Какое напряжение нужно для светодиода: Правильное подключение светодиодов

Правильное подключение светодиодов

Применение светодиодов в автомобиле является сегодня привлекательным, популярным, и достаточно выгодным тюнингом. Они ярко светят и потребляют, при этом, очень мало энергии. Но чтобы светодиоды нормально работали в бортовой сети автомобиля, быстро не перегорали и не мерцали, их необходимо корректно подключать.

Характеристики светодиодов

Для начала следует твердо усвоить, как работает светодиод и какими ключевыми характеристиками обладает. Это упростит понимание нижеизложенного материала и исключит часто допускаемые автолюбителями ошибки.

Стандартный светодиод имеет всего два важных параметра:

1.       Падение напряжения (В).

2.       Ток питания (мА).

Первая характеристика указывает на то, какое напряжение будет падать на работающем светодиоде. Этот параметр никак не означает, что для его питания необходимо точно столько же вольт. Стандартный светодиод с падением напряжения 3,2 В вполне можно подключить и к 12 В и даже к 220 В, но не ниже, чем к 3,2 В. Светодиод напряжением не питается, а его параметр 3,2 В означает, что после него напряжение в сети понизится на 3,2 В.

Светится светодиод как раз благодаря тому, что через него протекает ток. И его сила обязательно должна быть в пределах указанного для конкретного изделия значения. Например, все тот же стандартный маломощный светодиод потребляет 20 мА. Это значит, что если ток, который через него проходит, будет значительно большим, то он выйдет из строя.

Следовательно, для нормальной работы светодиода необходимо обеспечить стабильный ток в известных пределах. А вот чтобы его свечение не было мерцающим, необходимо стабилизировать имеющееся в сети напряжение.

Стабилизаторы напряжения

Стабилизаторы напряжения предназначены для поддержки одного и того же напряжения в сети. Они бывают линейные и импульсные.

Линейные стабилизаторы способны только понижать имеющееся напряжение и удерживать его на каком-то одном значении. Если на них подавать меньшее напряжение, чем то, на которое они рассчитаны, то и на выходе будем получать пропорционально меньше.

Импульсные стабилизаторы способны как понижать имеющееся в сети напряжение, так и повышать его до требуемого на выходе значения. Например, в бортовой сети автомобиля напряжение «скачет» от 12 В до 14,5 В. Соответственно, если нам нужно на выходе получать стабильные 13 В, то необходим именно импульсный стабилизатор.

Стабилизаторы и ограничители тока

Стабилизатор стабилизирует проходящий в цепи ток до одного нужного значения, ограничитель, соответственно, ограничивает его. Простейший ограничитель тока, который можно использовать для подключения светодиодов в автомобиле – это резистор. Его номинал рассчитывается индивидуально, исходя из характеристик и количества светодиодов и имеющегося в сети напряжения.

Стабилизатор работает автоматически. Он рассчитан на какое-то определенное значение стабилизации силы тока, которое он поддерживает независимо от скачков напряжения в сети. В отношении светодиодов такие приборы еще называются драйверами.

Порядок подключения светодиодов к бортовой сети автомобиля

Самый простой способ подключить светодиод к сети автомобиля – применение токоограничивающего резистора. Его номинал рассчитывается по приведенному ниже алгоритму с наглядным примером.

Допустим, необходимо подключить светодиод с падением напряжения 3,2 В и током питания 20 мА. Максимальное напряжение в сети автомобиля 14,5 В. Нам нужно получить ток 20 мА из разницы напряжений сети автомобиля и падения на светодиоде, что в примере соответствует 14,5-3,2=11,3 В. Согласно закону Ома необходимое сопротивление равно R=11,3/0,02=565 Ом. Где 0,02 – это ток 20 мА выраженный в амперах.

Для подключения двух или трех светодиодов последовательно падение напряжения на них суммируется и расчет выполняется аналогично. Более трех светодиодов последовательно в одну цепочку подключить не получится, так как не хватит напряжения бортовой сети.

Для подключения нескольких светодиодов или их групп параллельно необходимо рассчитывать и устанавливать токоограничивающие резисторы на каждую ветку.

Более простой способ – применение стабилизаторов тока или так называемых драйверов. Они подбираются в соответствии с напряжением бортовой сети и требуемой силы тока на выходе. При этом, не стоит использовать драйверы для мощных светодиодов, подключая к ним в параллель несколько веток маломощных светодиодов. Это вскоре приведет к выходу из строя одной из веток, и ток с нее добавится к другим веткам. Последствие – выход из строя остальных светодиодов.

В завершение стоит отметить, что даже при использовании драйвера для светодиодов последние будут постоянно изменять яркость свечения в зависимости от оборотов двигателя и от того, работает он или нет. Чтобы добиться одновременно и долговечной работы светодиодов, и равномерности их свечения, перед драйвером в цепь добавляется стабилизатор напряжения, желательно импульсный.

Как определить напряжение питания светодиодов? Ответ

Несмотря на то что электрический параметр №1 для светодиода – это номинальный ток, часто для расчётов необходимо знать напряжение на его выводах. Под понятием «напряжение светодиода» понимают разницу потенциалов на p-n-переходе в открытом состоянии. Оно является справочным параметром и вместе с другими характеристиками указывается в паспорте к полупроводниковому прибору. 3, 9 или 12 вольт… Часто в руки попадают экземпляры, о которых ничего не известно. Так как узнать падение напряжения на светодиоде?

Теоретический метод

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. Для этого переключатель цифрового тестера переводят в положение «проверка на обрыв» и щупами поочерёдно касаются выводов светодиода. У исправного элемента в прямом смещении будет наблюдаться небольшое свечение кристалла. Таким образом, можно сделать вывод не только о цвете свечения, но и о работоспособности полупроводникового прибора. Существуют и другие способы тестирования излучающих диодов, о которых подробно написано в данной статье.

Светоизлучающие диоды разных цветов изготавливают из различных полупроводниковых материалов. Именно химический состав полупроводника во многом определяет напряжение питания светодиодов, точнее, падение напряжение на p-n-переходе. В связи с тем, что в производстве кристаллов используют десятки химических соединений, точного напряжения для всех светодиодов одного цвета не существует. Однако есть определённый диапазон значений, которых зачастую достаточно для проведения предварительных расчетов элементов электронной цепи. С одной стороны, размер и внешний вид корпуса не влияют на прямое напряжение светодиода. Но ,с другой стороны. через линзу можно увидеть количество излучающих кристаллов, которые могут быть соединены последовательно. Слой люминофора в SMD светодиодах может скрывать целую цепочку из кристаллов. Ярким примером является миниатюрные многокристальные светодиоды от компании Cree, падение напряжения на которых зачастую значительно превышает 3 вольта.

В последние годы появились белые SMD светодиоды, в корпусе которых размещено 3 последовательно соединённых кристалла. Их часто можно встретить в китайских светодиодных лампах на 220 вольт. Естественно убедиться в исправности LED-кристаллов в такой лампе при помощи мультиметра не удастся. Стандартная батарейка тестера выдаёт 9 В, а минимальное напряжение срабатывания трёхкристального белого светоизлучающего диода – 9,6 В. Также встречаются двухкристальная модификация с порогом срабатывания от 6 вольт.

Узнать все технические характеристики светодиода можно из интернета. Для этого нужно скачать datasheet на схожую по внешним признакам модель, обязательно такого же цвета свечения, сверить паспортные размеры с действительными и выписать номинальные значения тока и падения напряжения. Следует учитывать, что данная методика весьма приблизительна, так как в одинаковом корпусе могут быть изготовлены светодиоды на 20 мА и на 150 мА с разбросом напряжения до 0,5 вольт.

Практический метод

Самые точные данные о прямом падении напряжения на светодиоде можно получить путём проведения практических измерений. Для этого понадобится регулируемый блок питания (БП) постоянного тока с напряжение от 0 до 12 вольт, вольтметр или мультиметр и резистор на 510 Ом (можно больше). Лабораторная схема для тестирования показана на рисунке. Здесь всё просто: резистор ограничивает ток, а вольтметр отслеживает прямое напряжение светодиода. Плавно увеличивая напряжение от источника питания, наблюдают за ростом показаний на вольтметре. В момент достижения порога срабатывания светодиод начнёт излучать свет. В какой-то момент яркость достигнет номинального значения, а показания вольтметра перестанут резко нарастать. Это означает, что p-n-переход открыт, и дальнейший прирост напряжения с выхода БП будет прикладываться только к резистору.

Текущие показания на экране и будут номинальным прямым напряжением светодиода. Если ещё продолжить наращивать питание схемы, то расти будет только ток через полупроводник, а разность потенциалов на нём изменится не более чем на 0,1-0,2 вольт. Чрезмерное превышение тока приведёт к перегреву кристалла и электрическому пробою p-n-перехода.

Если рабочее напряжение на светодиоде установилось около 1,9 вольт, но при этом свечение отсутствует, то возможно тестируется инфракрасный диод. Чтобы убедиться в этом, нужно направить поток излучения на включенную фотокамеру телефона. На экране должно появиться белое пятно.

В отсутствии регулируемого блока питания можно воспользоваться «кроной» на 9 В. Также можно задействовать в измерениях сетевой адаптер на 3 или 9 вольт, который выдаёт выпрямленное стабилизированное напряжение, и пересчитать номинал сопротивления резистора.

Что произойдет, если подать слишком большое напряжение на светодиод

Как правило, избыточное напряжение опасно. Скачки напряжения могут оказать разрушительное воздействие на электронное оборудование, в том числе и на светодиодные лампочки. Светодиодам часто требуется определенное количество вольт, в зависимости от типа и цвета светодиода. Большинство экспертов рекомендуют 2-3 вольта для светодиодов. Тем не менее, вы можете посмотреть его, чтобы быть уверенным.

В этой статье объясняется, что произойдет, если подать слишком большое напряжение на светодиод, и как предотвратить такую ​​ситуацию.

Светодиодные лампы постоянного тока (DC) или переменного тока (AC)?

Светодиоды представляют собой устройства постоянного тока, пропускающие ток только одной полярности. Светодиоды обычно управляются источниками постоянного напряжения с использованием резисторов, регуляторов напряжения и регуляторов тока для ограничения тока и напряжения, подаваемых на светодиод.

Какое максимальное напряжение для светодиодных фонарей?

VL= напряжение светодиода (4В или 2В для белых и синих светодиодов). Ток светодиода должен быть меньше оптимально допустимого для светодиода. Максимальный ток для стандартных светодиодов диаметром 5 мм обычно составляет 20 мА. Поэтому 15 мА и 10 мА являются идеальными значениями для большинства цепей.

Для светодиодных фонарей требуется определенное напряжение, например 24 или 12 В. Когда они работают при более высоких напряжениях, они сильно нагреваются. Сильный нагрев повреждает светодиодные фонари или пайку вокруг них. Из-за теплового повреждения светодиоды начинают тускнеть, мерцать или могут полностью погаснуть.

Что произойдет, если подать на светодиод слишком большое напряжение?

Проще говоря, слишком большое напряжение убивает светодиод. Как упоминалось ранее, светодиод управляется током, а не устройством, управляемым напряжением. Поэтому, если напряжение отклоняется более чем на 10%, светодиодная лампа перегорает. Впоследствии электронные части внутри светодиодной лампы повреждаются из-за скачка напряжения. Избыточное напряжение преждевременно изнашивает драйверы светодиодов и распределительные панели. Это также увеличивает перерывы в обслуживании светодиодного освещения.

Светодиоды также имеют большую мощность. Чем больше вы увеличиваете напряжение, они будут создавать избыточное тепло, что неблагоприятно. Избыточное тепло заставляет светодиод производить меньше света и сокращает срок его службы. Пониженный свет тесно связан с неработающей светодиодной системой.

Какое напряжение необходимо для питания светодиода?

Если у вас есть несколько светодиодов последовательно, вам необходимо учитывать все прямые напряжения вместе взятые. Однако, если у вас параллельная цепь, вам необходимо учитывать прямое напряжение суммы светодиодов, которые у вас есть на жало.

Как избежать чрезмерного напряжения на светодиоде

Любой светодиод, подвергающийся воздействию электрического перенапряжения (EOS), следует рассматривать как устройство с риском полной неисправности. Высокая энергия создает самопроизвольный отказ в разомкнутой цепи. Всякий раз, когда выбирается новый источник питания постоянного тока, необходимо оценить пульсации тока и допуски на выходе. Также рекомендуется проверить переходные пики во время фазы выключения и включения, а также ток горячего подключения. Это могут быть бесшумные убийцы светодиодов, которые нарушают целостность компонента без каких-либо заметных признаков.

Крайне важно использовать источники питания с ограниченным переходным пиком во время фазы включения и выключения, чтобы предотвратить сбой из-за электрического перенапряжения. Источники питания не должны превышать максимальный номинальный ток светодиода.

Самое главное, типичный ток, смешанный с пульсациями и положительным допуском, не должен превышать максимальный номинальный ток светодиода. Соблюдение этих условий гарантирует, что напряжение источника питания не приведет к перенапряжению.

Еще один способ предотвратить повреждение светодиода напряжением — использовать блок питания с защитой от короткого замыкания. Затем оборудуйте плату светодиодов, используя диод параллельно цепочке светодиодов в обратной полярности. Поляризованный разъем — идеальный выбор, если вы подключаете блок питания к плате светодиодов с помощью разъема.

Как определить напряжение моих светодиодных ламп

Чтобы определить напряжение и ток вашей светодиодной лампы;

• Посмотрите в таблице данных
• Узнайте напряжение светодиода с помощью мультиметра с функцией диода
• Подключите батарею к светодиоду и устройство, называемое потенциометром. Начните с высокого сопротивления потенциометра, затем постепенно уменьшайте его, пока не заметите достаточную яркость.

Итог

Промышленные светодиодные фонари предназначены для предотвращения несчастных случаев, которые могут быть вызваны чрезмерным напряжением. Убедитесь, что вы проверяете номинальную мощность своих светодиодных ламп до и после покупки, чтобы убедиться, что вы можете соответствовать указанным требованиям.

LED Lights Unlimited

LED Lights Unlimited является ведущим поставщиком высококачественных светодиодных гирлянд. Ознакомьтесь с нашим широким ассортиментом светодиодных ламп, чтобы найти то, что вам нужно.

Отказ от ответственности: Наши продукты соответствуют требованиям ROHS. Это означает, что мы знаем, что они могут содержать свинец, но не превышают допустимые количества.

Как выбрать блок питания для вашего проекта светодиодной ленты

Дом / Блог / Дом и жилое / Как подобрать блок питания для своей светодиодной ленты проект

Светодиодные ленты, к сожалению, не так просты в установке и настройке, как традиционные лампы накаливания.

Поскольку они работают от постоянного тока низкого напряжения, им требуется источник питания, который преобразует 120 В/240 В переменного тока (в зависимости от вашего местоположения) в сигнал напряжения, который могут использовать светодиодные ленты. Ниже приведено наше простое трехэтапное руководство, которое поможет вам выбрать блок питания.

В качестве примера предположим, что вы нашли следующую светодиодную ленту: WenTop Waterproof Led Strip Lights SMD 3528 и хотите проверить, будет ли работать с ней этот блок питания.

Шаг 1: Определите напряжение светодиодной ленты

Первым делом нужно выяснить, какое напряжение у светодиодной ленты. Большинство светодиодных лент, доступных на рынке, работают от 12 В постоянного тока. Другие в основном на 24 В постоянного тока.

В случае продукта WenTop мы находим его в описании продукта:

…а также спецификации, перечисленные ниже:

Если вы все еще не уверены, еще один способ убедиться в этом — посмотреть на фотографию продукта. Большинство светодиодных лент имеют маркировку, показывающую 12 В или 24 В.

Теперь проверьте, соответствует ли напряжение по характеристикам блока питания светодиодной ленте. В данном случае источник питания тоже 12В, так что все готово.

Также убедитесь, что входное напряжение на стороне переменного тока соответствует напряжению в вашей стране (120 В для Северной Америки и т. д.).

Дополнительный совет: например, если у вас дома завалялся блок питания, вы также можете проверить наклейку на задней стороне и посмотреть, указано ли там напряжение.

Шаг 2: Определите потребляемую мощность светодиодной ленты

Затем найдите мощность (Вт) или силу тока (А) для светодиодной ленты. Это может быть указано как Вт/м или А/м, или просто Вт или А.

На светодиодной ленте указана общая мощность 24 Вт или 4,8 Вт на метр. Это подтверждается, потому что на катушке 5 метров, а 4,8 Вт/метр * 5 метров = 24 Вт.

Хотя это не указано здесь, мы можем рассчитать силу тока по формуле P = V x A, где P — мощность в ваттах, V — напряжение, а A — сила тока. Чтобы найти А (силу тока), просто подставьте 24 для мощности и 12 для напряжения, и рассчитайте:

24 = 12 x А

А = 2,0 Ампер.

Теперь мы знаем, что при напряжении 12 В эта светодиодная лента будет потреблять около 24 Вт на катушку (5 метров) или около 2,0 ампер.

Теперь проверим блок питания.

Мы видим, что он имеет рейтинг 36 Вт или 3А. Опять же, если мы используем формулу P = V x A, это подтверждается, потому что это источник питания 12 В.

Это означает, что этот блок питания способен подавать до 36 Вт или около 3,0 ампер.

Поскольку мощность блока питания выше, чем потребляемая мощность светодиодной ленты, мы можем с уверенностью заключить, что эти два продукта можно сочетать друг с другом.

Мощность блока питания и сила тока могут сбить с толку и даже напугать некоторых людей. Вполне разумно предположить, что блок питания, который накачивает 36 Вт на 24-ваттную светодиодную ленту, может привести к повреждению. Кроме того, что если вы однажды решите разрезать эту светодиодную ленту пополам, превратив ее в светодиодную ленту мощностью 12 Вт?

Вот почему мы подчеркиваем выше с возможностью и

с возможностью . Тот факт, что блок питания имеет номинальную мощность 36 Вт, не означает, что он обязательно будет обеспечивать такую ​​большую мощность. Напротив, блок питания фактически будет подавать столько, сколько необходимо, и будет соответствовать потребляемой мощности в зависимости от того, что к нему подключено. Однако, если потребляемая мощность превышает мощность источника питания, то источник питания может работать ненормально и выйти из строя.

Таким образом, этот блок питания можно использовать для питания любой светодиодной ленты мощностью от 0 до 36 Вт.

Шаг 3: Определите способ подключения

Блок питания, скорее всего, будет поставляться с разъемом питания, как показано ниже:

Скорее всего, вы увидите, что это указано как 5,5 мм x 2,1 мм. Будьте осторожны, так как 5,5 мм x 2,5 мм могут не работать со штекерами светодиодной ленты.

Узнайте, поставляется ли катушка со светодиодной лентой со штекером постоянного тока:

Если это так, он должен быть совместим с вилкой блока питания, и вы можете напрямую подключить блок питания к стене на одном конце и к светодиодной ленте на другом конце.

С другой стороны, если вы хотите разрезать светодиодную ленту на несколько сегментов или если вся катушка состоит всего из двух оголенных проводов (обычно красного и черного), например:

В этом случае вам нужно найти адаптер, который может подключить разъем питания от блока питания к светодиодной ленте. Затем вы можете подключить свободные концы проводов к адаптеру, который, в свою очередь, подключается к источнику питания.

Other Posts

Плюсы и минусы 12-вольтовой светодиодной системы

Если вы искали светодиодную ленту или другой светодиодный продукт для жилых автофургонов и транспортных средств, вы, вероятно, знаете, что эти продукты не .. . Что делать, если вы хотите использовать светодиодные ленты в… Подробнее

Насколько сильно нагреваются светодиодные ленты? Это нормально?

Вы можете часто видеть, как светодиодные технологии рекламируются за более низкую теплоотдачу и более высокую эффективность. Таким образом, вы можете быть удивлены, увидев … Подробнее

Затемнение светодиодных лент и светодиодных ламп с помощью интеллектуальных систем освещения

В последние годы наблюдается быстрый рост интеллектуальных систем освещения, которые позволяют пользователям контролировать их свет через приложения для смартфонов и хо. .. Подробнее

Назад к блогу Waveform Lighting

Просмотрите нашу коллекцию статей, инструкций и руководств по различным применениям освещения, а также подробные статьи по науке о цвете.

Обзор продуктов освещения Waveform

Светодиодные лампы серии A

Наши лампы A19 и A21 подходят для стандартных светильников и идеально подходят для напольных и настольных светильников.

Светодиодные лампы-канделябры

Наши светодиодные лампы-канделябры обеспечивают мягкий и теплый свет в декоративном стиле, который подходит для светильников E12.

Светодиодные лампы BR30

Лампы BR30 — это потолочные светильники, которые подходят для жилых и коммерческих светильников с отверстиями шириной 4 дюйма или шире.

Светодиодные лампы T8

Непосредственно замените 4-футовые люминесцентные лампы нашими светодиодными трубчатыми лампами T8, совместимыми как с балластами, так и без них.

Светодиодные светильники T8

Светодиодные трубчатые светильники с предварительно смонтированными кабелями, совместимые с нашими светодиодными лампами T8.

Светодиодные линейные светильники

Линейные светильники длиной 2 и 4 фута. Подключается к стандартным настенным розеткам и крепится с помощью винтов или магнитов.

Магазинные светодиодные светильники

Потолочные светильники с подвесными цепями. Включается в стандартные настенные розетки.

Светодиодные лампы УФ-А

Мы предлагаем светодиодные лампы с длиной волны 365 и 395 нм для флуоресцентных и полимеризационных применений.

Светодиодные лампы УФ-С

Мы предлагаем светодиодные лампы УФ-С с длиной волны 270 нм для бактерицидного применения.

Светодиодные модули и аксессуары

Светодиодные печатные платы, панели и другие форм-факторы для различных промышленных и научных приложений.

Светодиодные ленты

Яркие светодиодные излучатели, установленные на гибкой печатной плате.