Kako spojiti 10W LED diode, I kakvu korist mogu naći?
LED matrica od 10 W proizvedena je korištenjem MCOV tehnologije i sastoji se od 9 kristala povezanih 3 u seriji i 3 lanca paralelno. Svaki kristal je dizajniran za napon od 3,2-4,0 V, tako da se ukupno tri serijski povezana kristala otvaraju na 9,6 V i normalno rade do 12 V, što ih čini prilično lakim za upotrebu u automobilima i za rasvjetu u slučaju nužde povezivanjem. direktno na bateriju kroz ograničavanje strujeotporsnaga 2W.
Vrijednost otpora se izračunava korištenjem Ohmovog zakona. Kod takvog priključka na bateriju, zbog zagrijavanja otpora, gubici mogu iznositi i do 15-25% nominalne vrijednosti matrice, što nije kritično kod automobila, ali značajno smanjuje vrijeme pražnjenja baterije pri paljenju u nuždi, stoga , za rasvjetu u slučaju nužde često se koriste DC-DC pretvarači sa efikasnošću većom od 92%.
Kvalitetu LED matrice određuju tri glavne komponente: kristal, fosfor i supstrat. Za kristal, pored izlazne svjetlosti Lm/W, od velike su važnosti i njegove geometrijske dimenzije; što je kristal veći, to je veća površina kontakta sa podlogom, što omogućava efikasnije odvođenje topline, a to je jedan od glavni zadaci. Radna temperatura je 60-65 stepeni C, ali to ne znači da se radijator može zagrijati na takvu temperaturu jer... Temperatura radijatora i matrične podloge se značajno razlikuju. Pregrijavanje kristala dovodi do njegove degradacije i smanjenja vijeka trajanja LED dioda za puta ili desetine puta, a potom i do kvara matrice. Minimalna potrebna površina radijatora je 200-300 kvadratnih cm. u zavisnosti od parametara i uslova rada. Svjetlije i kvalitetnije matrice imaju bakrenu podlogu, dok manje svijetle matrice imaju aluminijsku podlogu. Bakar ima visoku toplotnu provodljivost, pa je poželjno, ali čak i na aluminiju LED diode rade normalno s dovoljnim hladnjakom, a ako koristite matricu ne pri punoj nazivnoj snazi, već na 80% nominalne snage, onda čak i na od aluminijuma matrice će moći da rade 50.000-100.000 sati koje je deklarisao proizvođač.
Iz tehničkih karakteristika proizilazi da se LED sklop od 10 W napaja konstantnim naponom od 12 volti sa strujom od 900-1000 mA i može se zagrijati do +60 °C.
Prvo, pokušajmo da upalimo LED od 10 W.
Za probni rad koristimo 12-voltni DC izvor, u ovom slučaju bateriju, i strujni stabilizator. Također, za testiranje uključivanja LED-a, trebat će nam hladnjak-radijator površine najmanje 600 cm 2.
Najjednostavniji stabilizator struje može se sastaviti pomoću mikro kruga LM317 i jednog otpornika.
Strujni stabilizator strujnog kruga na LM 317 (u daljem tekstu ćemo ga zvati drajver)
Koristeći formulu na dnu slike, vrlo je lako izračunati vrijednost otpora otpornika za potrebnu struju. To jest, otpor otpornika jednak je 1,25 podijeljeno sa potrebnom strujom. Za stabilizatore do 0,1 A pogodan je otpornik snage 0,25 W. Za struje od 350 mA do 1 A preporučuje se 2 W. U nastavku je tabela otpornika za struje za široko korišćene LED diode.
|
Struja (specificirana struja za standardni serijski otpornik) |
Otpor otpornika |
Bilješka |
|
|
20 mA |
62 Ohm |
standardna LED |
|
|
30 mA (29) |
43 Ohm |
"superfluks" i sl |
|
|
40 mA (38) |
33 Ohm |
||
|
80 mA (78) |
16 Ohm |
četiri kristala |
|
|
350 mA (321) |
3,9 Ohm |
1 W |
|
|
750 mA (694) |
1,8 Ohm |
3W |
|
|
1000 mA (962) |
1,3 Ohm |
5 - 10 W |
Za spajanje LED od 10 W trebat će vam otpornik vrijednosti od 1,3 Omska snaga 2W.
LED dioda se napaja naponom od 10-12 volti. Na stabilizatoru LM 317 - pad napona od 1,25 volti kada je stabiliziran na 962 mA..
Dodamo 12V diodu + 1,25V stabilizator = 13,25V napon napajanja. A baterija ima 13,4~13,8 volti, što je sasvim dovoljno!
Sastavljamo krug na sljedeći način:
Pričvršćujemo LED na aluminijski radijator samoreznim vijcima. Obavezno podmažite cijelo područje kontakta LED-a sa radijatorom tankim slojem termo provodljive paste kako biste poboljšali prijenos topline. Kako ne postoji galvanska veza između baze ove LED diode i njenih kontaktnih stezaljki, na isti radijator pričvršćujemo i LM 317 čip u paketu TO 220 pomoću termo provodljive paste (takođe se zagrijava, jer na njemu pada 1,25 volti!) ). Zalemiti 3 dijela prema dijagramu
.
Spojimo "-" terminal baterije na bijelu žicu, a "+" terminal na narandžastu žicu.
I, eto! LED od 10 W svetli pri 1080 lm, što odgovara intenzitetu svetlosti sijalice sa žarnom niti od 100 W. Ali za razliku od žarulje sa žarnom niti snage 100 W, LED zajedno s drajverom zagrijava se do samo 45 stupnjeva, i, što je najvažnije, troši samo 10 W.
Ovaj dizajn se može sigurno koristiti u farovima automobila, na primjer, za kratka svjetla. Jedino što treba promijeniti je da se hladnjak LM 317 izoluje od karoserije automobila, jer mikrokolo ima galvansku vezu sa hladnjakom preko “+”, au automobilu na karoseriji “-”.
Naravno, razumijete da dizajn ove LED diode nije namijenjen za rasipanje tako velike snage. Tokom eksperimenata, već pola vata izazvalo je lagano zagrijavanje kućišta.
Tehnički parametri Cree XM-L-H LED su navedeni na web stranici.
XMLAWT-0-1A0-T60-00-0001
- Izlaz ultra jarko bijelog svjetla od 1000 lumena
- Radni napon: 3.0~3.5V
- Radna struja: 3000mA
- Aluminijumska ploča: 20 mm
Prije svega, uzmimo strujno-naponsku karakteristiku navedenog LED uređaja i unesemo rezultate u tabelu.
| LED napon | 2,3 | 2,4 | 2,5 | 2,57 | 2,63 | 2,72 | 2,81 | 2,95 3,1 |
| LED struja, mA | 1 | 10 | 50 | 100 | 250 | 500 | 1000 | 2000 3000
|
Kao što vidite, nagib strujno-naponske karakteristike je prilično visok, a malo odstupanje napona unutar 0,1V odmah dovodi do nagle promjene potrošnje struje. A s obzirom da radna struja doseže 3 ampera, upotreba otpornika za gašenje za stabilizaciju struje više nije potrebna. Uostalom, za normalno napajanje od 10 vati, recimo iz 12 V automobilske baterije, morali biste ugraditi otpornik od 3 oma snage 35 vati!
Dakle, u ovom slučaju ne postoji alternativa korištenju posebnog drajvera za pretvarač. Štaviše, njegova cijena je unutar 2-4e.
Sada testirajmo LED u duelu sa 220V 60W sijalicom sa žarnom niti. Fotografije ispod prikazuju opcije osvjetljenja sa oba izvora svjetlosti.
Samo LED od 10 vati
Samo žarulja sa žarnom niti od 60 vati
Izvucite svoje zaključke. Naravno, LED je inferioran u temperaturi boje (na kraju krajeva, 6000K), ali u smislu svjetline po vatu potrošnje energije nekoliko puta je bolji od svog rivala.
Još jedna dobra karakteristika je veoma širok ugao svetlosti, skoro 170 stepeni. Prošlo je doba LED dioda sa sočivima; sada vam ne treba čak ni reflektor da biste dobili normalno osvjetljenje. Dizajn emitera svjetla LED uređaja je takav da svjetlost emituje ravnomjerno po cijeloj hemisferi.
Čini se zanimljivim koristiti ovu 10-vatnu bilo u moćnoj LED lampi (što je i urađeno), ili zajedno sa LED drajverom u kućištu pregorele fluorescentne štedljive lampe. Ali ne zaboravite na dovoljno rasipanje topline - dimenzije radijatora moraju biti najmanje 10 četvornih metara. cm.
Neću govoriti o cijeni LED-a, jer se cijena LED uređaja stalno smanjuje. Provjerite u online trgovinama. U sljedećim člancima ćemo provesti zanimljive eksperimente sa moćnom LED diodom od nekoliko desetina vati!
Razgovarajte o članku 10 W LED
10 W LED je moćan poluprovodnički uređaj. Opseg njegove primjene često nije ograničen na lampe i reflektore. Čip je takođe veoma popularan među onima koji vole da prave svoje uređaje za osvetljenje.
Područje primjene
10 W se široko koriste u raznim rasvjetnim uređajima. Sve površine se mogu podijeliti na opće i posebne namjene. Opća namjena uključuje upotrebu LED dioda u lampama, rasvjetnim tijelima, reflektorima, a posebna namjena uključuje upotrebu za rasvjetu u staklenicima i staklenicima. Druga opcija je tzv. i ne samo. Trik je u tome što je emisioni spektar ove LED diode optimalan za rast biljaka, kako na kopnu tako i u vodi. A osim algi i riba, rasvjeta sa 10-vatnim LED diodama blagotvorno djeluje na razvoj koralja, pa su ljubitelji akvarija česti potrošači ove radio komponente. Sva ova divna svojstva očituju se u određenoj kombinaciji kristalnih boja. Što se tiče upotrebe opisanog poluprovodničkog uređaja za rasvjetne uređaje opšte namjene, pored svjetiljki za domaćinstvo, LED diode se odlično koriste za izradu farova za automobile, semafora i rasvjete puta.
LED dizajn, mogućnosti dizajna
COB 10 W LED je kompaktan modul napravljen korištenjem chip-on-board tehnologije. Osnovna razlika od SMD-a je u tome što je nekoliko kristala postavljeno zajedno na ploču i prekriveno zajedničkim slojem fosfora. Ovo značajno smanjuje cijenu matrice. Sastoji se od 9 kristala: tri paralelna lanca po tri serijski povezana kristala u svakom. Spolja, LED 10 W može se razlikovati u obliku provodljive podloge. Na primjer, LED dioda kompanije izgleda kao što je prikazano na slici. Njegova podloga je u obliku zvijezde i izrađena je od aluminija.
Tijelo modula je izrađeno od plastike otporne na toplinu, a sočivo od epoksidne smole. Classic LED 10 W izgleda kao što je prikazano na dijagramu, ali u praksi ukupne dimenzije variraju ovisno o proizvođaču.
Ne zaboravite da je LED polarni element, pa obratite pažnju na oznake prilikom ugradnje. Preduslov za adekvatno funkcionisanje LED od 10 W je prisustvo hladnjaka. Može se organizirati pomoću aluminijskog ili bakrenog radijatora. Podmažite LED podlogu toplotno provodljivom pastom ili topivim ljepilom za bolji prijenos topline. Ponekad se dodatno ugrađuje hladnjak koji omogućava cirkulaciju zraka za hlađenje rebara hladnjaka.
U videu možete vidjeti test 10W LED diode i preporuke za povezivanje takvog elementa. Evo kako bi trebao izgledati 10W LED dijagram ožičenja.
Izvor napajanja može biti akumulator automobila, napajanje računara ili posebno kupljeni izvor od 12 volti. Kako bi se izbjeglo pregrijavanje (uprkos hladnjaku) i zaštitila LED dioda, neophodno je spojiti je ne direktno na izvor, već preko bilo kojeg stabilizatora napona. Na dijagramu je prikazan integrirani stabilizator napona LM-317, ali se može koristiti i drugi s odgovarajućim parametrima. Uz pomoć običnog kabla i otpornika osigurat ćete si zagarantovanu snagu od 12 V, a struja neće prelaziti 1 A, što je ključ dugovječnosti vašeg uređaja.
Karakteristike
Parametri LED-a od 10 vati omogućavaju mu veliku potražnju u liniji super-svijetlih LED-ova. Napon napajanja se kreće od 9 do 12 volti. Ugao sjaja je 120° – grafikon je prikazan ispod.
Nazivna struja naprijed je 1 A, pulsirajuća struja naprijed je do 2 A. Svjetlosni tok je u rasponu od 600-1080 lm. Poređenja radi, žarulja sa žarnom niti od 75 W proizvodi sjaj od 935 lm. Tako možete grubo procijeniti koliko će biti sjajan sjaj datog poluvodičkog uređaja. Reverzni napon je 50 V., zavisno od proizvođača, 30-100 hiljada sati. Radna temperatura se kreće od -30°C do 80°C. Temperatura boje 10W LED pokriva spektar od 2300K (topla bela) do 10000K (hladna bela).
Proizvođači
Lideri u proizvodnji LED dioda velike snage, poput LED 10 W, raspršeni su u tri dijela svijeta, a među njima su američka kompanija Cree (koju smo već spomenuli i demonstrirali uzorak njenih proizvoda), japanska Nichia (pionir u oblasti LED tehnologije), a takođe i nemački Osram (poznatiji domaćim kupcima).
Brendirani LED proizvodi su skuplji od svojih noname kolegama, ali u drugom slučaju niko ne garantuje kvalitet.
Razmotrimo na koje ćete karakteristike naići ako odlučite kupiti kineske jeftine LED diode od 10 W. Prvo, ako pažljivo uporedite, sami kristali 9 matriksa su manje veličine od onih visokokvalitetnih modula. Ovo će prirodno uticati na izlaz svetlosti tokom njihovog rada. Drugo, jaka nejednakost sjaja svakog kristala. To je primjetno, međutim, samo pri smanjenoj struji, ali, ipak, ova karakteristika utječe na stopu degradacije cijelog LED modula.
10 vati falsifikati iz Kine
Na slici možete posmatrati neujednačen sjaj pojedinih kristala modula, i kako se on izravnava sa povećanjem struje. Treće, kod nekvalitetnih LED dioda, provodnici koji povezuju kristale su vrlo tanki i mogu se slomiti zbog neopreznog kretanja, što će prekinuti funkcioniranje najmanje jedne trojke uzastopnih kristala.
Sumirajući gore opisano, želio bih istaknuti važne točke članka za pamćenje. LED diode od 10 W kao izvori svjetlosti imaju široku primjenu u praksi za proizvodnju automobilskih lampi, baterijskih lampi, reflektora i drugih rasvjetnih uređaja. Hlađenje hladnjaka je ključno za ispravne LED performanse. Napajanje se vrši iz 12V izvora preko drajvera (stabilizator napona). Poznati brend jamči neprekidan rad tijekom cijelog navedenog perioda, ali problemi mogu nastati s kineskim jeftinim analozima.
Konačno je stigao i dugo očekivani paket sa moćnom LED diodom od 10 vati. Dugo sam razmišljao šta da radim sa njim i konačno sam odlučio da napravim moćnu LED lampu koja će osvetliti dnevnu sobu.
Pošto je LED došao bez UPS-a, počele su ideje. Postojale su dvije opcije napajanja za ovu zvijer - koristiti UPS male snage i ne gubiti vrijeme i živce, ili prepraviti kinesko napajanje. Elektronski transformator od 105 vati kineskog proizvođača pobijedio je u borbi za napajanje. Kao što znamo, elektronički transformator ove vrste je mrežni UPS, čiji izlaz proizvodi naizmjenični napon od 12 volti. Upravo to je napon potreban za napajanje naše LED diode.
Prvo morate dopuniti jedinicu funkcijom prebacivanja bez opterećenja. Da bismo to učinili, moramo napraviti manje izmjene na ET krugu. Za početak, namotamo samo 2 okreta na glavni transformator (bolje je uzeti žicu dužine 10-15 cm, promjera 0,5-0,7 mm). Zatim namotamo još 2 okreta na OS transformator istom žicom. OS transformator se sastoji od 3 namotaja. Dva od njih su osnovna i sastoje se od 3 zavoja (svaki), trebamo ukloniti treći namotaj i zamijeniti mjesta lemljenja vodova namota kratkospojnikom. Otpornik OS može imati otpor od 2,7-10 oma; u mom slučaju korišten je snažan žičani otpornik otpora od 7-10 vata. Tokom rada, ovaj otpornik se može prilično jako pregrijati, tako da morate odabrati otpornik snage 5-10 W.
U ispravljaču koristimo samo jednu diodu spojenu u smjeru naprijed. SR2040CT. Ova dioda je uklonjena iz računarskog napajanja. Možete koristiti bilo koje Schottky diode sa strujom većom od 5 ampera. U mom slučaju, dioda drži do 20 Ampera.
Induktor se također uzima iz kompjuterskog napajanja, iako ga možete sami namotati. Prsten je bilo koji prikladan (ferit ili gvožđe u prahu), namotaj se sastoji od 8-10 zavoja žice promjera 1 mm.
Elektrolitički kondenzator se može ukloniti iz kola, kao i stabilizator, ali ja sam više volio ići teškim putem, pa je kolo dopunjeno stabilizatorom napona od 12 volti (ovo je bio napon potreban za napajanje moje LED diode).
Stabilizator ima prilično jednostavan krug i sastoji se od samo tri komponente. Cijelo kolo je bazirano na moćnom bipolarnom tranzistoru serije KT819, iako možete instalirati bilo koji drugi sličan bipolarni tranzistor (reverzna provodljivost). Zener dioda je preuzeta iz prilično moćnog KD84D. Otpornik otpora od 430 Ohma može se ugraditi sa manjom snagom, lagano se zagrijava tokom rada.
Kućište je iz drugog ET-a snage 150 vati. Kako bi se izbjegli kratki spojevi, cijeli krug je izoliran od okvira, iako je potonji bio obojen. Stavio sam par slojeva fiberglasa na vrh za svaki slučaj. Svi tranzistori (uključujući tranzistor u stabilizatoru) su pričvršćeni na kućište kroz izolacijske podloške i brtve.
Sama LED dioda je postavljena na prilično veliki hladnjak, koji je prethodno korišten za hlađenje TDA2050 čipa.
Spojio sam hladnjak sa tijelom izvora napajanja koristeći stari stari epoksid.
Već nekoliko dana ova lampa osvjetljava dnevnu sobu - za sada nema problema, napajanje se zagrijava, ali je pregrijavanje stabilno, tako da je takav sklop sasvim prikladan kao izvor napajanja za moćne LED diode.
U ovoj temi ću vam reći i pokazati prednosti napajanja LED dioda na 10 vati 12 volti, iz dobro poznatog DC-DC step-down pretvarača.
DC-DC - to znači da pretvarač pretvara DC napon u DC, a viši ili niži se označava UP - step-up DOWN- step-down.
Pretvarači su prilično raznovrsni i mogu poslužiti i kao napajanje sa regulacijom napona i kao punjač.
U ovoj temi ćemo pričati o LED diodama sa buck konvertorom. Požurim da primijetim da korištenjem ovih pretvarača smanjujemo i potrošnju LED dioda iz baterije ili izvora napajanja. Nedavno sam također vidio da se pretvaranjem napajanja naniže i smanjenjem izlaznog napona izlazna struja povećava. Suprotan efekat se može vidjeti kod pojačanih pretvarača. Ovdje ćemo promatrati suprotnu sliku, povećanjem izlaznog napona, ulazna struja će se povećavati dok se pretvarač i izlazna struja ne smanje.
Dodatne informacije o testiranju LED dioda od 10 W od 12 V.
Prilikom napajanja LED dioda na maksimalnom naponu, čak i sa smanjenom strujom, vrijeme degradacije se također povećava. Ako se u početku sastavite i naviknete na svjetlinu koju LED proizvodi, onda će vas dugo oduševljavati svojom svjetlošću, dok će svjetlina dugo biti jednaka onoj koja je bila kada ste je prvi put uključili. Ali ako odjednom trebate dobiti više lumena od njega, preporučujem da poboljšate njegovo hlađenje i pripremite se na činjenicu da će nakon nekog vremena svjetlina pasti!
Postoji direktna ovisnost o tome koliko dugo će LED dioda raditi, a nažalost, vrijeme koje je naveo proizvođač odnosi se na minimalni napon i struju na kojoj LED dioda radi. Minimalni parametri za rad sa LED-om mogu biti 50.000 sati pri naponu napajanja od 9 volti i struji od 500 mA. Što su napon i struja veći, životni vijek LED dioda je kraći!
Vrlo je velika zabluda da ako postavite 900 mA i 12 volti ili čak 11 volti, LED će raditi dobro i radit će godinama. S obzirom na ove parametre, haba se i njegov životni vijek će odmah ovisiti o njegovom sistemu hlađenja i temperaturi okoline. Ako pitate proizvođače koliko dugo će trajati ova ili ona LED lampa, proizvođač će odmah početi mahati i izbjeći direktan odgovor. Kao, sve zavisi od vaše mreže, čistoće sobe ili temperature. Ali u stvari, proizvođači selektivno testiraju skoro svaku seriju LED dioda na habanje i mogu direktno odgovoriti na to. Da će u takvim uslovima tako dugo trajati i u takvim uslovima tako dugo.
Općenito, kada uzimate bilo koju LED diodu, čitajte između redova. A ako ste baš znatiželjni koliko dugo može izdržati, sastavite dva postolja, jedno po mojoj shemi i jedno po vašoj, i pogledajte što se događa sa svjetlinom LED dioda nakon trideset dana rada. Usput, kao opciju, možete sami napraviti sličan test. Ako budem imao vremena, uradiću ovaj eksperiment.
