являются напряжение светодиода и сила тока.

Поиск данных по Вашему запросу:

Какое напряжение на светодиодах

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Светодиоды SMD 2835
• Как определить на сколько вольт светодиод?
• Выводы и маркировка светодиода
• Ремонт светодиодных LED ламп на примерах
• Светодиод от 12 вольт
• Почему так сложно сделать питание светодиодов от 220В своими руками?
• Напряжение на светодиоде
• Как узнать ток светодиода?

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Светодиод характеристики Ток, напряжение, мощность, яркость

Светодиоды SMD 2835

Светодиод Light Emitting Diode, LED — это полупроводниковый диод, способный излучать свет, когда к нему приложено напряжение в прямом направлении. По сути, это диод, преобразующий электрическую энергию в световую.

В зависимости от материала из которого изготовлен светодиод, он может излучать свет разной длины волны разного цвета и иметь различные электрические характеристики. Светодиоды применяются во многих сферах нашей жизни в качестве средств отображения визуальной информации.

Например, в виде одиночных излучателей или в виде конструкций из нескольких светодиодов — семисегментных индикаторов , светодиодных матриц, кластеров и так далее. Также в последние годы светодиоды активно занимают сегмент осветительных приборов.

Их используют в автомобильных фарах, фонарях, светильниках и люстрах. На электрических схемах светодиод обозначается символом диода с двумя стрелками.

Стрелки направлены от диода, символизируя световое излучение. Не путай с фотодиодом , у которого стрелки направлены к нему. На отечественных схемах буквенное обозначение одиночного светодиода — HL. Стандартный одноцветный светодиод имеет два вывода — это анод и катод. Определить какой из выводов является анодом, можно визуально.

У светодиодов с проволочными выводами анод обычно длиннее катода. У SMD светодиодов выводы одинаковые, но на обратной стороне обычно есть маркировка в виде треугольника или подобия буквы T. Анодом является вывод, к которому обращена одна сторона треугольника или верхняя часть буквы Т.

Если не получается определить визуально где какие выводы, можно прозвонить светодиод. Для этого понадобится источник питания или адаптер, способный давать напряжение около 5 Вольт. Подключаем любой вывод светодиода к минусу источника, а второй подключаем к плюсовой клемме источника через сопротивление — Ом. Если светодиод подключен правильно, он засветится. В противном случае меняем выводы местами и повторяем процедуру.

Можно обойтись без резистора, если не подключать плюсовую клемму источника питания, а быстро «чиркнуть» ей по выводу светодиода. Но вообще подавать большое напряжение на светодиод, не ограничивая при этом ток, нельзя — он может выйти из строя! Светодиод испускает свет, если к нему приложить напряжение в прямом направлении: к аноду — плюс, а к катоду — минус. Минимальное напряжение, при котором светодиод начинает светится, зависит от его материала. В таблице ниже приведены значения напряжений светодиодов при тестовом токе 20 мА и цвета, которые они излучают.

Эти данные я взял из каталога светодиодов фирмы Vishay, различных даташитов и Википедии. Самое большое напряжение требуется для голубых и белых светодиодов, а самое маленькое для инфракрасных и красных. Излучение инфракрасного светодиода не видно человеческим глазом, поэтому такие светодиоды не применяются в качестве индикаторов.

Они используются в различных датчиках, подсветках видеокамер. Кстати, если инфракрасный светодиод запитать и посмотреть на него через камеру мобильного телефона, то его свечение будет хорошо видно. В показанной таблице даны примерные значения напряжения светодиода.

Обычно этого достаточно, чтобы его включить. Точную величину прямого напряжения конкретного светодиода можно узнать в его даташите в разделе Electrical Characteristics. Там указано номинальное значение прямого напряжения при заданном токе светодиода. Для примера заглянем в даташит на красный SMD светодиод фирмы Kingbright. Вольт-амперная характеристика светодиода показывает взаимосвязь между приложенным напряжением и током светодиода.

На рисунке ниже показана прямая ветвь характеристики из того же даташита. По нему видно, что после прохождения точки «загиба», ток через светодиод будет резко возрастать при небольших изменениях напряжения.

Это как раз та причина, по которой светодиод нельзя подключать к любому источнику питания без резистора, в отличии от лампочки накаливания. Чем выше ток, тем ярче светится светодиод. Однако повышать ток светодиода до бесконечности, естественно, нельзя. При большом токе светодиод перегреется и сгорит.

Кстати, если сразу подать на светодиод высокое напряжение он даже может шлепнуть, как слабенькая петарда!

Какие еще характеристики светодиода представляют интерес с точки зрения практического использования? Максимальная мощность рассеяния, максимальные значения постоянного и импульсного прямых токов и максимальное обратное напряжение.

Эти характеристики показывают предельные значения напряжений и токов, которые не стоит превышать. Они описаны в даташите в разделе Absolute Maximum Ratings. Если приложить к светодиоду напряжение в обратном направлении, светодиод не засветится, да и вообще может выйти из строя. Дело в том, что при обратном напряжении может наступить пробой , в результате которого обратный ток светодиода резко возрастет.

В некоторых даташитах дополнительно приводится и обратная ветвь вольт-амперной характеристики, из которой видно, при каком напряжении наступает пробой. Интенсивность излучения сила света Грубо говоря, это характеристика, определяющая яркость свечения светодиода при заданном тестовом токе обычно 20 мА. Обозначается — Iv, а измеряется в микроканделах mcd. Чем ярче светодиод, тем выше значение Iv. Научное определение силы света есть в википедии. Также представляет интерес график зависимости относительной интенсивности излучения светодиода от прямого тока.

У некоторых светодиодов, например, при увеличении тока интенсивность излучения растет все меньше и меньше. На рисунке приведено несколько примеров. Спектральная характеристика Она определяет в каком диапазоне длин волн излучает светодиод, грубо говоря цвет излучения.

Обычно приводится пиковой значение длины волны и график зависимости интенсивности излучения светодиода от длины волны. Я редко смотрю на эти данные. Знаю, например, что светодиод красный и мне этого достаточно. Климатические характеристики Они определяют диапазон рабочих температур светодиода и зависимости параметров светодиода прямого тока и интенсивности излучения от температуры. Если светодиод планируется использовать при высоких или низких температурах, стоит обратить внимание и на эти характеристики.

Материал статьи рассчитан на начинающих электронщиков, а потому я намеренно не касаюсь физики работы светодиода. Осознание того, что светодиод излучает фотоны в результате рекомбинации носителей заряда в области p-n перехода, не несет никакой полезной информации для практического использования светодиодов.

Да и не только для использования, но и для понимания в принципе. Однако, если вам хочется покопаться в этой теме, то даю направление, куда рыть — Пасынков В.

В, Чиркин Л. С «Физика полупроводниковых приборов». О подключении светодиодов в следующем материале Поделился статьей — получил светодиодный луч добра! Введение Светодиод Light Emitting Diode, LED — это полупроводниковый диод, способный излучать свет, когда к нему приложено напряжение в прямом направлении. Обозначение светодиода на схеме На электрических схемах светодиод обозначается символом диода с двумя стрелками.

Выводы и маркировка светодиода Стандартный одноцветный светодиод имеет два вывода — это анод и катод.

Напряжение светодиода Светодиод испускает свет, если к нему приложить напряжение в прямом направлении: к аноду — плюс, а к катоду — минус. Вольт-амперная характеристика светодиода Вольт-амперная характеристика светодиода показывает взаимосвязь между приложенным напряжением и током светодиода. Остальные характеристики светодиода Какие еще характеристики светодиода представляют интерес с точки зрения практического использования?

Как работает светодиод? Tagged under светодиод компоненты. Импеданс и ESR.

Как определить на сколько вольт светодиод?

Светодиодные лампы , благодаря малому энергопотреблению, теоретической долговечности и снижению цены стремительно вытесняют лампы накаливания и энергосберегающие. Но, несмотря на заявленный ресурс работы до 25 лет, зачастую перегорают, даже не отслужив гарантийный срок. Представленные примеры помогут Вам отремонтировать отказавшие светодиодные лампы. Прежде, чем браться за ремонт светодиодной лампы нужно представлять ее устройство. Вне зависимости от внешнего вида и типа применяемых светодиодов , все светодиодные лампы, в том числе и филаментные лампочки, устроены одинаково. Если удалить стенки корпуса лампы, то внутри можно увидеть драйвер, который представляет собой печатную плату с установленными на ней радиоэлементами. Любая светодиодная лампа устроена и работает следующим образом.

Защитный диод может быть практически любым, т.к. его обратное напряжение никогда не будет превышать прямого напряжения на светодиоде, а ток.

Выводы и маркировка светодиода

Простая схема для проверки рабочего напряжения LED приборов. Как и у любого диода, у светодиода есть некоторая барьерная точка, до которой сопротивление диода велико. Но, после достижения напряжением этой точки диод и светодиод открывается, — диод проявляет свои свойства односторонней проводимости, а светодиод начинает светиться. Дальнейшее повышение напряжения приводит только к резкому снижению сопротивления диода. Напряжение на нем повышается несильно, но ток возрастает стремительно. Фактически, светодиод стремится стабилизировать напряжение источника на уровне своего барьерного напряжения. При напряжении источника 4,5V и напряжении падения на светодиоде 1,5V идет борьба за 3V. Ток через него превышает допустимое значение, и он перегорает. Именно поэтому, в схемах на светодиодах всегда последовательно светодиоду включен токоограничительный резистор.

Ремонт светодиодных LED ламп на примерах

Постоянные читатели часто интересуются, как правильно сделать питание для светодиодов, чтобы срок службы был максимален. Частенько приходится рассказывать как рассчитать блок питания для светодиодов, какой лучше купить или сделать своими руками. В основном рекомендую купить готовый, любая схема после сборки требует проверки и настройки. Светодиод — это полупроводниковый электронный элемент, с низким внутренним сопротивлением.

Технологии развиваются с невероятной скорость, что приводит к все большему использованию светодиодов.

Светодиод от 12 вольт

Оно является справочным параметром и вместе с другими характеристиками указывается в паспорте к полупроводниковому прибору. Так как узнать падение напряжения на светодиоде? Прекрасной подсказкой в этом случае является цвет свечения, внешняя форма и размеры полупроводникового прибора. Если корпус светодиода выполнен из прозрачного компаунда, то цвет его остаётся загадкой, разгадать которую поможет мультиметр. У исправного элемента в прямом смещении будет наблюдаться небольшое свечение кристалла.

Почему так сложно сделать питание светодиодов от 220В своими руками?

А предотвратить пробой от обратного напряжения можно с помощью обычного диода или еще одного светодиода. Поэтому самая простая схема подключения светодиода к В состоит всего из нескольких элементов:. Защитный диод может быть практически любым, так как его обратное напряжение никогда не будет превышать прямого напряжения на светодиоде, а ток ограничен резистором. Сопротивление и мощность ограничительного балластного резистора зависит от рабочего тока светодиода и рассчитывается по закону Ома:. Обычно оно лежит в пределах 1. Для обычных индикаторных светодиодов ток будет мА.

Как правильно определить ток светодиода, а также узнать падение напряжения на светодиоде с помощью теоретического и.

Напряжение на светодиоде

Какое напряжение на светодиодах

После выращивания помещаются в специальный для каждого вида светодиодов корпус. Светодиоды — это приборы, излучающие свет, изготовленные с применением полупроводниковых материалов. Они превращают электрический ток, по ним протекающий, в свет, без дополнительных преобразований. Происходит это в результате работы механизма полупроводимости и сопутствующей ему рекомбинации.

Как узнать ток светодиода?

В то же время производители конкретных SMD светодиодов дают следующие напряжение питания светодиодов:. На цвет свечения светодиода влияют добавки в полупроводнике. Корректировать цвет удается нанесением люминофора, так, например, получают из голубого свечения белый свет. Падение напряжения на светодиоде зависит не только от цвета свечения, но и от конкретного типа, протекающего тока, температуры и старения. Отвод тепла в лампах, светильниках и прожекторах является очень важной задачей, так как сильно влияет на степень деградации светодиодов. На практике самым важным параметром светодиода, от которого зависит срок его службы, является номинальный ток.

Светодиод любого типа должен подключаться к источнику питания ИП со стабилизированным током на выходе. Однако производители светодиодных светильников часто экономят на качестве и устанавливают в них недорогие блоки питания с отсутствие стабилизации.

Просмотр полной версии : [FAQ] Не сгорит ли светодиод, если подать на него нужный ток, но бОльшее напряжение? Нередкий почему-то вопрос. Решил написать на будущее ответ, чтобы просто давать ссылку :- Вкратце: у вас не получится. Школьные годы чудесные :ab: С диодами все немного сложнее, диод — элемент нелинейный. Подали 3. Подали мА — получили падение напряжения 3. Итого: если у вас драйвер обеспечивает нужный ток — будьте спокойны, напряжение будет именно таким, какое диоду нужно.

В связи с глобальным развитием технологий широкое применение в электронике получили светодиоды. Они обладают множеством особенностей, из которых можно выделить компактность и яркое свечение. Помимо номинального тока, который является их главным параметром, нужно знать рабочее напряжение светодиодов.

Элементная база и способы её применения для решения задач управления питанием светодиодов

Сегодня светодиоды и их сборки нашли широкое применение в самой различной технике. Подсветка дисплеев в портативных устройствах, передача информации или световая сигнализация осуществляется за счет светодиодов различной мощности. При разработке устройств на базе светодиодов важным фактором является то, что для достижения стабильности параметров излучения светодиодов необходим источник с высокой стабильностью выходного тока. Например, для обеспечения стабильного питания элементов подсветки сотового телефона необходимо повышать напряжение аккумуляторной батареи, что отрицательным образом сказывается на времени работы от заряженных батарей. Один из выходов в этой ситуации — применение повышающего DC/DC преобразователя, обеспечивающего высокую эффективность, но, к сожалению, приводящего к повышению стоимости разработки и увеличению ее массо%габаритных характеристик, что допустимо далеко не в каждом приложении. Целью данной статьи является обзор современных решений для управления питанием светодиодов на базе элементной базы мировых лидеров по производству микросхем управления питанием.

Основные сведения

Светодиод — токовый прибор, параметры свечения которого определяются стабильностью силы тока в цепи. Это является общим правилом для всех светодиодов, вне зависимости от их типа, размера и мощности. Производители светодиодов предоставляют множество различных параметров своей продукции (световой поток, диаграмма излучения, координаты цветности, номинальный прямой ток и пр.), но с точки зрения питания светодиода особое внимание разработчику следует уделять значению постоянного тока (I_f) при определенном прямом напряжении (V_f). Как правило, светодиоды, используемые в портативных электронных устройствах, работают при токе до 30 мА и напряжении питания около 4 В (наиболее распространенное «стандартное» напряжение аккумуляторной батареи составляет 3,7 В). Очевидно, что если используется несколько светодиодов (что чаще всего имеет место в реальных устройствах), то необходима организация схемы питания, обеспечивающая их одинаковым значением тока при параллельном включении. Все стабилизаторы напряжения гарантируют постоянное значение выходного напряжения независимо от тока нагрузки (в определенных пределах) (рис. 1), что не подходит для качественного питания светодиодов.

Рис. 1. Регуляторы напряжения с постоянным значением напряжения и тока на выходе

Как было указано, условия достижения определенных параметров светового излучения зачастую требуют уровня напряжения питания, меньшего, чем поступает от автономного источника питания устройства. Итак, повышение напряжения необходимо вследствие следующих причин:

1. Для батарейных приборов напряжение источника недостаточно для поддержания постоянства тока через светодиод при разряде батареи.
2. Для схем с последовательным включением светодиодов, очевидно, требуется напряжение большего номинала, чем напряжение батареи.

При рассмотрении микросхем, управляющих работой светодиодов высокой яркости, следует учесть, что напряжение питания может принимать три значения относительно указанной в технической документации характеристики светодиода:

• напряжение питания выше необходимого номинального значения;
• напряжение питания ниже требуемого предела;
• характеристики питающего элемента частично перекрывают диапазон необходимых напряжений.

Соответственно необходимо повышать или понижать напряжение для его максимально близкого совпадения со значением, обеспечивающим требуемые характеристики излучения. Наиболее простой способ понижения напряжения — применение линейного стабилизатора, параметры стабилизации которого задаются при помощи пары резисторов обратной связи. Один из резисторов помещается в цепи питания светодиодов и выполняет функции датчика тока. За счет такого решения создается обратная связь, что позволяет обеспечить стабильный ток через светодиоды. Схемы на линейных стабилизаторах достаточно просты, не требуют большого числа внешних компонентов и не генерируют электромагнитных помех. Однако не стоит забывать, что у них есть и недостатки, такие как небольшой КПД и довольно большая рассеиваемая мощность. Потери линейного регулятора напряжения могут быть оценены из следующего соотношения:

где n — количество светодиодов в линейке.

При токе питания светодиодов 350 мА и выше на линейный стабилизатор напряжения необходимо устанавливать радиатор, чтобы обеспечить допустимые режимы работы, однако это приводит к увеличению стоимости, габаритов и массы конечного изделия.

Альтернативное решение применения линейного стабилизатора напряжения — использование понижающего регулятора (в зарубежной литературе step-down или buck regulator). Отличительными особенностями микросхем, выполняющих функцию понижения напряжения, является высокая эффективность при относительно небольшой стоимости, многие регуляторы работают на частоте более 1 MГц, что позволяет применять миниатюрные внешние компоненты и при этом обеспечивать ток нагрузки вплоть до 1 А.

Применение повышающего преобразователя напряжения (bust converter) необходимо при невозможности источника питания, например, аккумуляторной батареи, сохранить требуемый уровень напряжения для последовательной цепочки светодиодов. Данный тип микросхем способен обеспечивать ток нагрузки от 350 мА в широком диапазоне входных напряжений, кроме того, некоторые микросхемы имеют в своем составе встроенный ключ, что дополнительно экономит место на плате. Также из-за управления большими выходными токами микросхемы снабжают схемами защиты от перегрузок по току и напряжению.

Сегодня светодиоды высокой яркости все чаще применяются в устройствах, обеспечивающих функции освещения, постепенно вытесняя лампы накаливания (настольные светильники, дежурное и аварийное освещение, художественная подсветка). При частичном перекрытии выходного напряжения микросхемы питающего диапазона для сохранения стабильности световых характеристик необходима способность как повышения, так и понижения напряжения. Решить данную задачу можно, применяя так называемые SEPIC, CUK-регуляторы или стандартные обратно-ходовые преобразователи.

Традиционно в зависимости от типа и схемы включения светодиодов различают два типа микросхем, осуществляющих питание: индуктивные повышающие преобразователи и конверторы на переключаемых конденсаторах. Рассмотрим каждый из них подробнее.

Индуктивные повышающие конверторы

Конверторы с индуктивностью в схеме обычно используют в устройствах, где необходим высокий КПД преобразования. Отличительной особенностью данных микросхем является возможность работы с большими токами, поэтому они применяются в устройствах с большим количеством светодиодов или в фотоаппаратах в схеме питания мощного светодиода вспышки. Кроме этого, с помощью ШИМ (широтно-импульсной модуляции) или ЧИМ (частотно-импульсной модуляции) можно управлять яркостью свечения светодиодов: это интересное решение для регулирования подсветки в зависимости от степени освещенности помещения.

Как видно из таблицы 1, где представлены современные микросхемы для питания светодиодов, индуктивные преобразователи способны питать до 20 светодиодов одновременно, и при этом выходной ток может составлять до 1000 мА. Отдельно стоит отметить преобразователи LT1932 и FAN4855, отличительной особенностью которых является входной диапазон напряжений от 1 и 1,6 В соответственно. В связи с бурным развитием в последнее время различных портативных устройств, питаемых от ячеек типа АА или ААА, эти приборы весьма актуальны. Микросхема FAN4855 представляет собой маломощный импульсный регулятор напряжения, спроектированный для преобразования небольших постоянных напряжений в приборах с батарейным питанием. Данный конвертер начинает свою работу при напряжении 1,3 В и только после понижения входного напряжения ниже 1 В микросхема заканчивает преобразование. Ток нагрузки составляет до 500 мА, а выходной диапазон задается внешним резистором от 3,3 до 5 В. Ток покоя менее 10 мкА значительно продлевает работоспособность устройства без вынужденной замены элементов его питания. На рис. 2 приведена типичная схема включения микросхемы FAN4855 для осуществления питания 4-х параллельно включенных светодиодов. Можно заметить, что в диапазоне от 1 до 4 В значение тока на выходе практически не меняется и составляет 19,4 мА.

Рис. 2. Схема включения и график зависимости тока от напряжения FAN4855

Таблица 1. Виды индуктивных регуляторов напряжения

Компания Linear Technology предлагает аналогичную микросхему LT1932, но имеющую более широкий диапазон рабочих напряжений от 1 до 10 В. В зависимости от типа светодиода инженер имеет возможность задавать внешний ток за счет варьирования сопротивления резистора, которое можно определить из следующего выражения:

На рис. 3 приведены графики зависимости выходного тока LT1932 согласно уровням входного напряжения и температуры. Следует отметить, что значение тока остается постоянным в большем диапазоне напряжений, чем у FAN4855, и достигает 10 В. Ту же стабильность можно наблюдать и на температурном графике, причем для всех значений выходных токов.

Рис. 3. Графики зависимости выходного тока

Приведем в качестве примера микросхему LM3501 от National Semiconductor (рис. 4). Данный повышающий DC/DC преобразователь работает на постоянной частоте 1 МГц и является оптимальным решением для подсветки дисплеев с помощью светодиодов. Благодаря высокой частоте преобразования разработчики получают возможность применять малогабаритные конденсаторы с высоким значением эквивалентного последовательного сопротивления (ESR), что положительно отражается на стоимости конечного устройства. Микросхема может питать до четырех светодиодов одновременно от аккумуляторной батареи типа Li-Ion или NiNH. С помощью внешнего резистора пользователь получает возможность задавать значение тока через светодиодную линейку, а если необходимо плавное изменение яркости подсветки, в преобразователе предусмотрен выход для подключения внешнего ЦАП или микроконтроллера.

Рис. 4. Схема включения микросхемы LM3501

В качестве еще одного решения рассмотрим микросхему LM3224, отличительной особенностью которой является наличие встроенного ключа с сопротивлением открытого канала 0,15 Ом и возможностью коммутировать токи до 2,45 А (типовое значение). Частота коммутации может быть задана с помощью специального вывода (FSLCT). Конвертop преобразовывает входное напряжение 3,3 В в выходное 8 В и 23 В. Наличие в микросхеме мощного коммутирующего элемента позволяет использовать данный тип преобразователя для управления мощным светодиодом во вспышках фотоаппаратов (рис. 5).

Рис. 5. Схема включения микросхемы LM3224

Повышающие преобразователи на переключаемых конденсаторах

Остановимся чуть подробнее на схеме управления светодиодами, построенной на конверторе с переключаемыми конденсаторами (switched capacitor convertor).

В этом разделе нам придется иметь дело с так называемыми переключаемыми конденсаторами (switched capacitor), поэтому немного вспомним теорию пассивных элементов электрических цепей. Известно, что конденсатор — это элемент, способный запасать и мгновенно отдавать заряд (рис. 6а, б), равный:

где С — емкость конденсатора, Ф; V_g — напряжение, В.

Рис. 6. Отличия реального конденсатора от идеального

Ксожалению, конденсаторы не являются идеальными элементами и, в отличие от приведенного нами примера, имеют эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) и эквивалентную последовательную индуктивность (ESL), обусловленные внутренней конструкцией компонента. Эти паразитные характеристики не влияют на возможность конденсатора хранить запасенную им энергию, но могут существенным образом сказаться на эффективности источника питания, в состав которого войдет данный компонент. Думаем, что большинство разработчиков источников питания знакомы с этой проблемой. На рис. 6в, г проиллюстрирован процесс заряда и разряда неидеального конденсатора, где R_sw — сопротивление ключевого элемента преобразователя на переключаемых конденсаторах. Как можно увидеть из графика, паразитные элементы отрицательно сказываются на пиковом значении тока, уменьшая его, и также приводят к увеличению времени нарастания сигнала.

Из всего этого делаем вывод, что заряд конденсатора не может мгновенно измениться. Эта особенность нашла применение в схемах с накачкой заряда, пример которой приведен на рис. 7а. Процесс изменения напряжения в конденсаторе состоит из двух фаз. Во время первой фазы ключи S1 и S2 закрыты, а S3 и S4 открыты, и процесс заряда можно описать следующим выражением:

Рис. 7. Принцип действия схемы зарядовой помпы

В течение второй фазы ключи S3 и S4 закрыты, а S1 и S2 открыты. Так как напряжение на емкости не может измениться мгновенно, выходное напряжение повышается до двойного значения его входной величины:

Как правило, рабочий цикл импульсного источника составляет 50%, применение данной техники позволяет повышать эффективность переноса заряда. Чтобы узнать больше об особенностях источников на переключающихся конденсаторах, необходимо более детально рассмотреть работу данной схемы. Не стоит забывать и о паразитных явлениях, которые могут существенным образом сказаться в целом на качестве работы схемы.

Значение установившегося тока и форма удвоенного напряжения для переключаемого конденсатора представлена на рис. 7б. В течение первой фазы процесса ток заряжает емкость C1, и его начальное значение зависит от напряжения на конденсаторе, значения ESR и сопротивления коммутирующих его ключей. Значение заряжающего тока уменьшается по экспоненциальному закону, в процессе заряда конденсатора. Время заряда емкости является постоянным значением, в течение этого времени внешняя емкость (С_hold) питает нагрузку, разряжаясь пропорционально следующему соотношению:

где I_out — ток нагрузки; f — частота коммутации; C_hold — емкость конденсатора C_hold.

В течение второй фазы процесса С1+ подключена к выходу, разряжающий ток протекает через емкость С1 в нагрузку. В этот период ступенчатое изменение выходного тока стремится к значению 2I_out. Несмотря на то, что ступенчатое изменение тока может привести к изменению напряжения на значение, эквивалентное 2I_out ESR_Chold, применение керамических конденсаторов с малым значением ESR делает это изменение незначительным. В этот момент емкость С_hold заряжается в соответствии с выражением (6). Таким образом, значение выходных пульсаций напряжения (V_ripple) можно оценить следующим выражением:

Высокая частота работы схемы, кроме возможности применения малогабаритных емкостей, позволяет уменьшить нежелательные шумы на выходе. Паразитные явления в схеме на переключаемых конденсаторах обусловлены уменьшением выходного напряжения при увеличении тока нагрузки. В действительности это можно объяснить рассеянием энергии при протекании тока через коммутирующие элементы и последовательные эквивалентные сопротивления:

где P_SW — потери на коммутирующем элементе; R_SW — сопротивление ключа; ESR_C1 — эквивалентное сопротивление емкости С1.

В дополнение к этим потерям необходимо также прибавить потери при протекании тока через конденсатор С1 и C_hold:

где P_C1 — потери на конденсаторе С1; R_C1 — сопротивление конденсатора С1; C1 — емкость конденсатора С1.

где P_{ESR _HOLD} — потери на емкости C_hold; ESR_{C_HOLD} — эквивалентное сопротивление емкости C_hold.

Учитывая все элементы схемы, можно рассчитать выходное значение напряжения переключаемого конденсатора, которое определяется следующим соотношением:

где R_OUT = 8R_SW + 4ESR_C1 + 1/2f C₁ + ESR_{C_HOLD}.

Пример структуры микросхемы питания светодиодов на переключаемых конденсаторах компании National Semiconductor, использующей модуляцию ЧИМ, показан на рис. 8. Ключевым элементом схемы является компаратор, отслеживающий выходное значение напряжения и использующий источник опорного напряжения 1,2 В. Кроме этого, с помощью компаратора реализована схема мягкого запуска микросхемы. При значении выходного напряжения выше, чем определенный предел, преобразователь находится в режиме ожидания, потребляя при этом минимальный ток. В этот период питание нагрузки обеспечивается за счет внешней емкости. Как только внешняя емкость разряжается, понижается значение выходного напряжения, которое фиксируется компаратором, запускающим схему, пока значение выходного напряжения не превысит определенной величины, достаточной для нормальной работы устройства.

Рис. 8. Блок-диаграмма конвертора на переключаемых конденсаторах

Следует отметить основную особенность ЧИМ схемы: большую часть времени питание нагрузки обеспечивает внешняя емкость, требующая периодической перезарядки, в то время как сама микросхема потребляет минимальное значение тока. Применительно к портативным устройствам это весьма значительная особенность, благодаря которой возможно обеспечение более долгой работы устройства от полного заряда батарей.

В таблице 2 представлены микросхемы на переключаемых конденсаторах для питания светодиодов. В зависимости от требуемых характеристик разработчик получает возможность выбирать решение с выходным током от 80 до 500 мА и количеством питаемых светодиодов до 16-ти.

Таблица 2. Спектр микросхем на переключаемых конденсаторах

Рассмотрим несколько примеров и особенностей микросхем для управления светодиодами на переключаемых конденсаторах. На рис. 9 представлена схема включения микросхемы на LM2751, работающей на постоянной частоте с регулируемым выходным напряжением 4,5 В и 5 В. Микросхема обеспечивает ток нагрузки до 150 мА в диапазоне входных напряжений от 2,5 до 5,5 В при использовании всего четырех недорогих керамических конденсаторов в качестве внешней «обвязки». Применение данного решения дает разработчикам возможность отказаться от внешней индуктивности. Частота работы микросхемы может принимать значения: 725 кГц, 300 кГц, 37 кГц или 9,5 кГц при коэффициенте усиления 1,5 или 2.

Рис. 9. Схема включения микросхемы LM2751

В качестве решения для подсветки дисплея или клавиатуры портативного устройства может выступать микросхема LM27964 (рис. 10), с помощью которой можно питать током 20 мА до 8-ми параллельно подключенных светодиодов. Регулируемый источник тока обеспечивает стабильные световые характеристики питаемых индикаторов. Светодиоды разделены на две независимые от источника тока группы, кроме этого, микросхема имеет совместимость с I²C интерфейсом.

Рис. 10 Схема включения микросхемы LM27964

На рис. 11 представлен контроллер подсветки дисплея с высокой степенью интеграции — LTC3206 компании Linear Techology. Микросхема содержит повышающий преобразователь, позволяющий осуществлять питание основного дисплея, подсветки клавиатуры, и цветной дисплей. Максимальный ток питания для каждого типа дисплеев задается независимо и контролируется внутренними схемами. Контроллер совместим для управления с шиной I²C со скоростью обмена данными до 400 кГц и содержит встроенный входной фильтр для предотвращения возможных шумовых всплесков. Яркость подсветки дисплея может регулироваться в пределах 16-ти уровней, начиная от «0» (дисплей выключен). Превышение температуры кристалла выше 160 °С при больших значениях выходных напряжений и токов вызывает автоматическое отключение контроллером выходной цепи.

Рис. 11. Схема включения микросхемы LTC3206

Микросхемы для управления светодиодами высокой яркости

В последние годы такие виды современной портативной электронной техники, как цифровые фотоаппараты и видеокамеры, мобильные телефоны и другая потребительская электроника, продолжают свое бурное развитие, берущее свое начало с середины 1990-х годов. Многие из этих устройств адаптированы для использования в полной темноте, фотоаппараты имеют светодиодную вспышку, и эти их особенности требуют организации питания светодиодов достаточно большими токами. В таблице 3 приведены некоторые серии микросхем от компаний National Semiconductor, Linear Technology и Texas Instruments, специально разработанные для решения этих задач.

Таблица 3. Микросхемы управления питанием светодиодов высокой яркости

В качестве примера можно рассмотреть высоковольтный повышающий регулятор LM5000 (рис. 12). Микросхема способна обеспечивать питание со стабильным током до 20-ти последовательно соединенных светодиодов. Разработчик может самостоятельно задавать рабочую частоту микросхемы (300 кГц/700 кГц для LM5000-3 или 600 кГц/1,3 МГц для LM5000-6). Также в состав регулятора входит силовой ключ, схема «мягкого старта» и термозащиты. Микросхема предлагается в стандартном (TSSOP-16) и миниатюрном (LLP-16) корпусных исполнениях.

Рис. 12. Схема включения микросхемы LM5000

Интересным примером осуществления управления матрицей светодиодов может служить микросхема LM2698. На рис. 13 можно увидеть включение рассматриваемого повышающего регулятора в схеме с токовым зеркалом. Цепочка светодиодов, подключенных к выводу FB, обеспечивает токовую обратную связь, с помощью которой контролируются остальные цепочки и выдерживаются необходимые световые характеристики устройства.

Рис. 13. Схема включения микросхемы LM2698

Аналогичное решение для управления набором светодиодов предлагает компания Linear Technology. Микросхема LTC3783 работает на фиксированной частоте в диапазоне от 20 кГц до 1 МГц, которая задается единственным внешним резистором. Регулятор может применяться в повышающих, обратноходовых или SEPIC топологиях и управлять одновременно двумя n-канальными MOSFET-транзисторами.

Не секрет, что не только в портативной технике следует особое внимание уделять массогабаритным характеристикам применяемых компонентов. Результатом работы инженеров National Semiconductor по уменьшению размеров микросхем стал представленный в 2006 году корпус LLP. На рис. 14 можно оценить его размеры в сравнении с монетой, а в левой части рисунка приведено увеличенное изображение корпуса с целью более детального рассмотрения его конструктивных особенностей. В свое время появление корпусов BGA стало настоящим прорывом в развитии электроники. Единственная проблема их применения — дорогостоящий метод монтажа и тестирования пропайки всех выводов под телом корпуса, так как визуально его контролировать невозможно, приходится использовать рентгенографическое оборудование для просвета шариковых выводов и определения качества электрического контакта. Инженеры, применяющие этот тип корпуса, заметят сходство между BGA и LLP-корпусом. Их отличительная особенность — это наличие специальных боковых контактов у корпуса LLP для возможности тестирования микросхемы после установки на плату. Кстати, это позволяет проводить не только визуальный (все выводы микросхемы расположены по периметру корпуса), но и электрический контроль, что снижает затраты на тестирование и при этом повышает конкурентную способность проектируемого устройства за счет его компактности. Как известно, с 1 июля 2006 г. в связи с переходом большинства производителей микросхем на выпуск своей продукции в соответствии с директивами RoHS по бессвинцовому исполнению у потребителей микросхем в BGA-корпусах могут возникнуть дополнительные сложности. Производители не гарантируют выполнения принципа обратной совместимости, что ведет за собой дополнительные затраты на переоснащение производства или необходимость обращения к контрактному производителю.

Рис. 14. LLP-корпус

Выводы

Перед началом работы над статьей была поставлена задача сделать обзор микросхем различных производителей для питания светодиодов. Естественно, что для получения четкого ответа на этот вопрос сравнение с продукцией конкурентов можно проводить только по конкретному изделию (например повышающему преобразователю LM5000), а не по всей линейке в целом. Несложно заметить, что наиболее полным портфолио решений для питания светодиодов обладает компания National Semiconductor, традиционно продолжая занимать лидирующие позиции на рынке импульсных и линейных регуляторов напряжения.

Предложение по индуктивным преобразователям и микросхемам на переключаемых конденсаторах сегодня вызывает большой интерес, особенно если учитывать тот фактор, что все решения являются высокоуниверсальными и ориентированы не только на рынок управления светодиодами и их сборками, но и подходят для питания стандартных узлов электронной аппаратуры.

Кроме этого, не случайно большая часть материала посвящена микросхемам для управления светодиодами на базе переключающихся конденсаторов. Благодаря своим особенностям данное решение не нуждается во внешней индуктивности, что освобождает от связанных с ней проблем электромагнитной совместимости. Микросхемы имеют низкий уровень шума и электромагнитных помех, причем в качестве обвязки выступают всего несколько малогабаритных недорогих керамических конденсаторов. В результате разработчик получает недорогое и компактное решение управления светодиодами, которое может находить применение не только в портативной технике, но и многих других устройствах.

Литература

1. Power Designer № 113. Optimizing Efficiency in White LED Backlight Applications. National Semiconductor (www.national.com)
2. Готтлиб И. М. Источники питания. Инверторы, конверторы, линейные и импульсные стабилизаторы. М.: Постмаркет. 2002.
3. Информационный портал компании National Semiconductor по силовой электронике http://www.national.com/appinfo/power
4. Материалы семинара компании National Semiconductor, Санкт-Петербург, март 2006 г.
5. Описание микросхемы LM3224 http://www.national.com/search/search.cgi/main?keywords=LM3224
6. Описание микросхемы LM5000 http://www.national. com/pf/LM/LM5000.html
7. Описание микросхемы LM2698 http://www.national.com/search/search.cgi/main?keywords=LM2698

Низковольтное питание светодиодов — RadioRadar

    Светодиодные источники оптического излучения видимого диапазона, в силу конструктивных особенностей не могут светиться при напряжении ниже 1,6… 1,8 В. Это обстоятельство резко ограничивает возможность применения светодиодов в устройствах, с низковольтным (от одного гальванического элемента) питанием.

    Предлагаемые светодиодные излучатели с низковольтным (0,1… 1,6 В) питанием можно использовать для индикации напряжений, передачи данных по оптическим каналам связи и т.д. Для их питания можно использовать и электрохимические элементы сверхмалого напряжения, в которых электролитом служат увлажненная почва или биологически активные среды.

    Многообразие схем низковольтного питания светодиодов можно свести к двум основным разновидностям преобразования напряжения низкого уровня в напряжение высокого. Это схемы с емкостными и индуктивными накопителями энергии.

    На рис.1 показана схема питания светодиода с использованием принципа удвоения напряжения питания. Генератор низкочастотных импульсов, частота следования которых определяется цепочкой R1-C1, а продолжительность — R2-C1, выполнен на транзисторах p-n-р и n-p-n структуры. С выхода генератора короткие импульсы через резистор R4 подаются на базу транзистора VT3, в коллекторную цепь которого включен красный светодиод HL1 и германиевый диод VD1. Между выходом генератора импульсов и точкой соединения светодиода и германиевого диода подключен электролитический конденсатор С2 большой емкости.

Рис.1. Cхема питания светодиода по принципу удвоения напряжения

    В период продолжительной паузы между импульсами (транзистор VT2 закрыт и не проводит ток) этот конденсатор заряжается через VD1 и R3 до напряжения источника питания. При генерации короткого импульса транзистор VT2 открывается. Отрицательно заряженная обкладка конденсатора С2 оказывается соединенной с положительной шиной питания. Диод VD1 запирается. Заряженный конденсатор С2 оказывается подключен последовательно с источником питания и нагружен на цепочку: светодиод — переход эмиттер-коллектор транзистора VT3. Поскольку тем же импульсом транзистор VT3 отпирается, его сопротивление эмиттер-коллектор уменьшается. Таким образом, практически удвоенное напряжение питания (исключая незначительные потери) оказывается кратковременно приложенным к светодиоду — следует его яркая вспышка. После этого процесс заряда-разряда конденсатора С2 периодически повторяется.

    При использовании светодиодов типа АЛ307КМ с напряжением свечения 1,35… 1,4 В, рабочее напряжение генератора составляет 0,8…1,6 В. Границы диапазона определены так: нижняя указывает напряжение начала свечения светодиода, верхняя — напряжение, при котором потребляемый устройством ток равен 20 мА.

    Поскольку генератор работает в импульсном режиме, генерируются яркие вспышки света, привлекающие внимание. В схеме необходимо использовать хотя и низковольтный, но довольно громоздкий электролитический конденсатор С2 большой емкости.

    Источники низковольтного питания светодиодов на основе мультивибраторов изображены на рис.2, 3. Первый из них выполнен на основе асимметричного мультивибратора, вырабатывающего короткие импульсы с большой междуимпульсной паузой. Накопитель энергии — конденсатор СЗ — периодически заряжается от источника питания и разряжается на светодиод, суммируя свое напряжение с напряжением питания.

Рис.2. Источник низковольтного питания светодиода на основе асимметричного мультивибратора (импульсный характер свечения)

    Генератор (рис.3) обеспечивает, в отличие от предыдущей схемы, непрерывный характер свечения светодиода. Устройство выполнено на основе симметричного мультивибратора и работает на повышенных частотах. В связи с этим емкости конденсаторов в этой схеме достаточно малы. Конечно, яркость свечения заметно понижена, но средний ток, потребляемый генератором при напряжении питания 1,5 В, не превышает 3 мА.

Рис.3. Источник низковольтного питания светодиода на основе симметричного мультивибратора (непрерывный характер свечения)

    Преобразователи напряжения конденсаторного типа (с удвоением напряжения) для питания светодиодных излучателей теоретически могут обеспечить снижение рабочего напряжения питания только до 60%. Использование в этих целях многокаскадных умножителей напряжения малоперспективно в связи с прогрессивно возрастающими потерями и падением КПД преобразователя.

    Более перспективны в плане дальнейшего снижения напряжения питания преобразователи с индуктивными накопителями энергии. Заметно понизить нижнюю границу напряжения питания стало возможным за счет перехода на LC-варианты схем генераторов, использующих индуктивные накопители энергии.

    В качестве индуктивного накопителя энергии в первой из схем (рис.4) использован телефонный капсюль. Одновременно со световым излучением генератор вырабатывает акустические сигналы. При увеличении емкости конденсатора до 200 мкФ генератор переходит в импульсный режим работы, вырабатывая прерывистые световые и звуковые сигналы. В качестве активного элемента используется несколько необычная структура — последовательное соединение транзисторов разного типа проводимости, охваченных положительной обратной связью.

Рис.4. Источник с индуктивным (телефонный капсюль) накопителем энергии

    Преобразователи напряжения для питания светодиода на рис. 5 и 6 выполнены на аналогах инжекционно-полевых транзисторов. Первый из преобразователей (рис.5) использует комбинированную индуктивно-емкостную схему повышения выходного напряжения, сочетая принцип емкостного удвоения напряжения с получением повышенного напряжения на коммутируемой индуктивности.

Рис.5. Преобразователь напряжения для питания светодиода на аналоге инжекционно-полевого транзистора №1

    Наиболее прост генератор на аналоге инжекционно-полевого транзистора (рис.6), где светодиод одновременно исполняет роль конденсатора и является нагрузкой генератора. Устройство работает в узком диапазоне питающих напряжений, однако яркость свечения светодиода довольно высока, поскольку преобразователь является чисто индуктивным и имеет высокий КПД.

Рис.6. Преобразователь напряжения для питания светодиода на аналоге инжекционно-полевого транзистора №2

    На рис.7 показан генератор трансформаторного типа для питания светодиодов низковольтным напряжением. Генератор содержит три элемента, одним из которых является светоизлучающий диод. Без светодиода устройство является простейшим блокинг-генератором, причем на выходе трансформатора может формироваться довольно высокое напряжение. Если в качестве нагрузки генератора использовать светодиод, он начинает ярко светиться. В схеме в качестве трансформатора использовано ферритовое кольцо Ф1000 К10x6x2,5. Обмотки трансформатора имеют по 15.. .20 витков провода ПЭВ диаметр 0,23 мм. В случае отсутствия генерации концы одной из обмоток трансформатора меняют местами.

Рис.7. Генератор трансформаторного типа для питания светодиодов низковольтным напряжением

    При переходе на высокочастотные германиевые транзисторы типа 1Т311, 1Т313 и использовании унифицированных импульсных трансформаторов типа МИТ-9, ТОТ-45 и др., нижнюю границу рабочих напряжений можно опустить до 0,125 В.

    Напряжение питания всех рассмотренных схем, во избежание повреждения светодиодов, не должно превышать 1,6. .. 1,7 В.

Автор: М.ШУСТОВ, г.Томск

Как понять и использовать белые светодиоды — техническое описание

как правильно использовать белые светодиоды в цепях, чтобы они могли безопасно светиться, не повреждая их, тогда этот пост может помочь вам оценить то же самое.

Введение

Белые светодиоды — это решения для освещения городов и домов будущего. Они легко заменят традиционные компактные люминесцентные лампы и другие люминесцентные типы светоизлучающих устройств. Светодиоды чрезвычайно эффективны, когда речь идет о проблемах с энергопотреблением, а также очень долговечны и надежны благодаря своим указанным характеристикам.

Изобретение светодиодной технологии стало настоящим откровением и открыло перед исследователями двери для изучения совершенно новой концепции освещения с использованием крошечных устройств, которые могли производить невероятное освещение, используя очень мало электроэнергии.

Сегодня концепция может показаться устаревшей, но тем не менее, светодиоды, особенно белые, светодиодные технологии совершенствуются очень быстрыми темпами. Светодиодная промышленность, безусловно, растет и представляет нам усовершенствованные и более эффективные версии светодиодов. Кроме того, эти устройства становятся очень популярными даже среди обычного населения, и люди используют их и настраивают в соответствии со своими предпочтениями.

Хотя белые светодиоды могут выглядеть простыми устройствами, и для их освещения может потребоваться не более пары световых элементов, белые светодиоды, если их не обслуживать или эксплуатировать в пределах определенного диапазона мощности, могут просто выйти из строя во всех отношениях.

Здесь мы собираемся обсудить некоторые из основных советов по безопасному и оптимальному использованию или освещению этих замечательных устройств.

Прежде чем изучать вышеизложенное с помощью простой прикладной схемы, было бы важно понять некоторые из следующих важных характеристик, относящихся к белым светодиодам.

Важные технические характеристики, связанные с белыми светодиодами

В целом большинство типов белых светодиодов имеют максимальное падение прямого напряжения не более 3,5 вольт переменного/постоянного тока.

Прямое падение напряжения означает максимальное безопасное рабочее напряжение конкретного светодиода, при котором светодиод светится с максимальной интенсивностью без опасности повреждения.

Минимальный ток, необходимый для большинства типов белых светодиодов при указанном выше напряжении, составляет 10 мА, 20 мА является оптимальным диапазоном, однако эти устройства могут работать даже при токе 40 мА, обеспечивая ослепительную яркость, почти слепящую глаза.

Обычные белые светодиоды диаметром 5 мм и 3 мм имеют два выводных вывода, назначенных как катод и анод, или, говоря простым языком, положительный и отрицательный.

Длина катода или отрицательного вывода относительно меньше длины анода или положительного вывода, что также позволяет легко различить клеммы.

Для работы устройства более длинный провод подключается к плюсу, а меньший провод подключается к минусу источника питания.

Если подключенная к светодиоду мощность находится в пределах указанного диапазона 3,5 В, то для подключения светодиода может не потребоваться последовательный резистор.

Однако, если напряжение питания превышает указанный выше предел, включение резистора становится обязательным.

В противном случае светодиод может сгореть и мгновенно выйти из строя.

 

Значение резистора будет зависеть от величины приложенного напряжения и может быть рассчитано по следующей формуле:

R = (Us – Fwd.)/I(current),

где R — значение сопротивления, которое необходимо рассчитать, Us — напряжение питания, Fwd — прямое падение напряжения светодиода, а I — ток величина, которая требуется для подачи на светодиод. Предположим, что напряжение питания равно 12, прямое падение напряжения и ток, как объяснено выше, приняты равными 3,5 и 20 соответственно, R можно рассчитать как:

R = (12 – 3,5 )/0,02 = 425 Ом.

В общем случае прямое падение напряжения конкретного светодиода становится важным фактором при выдаче рабочего входа на устройство, остальные параметры не являются абсолютно критичными.

Прямое падение напряжения светодиода можно легко узнать, подключив конкретное устройство к цифровому мультиметру, выбранному в диапазоне диодов.

Отображаемый рисунок непосредственно показывает диапазон прямого напряжения конкретного светодиода.

Вам также понравится:

• 1 . &nbspКак работают суперконденсаторы
• 2 . &nbspКак работает шунтирующий регулятор TL431, техническое описание, применение
• 3 . &nbspСборка простых транзисторных схем
• 4 . Понимание выводов микросхемы SG3525
• 5 . Схемы стабилитронов, характеристики, расчеты
• 6 . Эмиттер-повторитель BJT — работа, схемы применения

О компании Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем/печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными схемами и учебными пособиями.
Если у вас есть какие-либо вопросы, связанные со схемой, вы можете ответить через комментарии, я буду очень рад помочь!

Что это такое и как это работает?

Резюме: Драйвер светодиода является мозгом системы светодиодного освещения. Он обеспечивает преобразование мощности, регулировку нагрузки и защиту последующих компонентов. Драйверы светодиодов также являются интерфейсами, с которыми интегрируются датчики и модули беспроводной связи, чтобы обеспечить взаимодействие человека и машины для приложений интеллектуального освещения.

Разработка и внедрение технологии светодиодов (LED) во всем спектре осветительных приборов за последние несколько лет были захватывающими дух. Несмотря на присущую светодиодам высокую эффективность электрооптического преобразования, качество светодиодного светильника зависит от его драйвера. Потенциал этой революционной технологии освещения может быть раскрыт только тогда, когда показатели производительности драйверов светодиодов постоянно соответствуют электрическим характеристикам светодиодного источника света. Система светодиодного освещения представляет собой синергетическую комбинацию источника света, драйверов светодиодов, систем управления температурным режимом и оптики. Будучи единственным компонентом, который характерным образом влияет на фотометрические характеристики и качество света светодиодов в системе освещения, драйверы играют решающую роль в более обширных и интенсивных применениях светодиодной технологии.

Что такое драйвер светодиодов?

Драйвер светодиодов представляет собой электронное устройство, которое регулирует мощность светодиода или цепочки (или цепочек) светодиодов. Светодиоды представляют собой твердотельные полупроводниковые устройства, пропитанные или легированные слоями для создания p-n перехода. При протекании тока через легированные слои дырки из p-области и электроны из n-области инжектируются в p-n-переход. Они рекомбинируют, генерируя фотоны, которые мы воспринимаем как видимый свет. Преобразование тока в световой выход почти линейно, увеличение входного тока позволяет большему количеству электронов и дырок рекомбинировать в p-n переходе и, таким образом, генерируется больше фотонов.

В отличие от обычных источников света, которые питаются непосредственно от источника питания переменного тока (AC), светодиоды работают на входе постоянного тока или на входе модулированной прямоугольной волны, поскольку диоды имеют полярность. Вход сигнала переменного тока приведет к тому, что светодиод загорится только примерно в половине случаев, когда сигнал переменного тока имеет правильную полярность, и сразу же погаснет при отрицательном смещении. Следовательно, постоянная подача постоянного электрического тока при фиксированном выходе или переменном выходе в допустимом диапазоне должна применяться к светодиодной матрице для стабильного немерцающего освещения.

Драйверы светодиодов обеспечивают интерфейс между источником питания (линии) и светодиодом (нагрузкой), преобразуя входящее питание переменного тока с частотой 50 Гц или 60 Гц при таких напряжениях, как 120 В, 220 В, 240 В, 277 В или 480 В. к регулируемому постоянному выходному току. Существуют драйверы, предназначенные для работы с другими типами источников питания, например, питание постоянного тока от микросетей постоянного тока или питание через Ethernet (PoE). Схема драйвера светодиода должна быть невосприимчива к скачкам напряжения и другим помехам в сети переменного тока в заданном расчетном диапазоне, а также отфильтровывать гармоники в выходном токе, чтобы они не влияли на качество выходного сигнала светодиодного источника света. Драйвер — это не просто преобразователь энергии. Некоторые типы драйверов светодиодов имеют дополнительную электронику, обеспечивающую точное управление светоотдачей или поддержку интеллектуального освещения.

Постоянный ток или постоянное напряжение?

Электрическая цепь, которая регулирует поступающую мощность для обеспечения постоянного выходного напряжения, обычно называется источником питания, тогда как светодиодный драйвер в строгом смысле относится к электрической цепи, обеспечивающей постоянный выходной ток. Сегодня «драйвер светодиода» и «источник питания светодиода» — очень неоднозначные термины, которые используются взаимозаменяемо. Несмотря на терминологическую неоднозначность, мы не можем позволить себе пренебрегать внутренними различиями между схемами постоянного тока (CC) и постоянного напряжения (CV) для регулирования нагрузки светодиодов.

Драйверы светодиодов постоянного тока обеспечивают постоянный ток (например, 50 мА, 100 мА, 175 мА, 350 мА, 525 мА, 700 мА или 1 А) независимо от нагрузки по напряжению для светодиодного модуля в определенном диапазоне напряжений. Драйвер может питать один модуль со светодиодами, соединенными последовательно, или несколько светодиодных модулей, соединенных параллельно. Последовательное соединение предпочтительнее в схемах CC, потому что оно гарантирует, что все светодиоды имеют одинаковый ток, протекающий через их полупроводниковые переходы, и световой поток одинаков для всех светодиодов. Для параллельной работы нескольких светодиодных модулей требуется резистор в каждом светодиодном модуле, что приводит к снижению эффективности и плохому согласованию токов. Большинство драйверов CC можно запрограммировать на работу в диапазоне выходного тока для точного сопряжения между драйвером и конкретным светодиодным модулем. Драйверы светодиодов постоянного тока используются, когда световой поток не должен зависеть от колебаний входного напряжения. Они используются во многих типах продуктов общего освещения, таких как потолочные светильники, трофферы, настольные/торшеры, уличные фонари и светильники для высоких пролетов, для которых приоритетными являются высокое качество тока и точный контроль выходной мощности. Драйверы CC поддерживают диммирование как с широтно-импульсной модуляцией (PWM), так и с уменьшением постоянного тока (CCR). Работа источника питания в режиме CC обычно требует защиты от перенапряжения только в случае обнаружения чрезмерного сопротивления нагрузки или при отключении нагрузки.

Драйверы светодиодов с постоянным напряжением предназначены для работы светодиодных модулей с фиксированным напряжением, обычно 12 В или 24 В. Каждый светодиодный модуль имеет свой собственный линейный или импульсный регулятор тока для ограничения тока и поддержания постоянной мощности. Обычно предпочтительнее подавать постоянное напряжение на несколько светодиодных модулей или светильников, соединенных параллельно. Максимальное количество светодиодов или светодиодных модулей и прямое напряжение на них не должны превышать мощность источника электроэнергии постоянного тока. Цепь CV должна выдерживать рассеивание мощности при коротком замыкании нагрузки. Ограничители тока обычно имеют тепловое отключение для защиты цепи, когда на ограничитель тока подается напряжение выше максимально допустимого. Драйверы CV часто используются в низковольтных светодиодных осветительных приборах, требующих простоты группового подключения при параллельном управлении, например, для управления светодиодными лентами, модулями светодиодных вывесок для лайтбоксов. Драйверы постоянного напряжения могут быть затемнены только ШИМ.

Импульсный источник питания (SMPS)

Поскольку светодиоды очень чувствительны к колебаниям тока и напряжения, одной из наиболее важных функций драйвера светодиодов является уменьшение колебаний прямого напряжения на полупроводниковом переходе светодиодов. Импульсные источники питания работают путем модуляции электрического сигнала с использованием одного или нескольких переключающих элементов, таких как силовые полевые МОП-транзисторы, на высокой частоте, тем самым генерируя заданную величину мощности постоянного тока при изменении напряжения питания или нагрузки. Импульсные преобразователи, используемые в драйверах светодиодов, требуют накопления энергии в виде тока с помощью катушек индуктивности и/или в виде напряжения с помощью конденсаторов, чтобы поддерживать выходной ток или напряжение на нагрузке во время цикла включения/выключения. Драйвер светодиодов AC-DC SMPS выпрямляет мощность переменного тока в мощность постоянного тока, которая затем преобразуется в мощность постоянного тока, способную правильно управлять светодиодами.

Для импульсного преобразования мощности в драйверах светодиодов доступны различные топологии схемы, отвечающие требованиям светодиодной нагрузки. Среди всех топологий SMPS наиболее часто используемыми типами являются buck, boost, buck-boost и flyback.

Понижающая схема, также известная как понижающий преобразователь, регулирует входное постоянное напряжение до желаемого постоянного напряжения с помощью ряда методов управления током, включая синхронное переключение, гистерезисное управление, управление пиковым током и управление средним током. Понижающая топология разработана для драйверов светодиодов с питанием от сети, которые необходимы для управления длинной цепочкой светодиодов, при этом напряжение нагрузки поддерживается ниже напряжения питания. Понижающие схемы также часто встречаются в устройствах с низким напряжением, где входное напряжение питания относительно низкое (например, 12 В постоянного тока для автомобильного освещения) и работает только один светодиод. Понижающая топология позволяет проектировать схемы с меньшим количеством компонентов, сохраняя при этом высокую эффективность (90–95%). Однако напряжение нагрузки понижающей цепи должно быть менее 85 % от напряжения питания. Более того, понижающие драйверы светодиодов не обеспечивают развязки между входной и выходной цепями.

Повышающий преобразователь предназначен для повышения входного напряжения до более высокого выходного напряжения примерно на 20% или более. Для цепей повышения обычно требуется один индуктор, и они работают либо в режиме непрерывной проводимости (CCM), либо в режиме прерывистой проводимости (DCM), что определяется формой волны тока индуктора. В маломощных повышающих преобразователях может использоваться зарядный насос, а не индуктор, в котором используются конденсаторы и переключатели для повышения выходного напряжения выше напряжения питания. Преобразователи на основе индуктора обладают преимуществом малого количества компонентов и высокой эффективности работы (более 90%). Недостатком этой топологии является отсутствие изоляции между входными и выходными цепями. Повышающий преобразователь выдает импульсный сигнал, поэтому для уменьшения пульсаций тока требуется большой выходной конденсатор. ШИМ-управление яркостью затруднено из-за большого выходного конденсатора, а также управления с обратной связью, которое требует широкой полосы пропускания для стабилизации преобразователя.

Понижающе-повышающие преобразователи могут обеспечивать выходное напряжение выше или ниже входного, что делает их идеальными для приложений, где входное напряжение возрастает и падает с большими колебаниями (не более 20%). Колебания входного напряжения такого типа обычно возникают в осветительных приборах с батарейным питанием, например, автомобильное освещение строительной и сельскохозяйственной техники (вилочные погрузчики, тракторы, комбайны, экскаваторы, снегоочистители и т. д.), а также грузовых автомобилей и автобусов. Два типа преобразователей, которые часто используются в повышающе-понижающих устройствах, известны как SEPIC (однотактный преобразователь первичной индуктивности) и Cuk. Преобразователь SEPIC характеризуется использованием двух катушек индуктивности, предпочтительно катушки индуктивности с двумя обмотками, которая имеет небольшую площадь основания, низкую индуктивность рассеяния и возможность увеличения связи обмоток для повышения эффективности схемы. В архитектуре SEPIC повышающая секция обеспечивает коррекцию коэффициента мощности (PFC), а понижающая секция создает напряжение, равное, ниже или выше входного напряжения, в то время как выходная полярность обеих секций остается одинаковой. Топология Cuk сочетает в себе непрерывный выходной ток понижающего преобразователя и непрерывный входной ток повышающего преобразователя, что дает Cuk наилучшие характеристики электромагнитных помех и позволяет по мере необходимости уменьшать емкость. Понижающе-повышающий преобразователь представляет собой неизолированную схему драйвера. Как и повышающие преобразователи, повышающе-понижающие преобразователи требуют защиты от перенапряжения, чтобы предотвратить повреждения от чрезмерно высокого напряжения в случае разомкнутой нагрузки.

Обратноходовая коммутационная схема представляет собой преобразователь с прерывистой проводимостью, который обеспечивает изоляцию сети переменного тока, накопление энергии и масштабирование напряжения. Он очень похож на повышающе-понижающий преобразователь, но с раздельной индуктивностью, образующей трансформатор. Трансформатор обратного хода, по крайней мере, с двумя обмотками не только обеспечивает полную изоляцию между входными и выходными цепями, но также допускает более одного выходного напряжения с разной полярностью. Первичная обмотка подключена к вводу питания, вторичная обмотка подключена к нагрузке. Магнитная энергия накапливается в трансформаторе, пока переключатель включен, и в то же время диод смещен в обратном направлении (т. е. заблокирован). Когда переключатель выключен, диод смещен в прямом направлении, и магнитная энергия высвобождается током, протекающим из вторичной обмотки. В некоторых обратноходовых схемах для питания микросхемы управления используется третья обмотка, называемая вспомогательной или вспомогательной обмоткой. Для более точного управления средним напряжением на конденсаторе, которое используется для поддержания протекания тока в светодиодной нагрузке, когда преобразователь находится на первой ступени, требуется изолированная обратная связь, обычно через оптопару. Схемы обратноходового переключения могут быть рассчитаны на очень широкий диапазон питающих и выходных напряжений с изоляцией от опасно высоких напряжений. Однако эти схемы менее эффективны (75 — 85 %, более высокий КПД возможен при использовании дорогих деталей).

Линейный источник питания

В линейном источнике питания используется элемент управления (например, резистивная нагрузка), который работает в своей линейной области для регулирования выходного сигнала. В схемах управления светодиодами этого типа напряжение, протекающее через чувствительный к току резистор, сравнивается с опорным напряжением в контуре обратной связи для получения управляющего сигнала. Контроллер, работающий в линейной области замкнутой системы обратной связи, регулирует выходное напряжение до тех пор, пока ток, протекающий через чувствительный резистор, не совпадет с напряжением обратной связи. Таким образом, ток, подаваемый на цепочку светодиодов, сохраняется до тех пор, пока прямое напряжение не превышает выходное напряжение, ограниченное падением напряжения. Линейные драйверы обеспечивают только понижающее преобразование, что означает, что напряжение нагрузки должно быть ниже напряжения питания. Если напряжение нагрузки выше, чем напряжение питания, или напряжение питания колеблется в широких пределах, необходим импульсный стабилизатор.

Приборы с питанием от сети переменного тока, в которых предъявляются высокие требования к регулированию напряжения, обычно используют импульсные линейные стабилизаторы для управления светодиодными лампами с длинной цепочкой светодиодов, соединенных последовательно. Импульсные линейные регуляторы представляют собой комбинацию нескольких линейных регуляторов, которые либо интегрированы, либо каскадированы в модульной форме. Эти линейные регуляторы, обычно разрабатываемые в корпусах ИС для поверхностного монтажа, используются для интеллектуальной регулировки количества светодиодов, подключенных к нагрузке, в цепочке во время цикла питания, чтобы напряжение нагрузки соответствовало мгновенному напряжению сети переменного тока.

Линейные драйверы светодиодов представляют собой чрезвычайно простое решение, которое устраняет необходимость в громоздких и дорогостоящих катушках, конденсаторах и реактивных (например, индуктивных и/или емкостных) входных фильтрующих элементах EMI/EMC. Значительно меньшее количество деталей и использование полупроводниковых компонентов позволяют уменьшить размер переключаемого линейного регулятора до компактной микросхемы. Это делает линейные драйверы конкурентоспособными для светодиодных ламп, стоимость и физические размеры которых являются важными факторами при проектировании. Благодаря способности генерировать резистивную диммерную нагрузку, аналогичную лампе накаливания, линейные драйверы светодиодов имеют общую совместимость с устаревшими диммерами с фазовой отсечкой (TRIAC), которые были разработаны для диммирования резистивных нагрузок.

Благодаря своей конкурентоспособности по цене, устойчивости к электромагнитным помехам и электромагнитным помехам, малой занимаемой площади и простоте конструкции топология линейного привода вызывает растущий интерес в отрасли. Тем не менее, линейные драйверы борются с присущими им недостатками, которые мешают им войти в основные приложения во многих категориях продуктов.

1. Линейный драйвер светодиодов может иметь низкий КПД, если напряжение питания существенно превышает напряжение нагрузки.

2. Избыточная мощность высвобождается в виде тепловой энергии, что приводит к увеличению тепловой нагрузки на схему драйвера и, весьма вероятно, на светодиоды, если тепло не рассеивается эффективно.

3. Ограничение, связанное с необходимостью поддерживать напряжение нагрузки ниже напряжения питания в определенном диапазоне, приводит к еще одному недостатку, заключающемуся в разрешении только ограниченного диапазона напряжения питания.

4. Линейные драйверы, имеющиеся на рынке, представляют собой в основном недорогие схемы, в которых не уделяется особого внимания устранению мерцания.

5. Неизолированная топология не обеспечивает электрической изоляции от сети переменного тока.

Переключаемый Против.

Linear

В конструкции драйвера светодиодов используется множество компромиссов. При выборе между импульсными и линейными драйверами необходимо учитывать стоимость, эффективность, управление, срок службы, диммирование, размер, коэффициент мощности, мерцание, вход/выход, изоляцию от сети переменного тока и различные другие факторы.

Импульсные источники питания явно более эффективны, чем линейные, из-за их модуляции «0/1» (переключение ВКЛ/ВЫКЛ). Они могут быть разработаны для обеспечения высокой энергоэффективности, а также освещения без мерцания при сохранении высокого коэффициента мощности и низкого общего гармонического искажения (THD). В то время как линейные драйверы светодиодов рассматривались как перспективное решение для управления светодиодами, в обозримом будущем импульсные источники питания по-прежнему остаются предпочтительным решением для управления светодиодами для приложений, в которых эффективность, управление освещением, качество света и электрическая безопасность имеют первостепенное значение. В частности, цифровая управляемость драйверов SMPS, оснащенных технологией интеллектуальных датчиков и беспроводной связью, обещает обеспечить возможность использования различных приложений Интернета вещей (IoT). Цифровая модуляция позволяет кодировать данные в двоичном формате для высокоскоростной оптической беспроводной связи (LiFi), что значительно расширяет возможности применения драйверов SMPS.

Тем не менее, привлекательные характеристики драйверов SMPS достигаются за счет их зависимости от громоздких, дорогих и ненадежных реактивных компонентов, таких как трансформаторы, катушки индуктивности и конденсаторы. Высокоскоростная коммутация вызывает много шума, что приводит к относительно высокому уровню электромагнитных помех, которые необходимо фильтровать и экранировать с помощью дополнительных цепей. Эти дополнительные схемы могут значительно увеличить физические размеры и удвоить общую стоимость драйвера светодиода.

Самым большим недостатком драйверов SMPS, который также является самой привлекательной чертой линейных драйверов, является их надежность. В цепи управления SMPS используется большое количество компонентов, включая фильтры, выпрямители, схемы корректора коэффициента мощности (PFC) и т. д. Сложная конструкция может снизить надежность схемы. Широкое использование алюминиевых электролитических конденсаторов в ККМ в качестве компонента для накопления энергии вызывает наибольшую озабоченность по поводу надежности драйвера SMPS. Электролитические конденсаторы известны своей высокой емкостью и высоким напряжением. Тем не менее, электролит в конденсаторе со временем испарится. Скорость испарения линейно коррелирует с температурой. Высокая температура ускорит испарение электролита, что приведет к уменьшению емкости и увеличению ESR (эквивалентного последовательного сопротивления). Повышенное ESR приводит к высоким пульсациям выходного напряжения и шуму. А конденсатор в итоге выходит из строя при высыхании электролита, что приводит к преждевременному выходу из строя всей системы освещения. Высокоскоростное переключение может создавать электромагнитные помехи (EMI), которые отрицательно влияют на окружающие элементы цепи. Это создает дополнительную проблему проектирования, которую необходимо решить. Использование шумового фильтра приводит к увеличению объема и веса, а также стоимости производства.

С другой стороны, линейные драйверы обладают большим потенциалом благодаря ранее упомянутым преимуществам. Как правило, они переживают драйверы SMPS, упрощают конструкцию лампы, снижают затраты и значительно сокращают спецификацию. Однако сложно разработать линейный драйвер с эффективностью преобразования и подавлением мерцания, сравнимой с схемами SMPS. Эта технология в настоящее время используется не по назначению. Большинство производителей освещения рассматривают его только как недорогое решение для вождения. Несмотря на то, что использование линейных драйверов в светодиодных светильниках приемлемо для приложений, где высокое качество света и изоляция от сети переменного тока не являются главным приоритетом (например, наружное освещение), некоторые производители пытаются внедрить это недорогое решение для управления светодиодами в визуально требовательных, безопасных чувствительных приложений внутреннего освещения без улучшения качества выходного сигнала драйвера (управление мерцанием) и повышения электрической безопасности и рассеивания тепла в системе освещения.

Driver-on-Board (DOB)

DOB — типичная реализация топологии линейного вождения. Светодиодный модуль DOB, также называемый светодиодным двигателем переменного тока, содержит светодиоды и всю электронику драйвера на печатной плате с металлическим сердечником (MCPCB). Технология DOB использует преимущества возможности монтажа на MCPCB микросхем высоковольтных драйверов (импульсные линейные регуляторы). В отличие от схемы драйвера SMPS, которая должна быть установлена ​​на печатной плате FR4 с разводкой, эти микросхемы драйвера для поверхностного монтажа могут быть припаяны к MCPCB, установленной на светодиоде, без разводки схемы. Это полностью устраняет необходимость в специальном блоке драйверов и, таким образом, обеспечивает компактный форм-фактор. Еще одним преимуществом конструкции DOB является то, что отличная теплопроводность MCPCB может способствовать быстрому рассеиванию тепла, выделяемого из-за неэффективного преобразования линейного драйвера.

Power Utilization

Обработка мощности, происходящая внутри SMPS, обычно приводит к неравномерному потреблению мощности из-за модуляции импульсов тока. То, как импульсные регуляторы потребляют импульсы тока из сети электроснабжения, может привести к перегибам и искажениям формы волны тока в линии электропередачи, а также к срабатыванию предохранителей и автоматических выключателей при уровнях мощности ниже, чем возможности линии электропередачи. Наличие этих гармонических искажений и нелинейных нагрузок может привести к различным проблемам, таким как перегрев нейтральных проводников и распределительных трансформаторов, отказ или неисправность оборудования для производства и распределения электроэнергии, помехи в цепях связи и т. д. С точки зрения коммунальных служб, эти разрушительные помехи от нижележащего электрического оборудования должны быть запрещены. Поэтому коммунальные предприятия предъявляют нормативные требования к коэффициенту мощности (PF) и полному гармоническому искажению (THD) электрооборудования, в том числе светодиодных светильников с питанием от сети.

Коэффициент мощности представляет собой отношение используемой мощности к отдаваемой мощности и выражается числом от 0 до 1. Чисто резистивная нагрузка имеет коэффициент мощности 1, поскольку потребляет ток точно в фазе с линейным напряжением. Тем не менее, реактивные элементы, такие как конденсаторы и катушки индуктивности драйвера светодиодов, потребляют дополнительный реактивный ток, который трудно измерить и, следовательно, коммунальные предприятия не могут получать от него доход. Что наиболее важно, эта реактивная мощность приведет к тому, что отдаваемая мощность (полная мощность) будет больше, чем мощность, фактически требуемая светодиодным светильником. Это может привести к тому, что инфраструктура коммунального предприятия будет работать с превышением пропускной способности, и может привести к потенциальному ущербу, если не будут приняты меры для защиты инфраструктуры от перегрузки дополнительной реактивной мощностью. Чем ближе коэффициент мощности к 1, тем более точно совпадают формы сигналов тока и напряжения. По мере уменьшения коэффициента мощности больше энергии тратится впустую в виде реактивной мощности. В коммерческом и промышленном секторах коммунальные предприятия часто взимают дополнительную плату с конечных пользователей, которые работают с электрическим оборудованием с низким коэффициентом мощности, чтобы компенсировать возросшие затраты на генерацию и передачу.

Коэффициент мощности светодиодной лампы или светильника стал требованием спецификаций на многих рынках. Директива ЕС требует, чтобы светодиодный продукт с потребляемой мощностью более 25 Вт имел коэффициент мощности выше 0,9. В США и Design Light Consortium (DLC), и Energy Star имеют правила PF, аналогичные европейским. В штате Калифорния действуют четкие правила для значения PF, которое должно быть больше 0,9 для всех уровней мощности бытового и коммерческого светодиодного освещения. Чтобы соответствовать нормативным значениям коэффициента мощности, драйверы светодиодов с питанием от сети, предназначенные для сетей переменного тока, должны использовать некоторую форму коррекции коэффициента мощности для поддержания высокого коэффициента мощности в широком диапазоне входного напряжения. Схема коррекции коэффициента мощности (PFC) обычно используется для минимизации реактивной мощности и максимизации доступной мощности от источника и распределительных кабелей. Цепи PFC, которые включают в себя активные и пассивные PFC, формируют и синхронизируют входной ток в синусоидальную форму волны, которая находится в фазе с линейным напряжением.

Общее гармоническое искажение (THD) часто ставится на одном дыхании с проблемой низкого коэффициента мощности. THD — это измерение искажения формы волны тока, вызванного нелинейными электрическими нагрузками, такими как нагрузки выпрямителя. Искаженные формы сигналов тока могут уменьшить коэффициент мощности, а также создать гармонические искажения. Гармонические искажения также возникают, когда нагрузка потребляет ток, который не похож на настоящую синусоиду. THD представлен в процентах. Чем ниже значение, тем лучше. Высокий коэффициент нелинейных искажений может вызвать проблемы в оборудовании распределения электроэнергии. Поэтому важно, чтобы драйверы светодиодов соответствовали нормативным значениям THD (обычно менее 20%) во всем диапазоне входного напряжения. Коэффициент нелинейных искажений подавляется схемой коррекции коэффициента мощности, которая должна эффективно формировать входной ток, чтобы обеспечить генерацию минимальной энергии на более высоких частотах.

Диммирование может влиять как на PF, так и на THD. Следовательно, необходимо измерять PF и THD на полном и диммированном выходах.

Управление диммированием

Переход от традиционной технологии освещения к полупроводниковому освещению обусловлен необходимостью большей эффективности, контроля и взаимодействия. В основе управления освещением лежит технология диммирования, которая является неотъемлемой частью систем управления освещением. Одним из преимуществ светодиодов является способность мгновенно реагировать на изменения потребляемой мощности, которая регулируется драйвером светодиода. Эффективность диммирования светодиодного драйвера становится все более важной, поскольку освещение становится все более связанным и адаптивным к потребностям и предпочтениям пользователя. Наиболее часто используемые элементы управления диммером-драйвером включают симистор (триод для переменного тока), 0–10 В и DALI (цифровой адресуемый интерфейс освещения). Широтно-импульсная модуляция (PWM) и подавление постоянного тока (CCR) являются наиболее распространенными методами, используемыми для диммирования светодиодных нагрузок от драйвера.

Диммеры с управлением фазой работают, отключая части цикла переменного напряжения для управления светоотдачей. Цепи управления фазой включают 2-проводное управление прямой фазой (передний фронт), 2-проводное управление обратной фазой (задний фронт) и 3-проводное управление прямой фазой (передний фронт). Диммирование с фазовым управлением часто используется при модернизации, когда прокладка новой или дополнительной проводки ответвленной цепи или внутренней проводки управления может быть сложной и дорогостоящей. Однако драйвер светодиода должен быть спроектирован так, чтобы распознавать и реагировать на сигналы напряжения от схемы диммирования. Неспособность интерпретировать выходной сигнал переменного фазового угла при управлении фазой затемнения, вероятно, приведет к мерцанию и уменьшению диапазона затемнения.

0–10 В — это 4-проводной (горячий и нейтральный, плюс 2 низковольтных управляющих провода) метод диммирования, который иногда называют диммированием 1–10 В, поскольку большинство типичных драйверов с диммированием 0–10 В можно диммировать только на 100%. (10 В) до 10% (1 В), а 0 В выключает лампу. В этом методе драйвер является источником тока для сигнала постоянного тока и, таким образом, надежен при диммировании, происходящем в драйвере. Схема управления посылает управляющие сигналы низкого напряжения для регулировки входного сигнала драйвера путем изменения напряжения в диапазоне от 1 В до 10 В постоянного тока. Поскольку управляющий сигнал представляет собой низкое аналоговое напряжение, длинные провода могут привести к падению напряжения и снижению уровня сигнала. 0-10V — это универсальный протокол управления в светотехнической промышленности, который пользуется популярностью в коммерческих приложениях освещения. Однако стандарты диммирования 0–10 В для архитектурных приложений в США не определяют значение минимального светоотдачи и не касаются формы кривой диммирования. Это может привести к несовместимости элементов управления и устройств разных производителей.

DALI, способный обеспечить адресацию отдельных приборов и обратную связь о состоянии от нагрузок, обеспечивает большую гибкость в управлении освещением с помощью 4-проводной системы (горячий и нейтральный плюс 2 низковольтных канала передачи данных без топологии) системы. DALI обычно используется, когда стратегия управления требует, чтобы осветительная арматура реагировала более чем на один контроллер (например, ручной переключатель управления и датчик присутствия). DALI является двунаправленным протоколом, и система освещения DALI может управлять до 64 точками управления (драйверы, диммеры, реле) без использования центрального блока управления. Протокол DALI использует логарифмическое затемнение, которое обеспечивает 256 ступеней яркости со стандартизированной кривой затемнения в диапазоне от 0,1% до 100%.

ШИМ управляет яркостью светодиода, изменяя рабочий цикл постоянного тока с частотой импульсов, достаточно высокой, чтобы быть незаметным для человеческого глаза. Отношение времени включения ко времени выключения определяет воспринимаемую интенсивность света. Широтно-импульсная модуляция поддерживает постоянный прямой ток, что устраняет проблему сдвига цвета и, таким образом, является преимуществом для приложений, требующих постоянной CCT в широком диапазоне диммирования. ШИМ-диммирование обычно используется как для статической, так и для динамической регулировки интенсивности источников белого света, а также светодиодов RGB. В приложениях для смешивания цветов RGB ШИМ-затемнение позволяет точно регулировать яркость отдельных источников для получения желаемого цвета. Однако высокоскоростное переключение может создавать электромагнитные помехи. Драйверы ШИМ не могут быть установлены удаленно от источника света, потому что увеличенное расстояние передачи от драйвера до источника света может мешать высокочастотным, чувствительным ко времени рабочим циклам.

CCR или аналоговое затемнение регулирует интенсивность света, изменяя ток привода постоянного тока, протекающий через светодиод. Поскольку ток изменяется линейно, CCR практически не мерцает. Диммирование с постоянным током также может работать в более широком диапазоне светоотдачи, чем обычное диммирование с отсечкой фазы. К недостаткам CCR относятся низкая производительность при малых токах (менее 10%), изменение цвета светодиодов при уменьшении яркости светодиодов до 20% от номинальной мощности и асинхронный отклик при более высоких токах из-за эффекта спада. Схема диммирования CCR может управляться с помощью различных протоколов, таких как 0-10 В, DALI и ZigBee. CCR и PWM можно комбинировать для обеспечения гибридного затемнения, чтобы можно было использовать преимущества обоих методов.

Подавление мерцания

Мерцание — это амплитудная модуляция светового потока, которая может быть вызвана колебаниями напряжения в сети переменного тока, остаточными пульсациями выходного тока, подаваемого на светодиодную нагрузку, или несовместимым взаимодействием между цепями диммирования и источниками питания светодиодов. Мерцание может вызывать другие временные световые артефакты (TLA), в том числе стробоскопический эффект (неправильное восприятие движения) и фантомный массив (рисунок появляется при движении глаз). TLA бывают как видимыми, так и невидимыми. Мерцание, возникающее на частотах 80 Гц и ниже, непосредственно видно глазу, а невидимое мерцание — это временные вариации, возникающие на частотах 100 Гц и выше. Стробоскопический эффект и фантомный массив обычно возникают в диапазоне частот от 80 Гц до 2 кГц, их видимость варьируется в зависимости от населения. Хотя невидимые TLA не воспринимаются человеческим глазом, они все же могут иметь ряд негативных последствий.

Мерцание и другие TLA представляют собой нежелательные временные паттерны светоотдачи, которые могут вызывать напряжение глаз, нечеткость зрения, зрительный дискомфорт, снижение зрительной работоспособности и, в некоторых случаях, даже мигрень и светочувствительные эпилептические припадки. Поэтому они являются одним из ключевых соображений при оценке качества света. Играет роль предполагаемое использование искусственного освещения. Различные сценарии освещения могут допускать разный уровень временных световых артефактов. TLA могут быть менее опасны для проезжей части, парковки и наружного архитектурного освещения или других приложений, где продолжительность воздействия искусственного света ограничена. Искусственный свет с высоким процентом мерцания не следует использовать как для общего освещения, так и для рабочего освещения в домах, офисах, учебных классах, гостиницах, лабораториях и производственных помещениях. Освещение без мерцания имеет решающее значение не только для зрительных задач, требующих точного позиционирования глаз, и в условиях, где восприимчивые люди проводят значительное время, но и для вещания HDTV, цифровой фотографии и замедленной записи в студиях, на стадионах и в спортзалах. Видеокамеры могут улавливать TLA так же, как человеческий глаз обнаруживает эти эффекты.

Ключ к уменьшению мерцания лежит в драйвере светодиодов, который предназначен для преобразования переменного тока в постоянный и фильтрации любых нежелательных пульсаций тока. Достаточно большие пульсации, которые обычно возникают при удвоенной частоте сетевого напряжения переменного тока, в постоянном токе, подаваемом на светодиодную нагрузку, приводят к мерцанию и другим визуальным аномалиям на частоте 100/120 Гц. Таким образом, допустимый уровень пульсаций тока в светодиодах, например пульсации ±15% (всего 30%), должен быть определен в драйверах светодиодов для различных приложений, где мерцание имеет значение. Пульсации можно сгладить с помощью фильтрующего конденсатора. Одной из основных задач при разработке драйвера является фильтрация пульсаций и гармоник без использования громоздких, недолговечных высоковольтных электролитических конденсаторов на первичной стороне. Двигатели со светодиодами переменного тока по своей природе подвержены мерцанию, потому что светодиоды на самом деле работают от того, что по сути является промежуточным напряжением постоянного тока, которое было бы в системе светодиодного освещения на основе SMPS. Быстрое изменение полярности вызывает мерцание интенсивности с частотой, вдвое превышающей синусоидальную частоту переменного тока. Несмотря на простоту схемотехники, для эффективного уменьшения временных колебаний источника питания требуются дополнительные схемы.

Стандарты ограничения мерцания для различных приложений еще не установлены. Компания IES установила две метрики для количественной оценки мерцания. Мерцание в процентах измеряет относительное изменение модуляции света (глубину модуляции). Индекс мерцания — это показатель, который характеризует изменение интенсивности по всему периодическому сигналу (или рабочему циклу для сигналов прямоугольной формы). Процентное мерцание более известно широкому потребителю. В целом, мерцание 10 процентов или менее при частоте 120 Гц или мерцание 8 процентов или менее при частоте 100 Гц допустимо для большинства людей, за исключением групп риска, мерцание 4 процентов или менее при частоте 120 Гц или мерцание 3 процентов или менее при частоте 100 Гц. считается безопасным для всех групп населения и очень желательным в приложениях с интенсивным зрением. К сожалению, большое количество светодиодных ламп и светильников, поставляемых в настоящее время на рынок, имеют высокий процент мерцания. В частности, светодиодные лампы переменного тока имеют мерцание, обычно превышающее 30 процентов при частоте 120 Гц.

Защита цепи

В зависимости от топологии драйвера, конструкции схемы и среды применения драйверы светодиодов могут работать с аномалиями нагрузки и ненормальными условиями работы, такими как перегрузка по току, перенапряжение, пониженное напряжение, короткое замыкание, обрыв цепи, неправильная полярность, потеря нейтрали. , перегрев и т. д. Поэтому драйверы светодиодов должны включать механизмы защиты для решения этих проблем.

Выходное напряжение некоторых драйверов постоянного тока, особенно импульсных повышающих преобразователей, может значительно превышать номинальное напряжение привода из-за отключения нагрузки или чрезмерного сопротивления нагрузки. Защита от обрыва цепи или защита от перенапряжения на выходе (OOVP) обеспечивает механизм отключения, который использует стабилитрон для обеспечения обратной связи и направления выходного тока на землю, когда выходное напряжение превышает определенный предел. Более предпочтительным методом защиты от обрыва цепи является использование схемы активной обратной связи по напряжению для отключения питания при достижении точки срабатывания по перенапряжению.

Защита от перенапряжения на входе (IOVP) предназначена для разгрузки цепи управления от перенапряжения в результате коммутационных операций/изменения нагрузки в электросети, ударов молнии поблизости, ударов молнии непосредственно в систему освещения или электростатического разряда. В сетях переменного тока небольшое, но продолжительное перенапряжение может вызвать высокие токи (энергетические импульсы) в драйвере светодиодов и светодиодах, что может привести к отказу драйвера светодиодов и интерфейсов управления, а также к преждевременному старению светодиодов. Металлооксидный варистор (MOV) или ограничитель переходного напряжения (TVS) могут быть размещены на входе для поглощения энергии путем ограничения напряжения. Конденсатор из пластиковой пленки, который обычно подключается к линии переменного тока для снижения электромагнитных помех, также помогает поглощать часть энергии импульсов перенапряжения.

Драйверы светодиодов обычно имеют ограниченный уровень защиты от перенапряжения благодаря встроенным схемам защиты от перенапряжения. В некоторых приложениях, таких как уличное освещение, к драйверу должны быть добавлены дополнительные устройства защиты от перенапряжения, способные выдерживать множественные перенапряжения или удары, чтобы защитить последующие компоненты от высоких перенапряжений. УЗИП должен быть рассчитан на снижение или разряд высокой энергии импульса минимум 10 кВ и 10 кА в соответствии с ANSI C136.2.

Короткое замыкание на нагрузке линейного источника питания может привести к перегреву, но не влияет на ток, подаваемый на каждый светодиод, поскольку схемы ограничения тока обеспечивают автоматическую защиту от короткого замыкания. Однако в импульсном понижающем стабилизаторе короткое замыкание приведет к выходу из строя светодиода или всего модуля, в зависимости от схемы. Выход из строя одного светодиода обычно оказывает минимальное влияние на общий световой поток. Изменение напряжения можно компенсировать с помощью саморегулирующейся схемы распределения тока, которая по-прежнему равномерно распределяет ток. С другой стороны, короткое замыкание на нагрузке светодиодной цепочки может существенно повлиять на общий световой поток. Механизм обнаружения отказа защиты от короткого замыкания может быть реализован путем контроля рабочего цикла. Короткое замыкание обычно приводит к очень короткому рабочему циклу.

Защита от перегрева для светодиодных систем включает защиту от перегрева модуля (MTP) и ограничение температуры драйвера (DTL). DTC использует резистор NTC (отрицательный температурный коэффициент) для снижения выходного тока, когда максимальная температура точки корпуса драйвера в приложении превышает заданный предел. МТС отслеживает температуру светодиодного модуля и взаимодействует с драйвером, который автоматически снижает ток, подаваемый на светодиоды, когда МТС обнаруживает пороговую температуру. DTL также может использоваться как альтернатива MTP, если точка TC драйвера и температура светодиодного модуля могут быть связаны.

EMI и EMC

Электромагнитные помехи (EMI), также называемые радиочастотными помехами (RFI), воздействуют на другие электрические цепи вследствие либо электромагнитной проводимости, либо электромагнитного излучения, испускаемого электронными устройствами, такими как драйверы светодиодов, радиостанции CB и мобильные телефоны. Любой светодиодный драйвер, подключенный к сети переменного тока, должен соответствовать стандартам излучения, например, определенным в IEC 61000-6-3. В схеме управления светодиодом переключение полевого МОП-транзистора обычно является основным источником электромагнитных помех. Компоновка печатной платы с короткими и компактными путями для коммутационных токов также важна для ограничения электромагнитных помех. В некоторых приложениях требуется входной фильтр для снижения высокочастотных гармоник, и конструкция этой схемы имеет решающее значение для поддержания низкого уровня электромагнитных помех. Заземляющий слой на печатной плате должен оставаться непрерывным, чтобы избежать создания токовой петли, вызывающей высокие уровни электромагнитных помех. Металлический экран может быть установлен над зоной коммутации, чтобы обеспечить ограждение, препятствующее электромагнитному излучению.

Электромагнитная совместимость (ЭМС) — это способность устройства или системы работать в своей электромагнитной среде, не создавая электромагнитных помех, которые мешают соседнему оборудованию, или не подвергаясь воздействию электромагнитных помех, излучаемых соседним оборудованием. Характеристики электромагнитной совместимости драйвера светодиодов часто автоматически обеспечиваются хорошей конструкцией электромагнитных помех. Однако электростатический разряд (ЭСР) и устойчивость к импульсным перенапряжениям, которые не учитываются в методах защиты от электромагнитных помех, также влияют на характеристики ЭМС.

Вопросы безопасности

Безопасность всегда должна оставаться приоритетом номер один при оценке водителя и системы освещения, которой он управляет. Крайне желателен драйвер светодиодов с питанием от сети с диэлектрической изоляцией, например, 1500 В RMS (50 или 60 Гц) от входа до выхода. Изоляция входной/выходной цепи может быть выполнена только с помощью трансформатора, имеющего первичную и вторичную обмотки с хорошей гальванической развязкой. Выходное напряжение должно поддерживаться ниже предела безопасного сверхнизкого напряжения (SELV) 60 В постоянного тока в соответствии с IEC 61140. Однако растет число продуктов светодиодного освещения, в которых реализована неизолированная топология с целью снижения затрат. Риск поражения электрическим током является серьезной проблемой для светодиодных продуктов, управляемых недорогими линейными стабилизаторами. Эти цепи не обеспечивают изоляцию между входными и выходными цепями, а электрическая изоляция систем освещения может быть недостаточно проверена.

Для устройств с питанием от сети переменного тока необходимо учитывать пути утечки и воздушные зазоры. Путь утечки между первичной и вторичной цепями должен соответствовать требованиям по расстоянию, в противном случае может произойти поражение электрическим током или возгорание. Зазор, который определяется как кратчайшее расстояние между двумя токопроводящими частями, должен учитываться для предотвращения искрения между электродами, вызванного ионизацией воздуха. Поскольку размеры электронных схем продолжают уменьшаться, хорошая конструкция печатной платы имеет важное значение для схемы драйвера, чтобы не только уменьшить излучение электромагнитных помех, но и уменьшить проблемы с утечкой тока и зазорами.

Все токопроводящие и осязаемые части драйвера светодиодов класса защиты I с питанием от сети должны быть заземлены. Драйверы светодиодов, предназначенные для управления системами светодиодного освещения для жилых и коммерческих помещений, обычно относятся к классу II. Для драйверов светодиодов класса II нет заземления корпуса, но все проводники внутри драйверов класса II должны иметь двойную или усиленную изоляцию, чтобы обеспечить хорошую изоляцию между цепью питания от сети и выходной стороной или металлическим корпусом драйвера.

Тепловые аспекты

Драйвер светодиода сконфигурирован для максимально эффективного преобразования сетевого напряжения переменного тока в постоянное, а любая потеря энергии в процессе преобразования преобразуется в тепло. Это означает, что драйверу светодиодов с КПД 90% требуется входная мощность 100 Вт/0,9 = 111 Вт для управления нагрузкой 100 Вт. Среди входной мощности 11 Вт есть потери мощности, которые улетучиваются в виде тепла. Это создает высокую тепловую нагрузку на схему драйвера светодиода. Когда драйвер находится внутри корпуса светильника, тепловая нагрузка от светодиодов приводит к дополнительному повышению температуры драйвера. В дополнение к использованию компонентов, рассчитанных на высокие температуры, драйвер должен быть спроектирован так, чтобы отводить тепло от термочувствительных компонентов. Избыточное накопление тепла вызовет проблемы с надежностью компонентов, включая электролитические конденсаторы, которые высыхают при воздействии тепла. Поэтому температура, при которой работает светодиодный драйвер, принципиально важна для определения срока его службы. Для облегчения рассеивания тепла в светодиодных драйверах для светодиодных светильников высокой мощности используются алюминиевые корпуса, которые могут поставляться с ребрами высокой плотности и теплопроводной заливкой.

Пылевлагозащита

Драйверы светодиодов для дорожного, уличного, наружного и ландшафтного освещения должны быть герметизированы для защиты от проникновения пыли, влаги, воды и других объектов, которые могут проникнуть внутрь изделия. Высокая степень защиты от проникновения (IP) для светодиодных драйверов имеет решающее значение для внутренних помещений, таких как автомойки, чистые помещения, заводы по розливу и консервированию, предприятия пищевой промышленности, фармацевтические заводы или любое промышленное применение, требующее ежедневной мойки под высоким давлением. Автономные светодиодные драйверы для влажных помещений обычно заливаются силиконом для повышения целостности корпуса, а также для обеспечения электрической изоляции и управления температурой. Эти драйверы обычно имеют степень защиты от проникновения IP65, IP66 или IP67.

Расположение Воздействие

Драйверы светодиодов могут быть удаленно установлены или совмещены внутри корпуса лампы или светильника. В совмещенных системах без DOB драйвер должен быть термически изолирован от светодиодов, которые выделяют огромное количество тепла. При проектировании корпуса светильника необходимо учитывать техническое обслуживание драйвера. В удаленно установленных системах драйверы ШИМ могут испытывать потери производительности на большом расстоянии. Таким образом, CCR является предпочтительным методом диммирования для удаленно установленных систем.

Светодиодные лампы для выращивания комнатных растений

Светодиодные лампы для выращивания комнатных растений | ВОЛЬТ® Освещение

Магазин не будет работать корректно в случае, если куки отключены.

Похоже, в вашем браузере отключен JavaScript. Для максимально удобного использования нашего сайта обязательно включите Javascript в своем браузере.

Позвоните нам

Поиск

Поиск

Привнесите производительность и стиль в свой садоводческий бизнес.

* Заказ оптом? Свяжитесь с нашим отделом продаж, чтобы получить скидки на оптовые цены! Свяжитесь с нами

О светильниках для выращивания растений

Лучшие светодиодные светильники способны обеспечить высокую светоотдачу PPF (измеряется в мкмоль/с), работать с высокой эффективностью (измеряется в мкмоль/Дж) и использовать высококачественные чипы. и драйверы с гарантией. Ищите лампы, сертифицированные UL, чтобы гарантировать безопасность использования продукта. Если продукт включен в список DLC, это означает, что он прошел независимое тестирование и проверку на соответствие требованиям высокой эффективности, необходимым для того, чтобы иметь право на получение скидок от местных коммунальных служб.

Лучшим светодиодным светильником для выращивания растений является тот, который имеет высокую мощность PPF (не менее 2000 мкмоль/с) и высокую эффективность (не менее 2,6 мкмоль/Дж) — это означает, что он создает достаточно света для поддержки любой культуры и использует электричество. эффективно. Лучшие лампы также производят свет полного спектра, который лучше воспроизводит естественный солнечный свет и, как было показано, приводит к более здоровому росту растений.

Не все светодиодные светильники подходят для освещения растений. Во-первых, важно понять, как световой спектр влияет на рост растений. Диапазон ФАР — это часть светового спектра, которую растения способны поглощать и использовать для фотосинтеза. Растения используют свет только в диапазоне 400–700 нм, и хорошее освещение для выращивания будет пытаться имитировать солнце, излучая яркий белый свет полного спектра. Кроме того, светодиод должен излучать достаточно большое количество света, чтобы поддерживать тип растения, которое вы выращиваете. Количество света, необходимое для разных типов растений, варьируется, но, например, для каннабиса требуется PPFD не менее 500 мкмоль/м2/с на вегетативной стадии и >900 мкмоль/м2/с для цветения.

Мощность указывает только на то, сколько электроэнергии потребуется для работы лампы для выращивания; более важно смотреть на светоотдачу, измеряемую потоком фотосинтетических фотонов (PPF). В зависимости от качества и эффективности светодиодных чипов два источника света, использующие количество ватт, могут иметь очень разные световые потоки. Большая светоотдача означает, что свет для выращивания сможет поддерживать большее количество растений.

Размер необходимого вам светильника для выращивания зависит от того, что вы выращиваете, и от размера растительного покрова. Для стадии цветения большинство производителей ориентируются на PPFD 1000 мкмоль/с/м2. Чтобы достичь такой плотности освещения, используйте по крайней мере один из наших светильников для выращивания растений FL-1 или два светильника для выращивания растений VL-1 на площадь 5 x 5 футов. Для растений на вегетативной стадии большинство производителей ориентируются на PPFD 500 мкмоль/с/м2. Для этого потребуется одна из наших ламп для выращивания FL-1 на площадь 6 футов на 6 футов или одна из наших ламп для выращивания растений VL-1 на площадь 4 на 4 фута.

Количество будет зависеть от размера кроны и плотности потока фотосинтетических фотонов (PPFD), которую вы хотите достичь, что зависит от того, что вы выращиваете. Для цветения большинство гроверов каннабиса ориентируются на PPFD 1000 мкмоль/с/м2, что может быть достигнуто с использованием одного светильника для выращивания FL-1 или двух светильников для выращивания VL-1 на площадь 5’x5’. Для вегетативной стадии целевое значение PPFD составляет 500 мкмоль/с/м2, для чего потребуется одна из наших ламп FL-1 на площадь 6 x 6 футов или одна лампа для выращивания VL-1 на площадь 4 x 4 фута. Если вы используете полный цикл выращивания, следуйте рекомендациям по цветению, а затем просто приглушите свет до более низкой светоотдачи для вегетативной стадии. См. наши карты PPFD в спецификациях FL-1 и VL-1, чтобы увидеть плотность света для областей разного размера, которые вы выбрали для покрытия.

Белый свет полного спектра лучше всего подходит для роста растений, поскольку он имитирует спектр солнечного света, который растения используют в ходе эволюции. Растения могут поглощать и использовать только определенные спектры света, и разные длины волн (цвета) света вызывают у растения разные реакции. Например, красный свет эффективен для увеличения общего размера растения, но при отдельном использовании может привести к «вытянутым» растениям, высоким и тонким листьям, а зеленый свет, как было доказано, создает более здоровую структуру растения для увеличения урожайности. Вот почему важно иметь не только красный и синий свет, но и полный спектр света, который растения могут поглощать для максимизации урожайности и качества.

Размышляя о том, как повесить лампы для выращивания растений, имейте в виду, что светодиодные светильники можно размещать на высоте не более 6 дюймов над кроной ваших растений. Это связано с тем, что одним из основных преимуществ светодиодных ламп для выращивания растений является то, что они намного более энергоэффективны и производят гораздо меньше тепла, чем натриевые лампы высокого давления (HPS) или керамические металлогалогенные лампы (CMH). Не поднимайте светодиодную лампу более чем на 12 дюймов над кроной; по мере увеличения высоты светильника для выращивания излучаемый им свет будет распространяться на большую площадь, уменьшая плотность света. Кроме того, часть света будет поглощаться воздухом между источником света и растениями.

Когда вы покупаете лампы для выращивания, важно понимать эффективность, которая определяет способность лампы для выращивания преобразовывать мощность (Ватт) в активное фотосинтетическое излучение (ФАР), которое может использоваться культурами. Светодиодные лампы для выращивания производят гораздо больше света при потреблении того же количества энергии, что и традиционные лампы для выращивания, в которых используются натриевые лампы высокого давления (HPS) или керамические металлогалогенные лампы (CMH). Точная стоимость эксплуатации светодиодной лампы для выращивания растений будет варьироваться в зависимости от вашей местной коммунальной компании, но средняя цена за кВтч в США составляет 13,31 цента. При такой средней цене за кВтч и ежедневной работе по 12 часов наш FL-1 будет стоить 419 долларов.0,74 в год (1,15 доллара в день), а наш VL-1 стоит 256,51 доллара в год (0,70 доллара в день) в эксплуатации.

Светодиодные лампы для выращивания растений сэкономят ваши деньги благодаря гораздо более низким эксплуатационным расходам по сравнению с лампами HPS или CMH. Они потребляют гораздо меньше электроэнергии и производят гораздо меньше тепла, а это означает, что нужно тратить меньше денег на энергию и затраты на охлаждение. Кроме того, срок службы светодиодов составляет 50 000 часов (почти 10 лет использования), по сравнению с лампами в светильниках HPS, которые необходимо заменять ежегодно. Кроме того, наши светодиодные фонари имеют более высокую плотность света, чем большинство ламп HPS, что приводит к увеличению урожайности и прибыли с каждого урожая. Наконец, такие штаты, как Калифорния, осознают, насколько сильно нагружают энергосистему предприятия по выращиванию на ГЭС; в ближайшие годы всем крупным теплицам в закрытых помещениях может потребоваться перейти на светодиодные светильники.

По нашим оценкам, вы можете сэкономить около 750 долларов на лампе в год при переходе с ДНаТ на светодиодную. Благодаря более высокой светоотдаче светодиодов вы можете получить примерно на 500 долларов больше за лампу, сэкономить 170 долларов на электроэнергии и эксплуатационных расходах, а также сэкономить 80 долларов на более длительном сроке службы и менее частой замене ламп.

Они прослужат более 50 000 часов, что составляет более пяти с половиной лет непрерывного освещения. Это означает, что они могут прослужить 10 лет при стандартном выращивании, при котором освещение работает около 12 часов каждый день. Мы также предлагаем 5-летнюю гарантию на продукцию VOLT Grow.

И VL-1, и FL-1 можно использовать для полного цикла выращивания. Оба имеют встроенную регулировку яркости 0-10 В, поэтому вы можете уменьшить светоотдачу для вегетативного состояния и увеличить ее для цветения. Мы рекомендуем FL-1, если ваша цель состоит в том, чтобы максимизировать урожай из-за его чрезвычайно высокой светоотдачи для цветения. Мы рекомендуем VL-1 для небольших гроу-установок из-за его компактных размеров. Если вы хотите иметь отдельные помещения для вегетации и цветения, мы рекомендуем VL-1 для вегетации и FL-1 для цветения.

Нет. Хотя продукты VOLT Grow были разработаны специально для максимального роста каннабиса, что требует очень высокой светоотдачи, их также можно использовать почти для всех нужд комнатного садоводства. Это связано с тем, что наша функция диммирования позволяет снизить светоотдачу, но при этом обеспечивает идеальный цветовой спектр, адаптированный для максимального роста растений. В частности, VL-1 лучше всего подходит для растений, не относящихся к каннабису, которым не требуется максимальная светоотдача или когда требуется дополнительное освещение. VL-1 также можно подвесить вертикально, чтобы обеспечить боковое освещение с регулируемыми световыми панелями под углом.

Да. Хотя продукция VOLT Grow была разработана специально для полноценного выращивания каннабиса в помещении, ее можно использовать в качестве дополнительного освещения в теплицах. Их встроенные регуляторы диммирования 0-10 В идеально подходят для удовлетворения различной светоотдачи, необходимой для разных растений.