Предности и недостатоци на различни начини за конфигурирање на LED осветлување;
Постојано бараме најефикасни решенија во областа на осветлувањето. LED диоди се огромен успех. Нивната осветленост е навистина задоволителна, а цените веќе не се застрашувачки. Добро е да знаете како да ги конфигурирате за најдобро да ги исполнуваат нашите очекувања.
Осветленост и контрола на бојата
За прецизна контрола на осветленоста и бојата на LED осветлувањето, најчесто се користи напојување со еднонасочна струја. Ја регулира струјата што ги достигнува LED диодите, без оглед на надворешните фактори, како што се разликите помеѓу падот на напонот на директната спроводливост (Uf) на различните диоди, варијациите на напонот на напојување итн. Струјата со која се испорачуваат LED диодите ја има избраната вредност, без оглед на условите за работа.
Опции за конфигурација
Постојат два главни начини за поврзување на повеќе LED диоди, во серија или паралелно. Двете архитектури имаат свои предности во однос на ефикасноста, прилагодувањето на осветленоста и отпорноста на дефект. Третата опција е хибридно решение, наречено мешана врска, што комбинира сериски и паралелни конфигурации.
Слика 1: Сериска врска.
Како изгледа сериската врска?
Во случај на сериско поврзување на LED диоди, катодата на првата диода е поврзана со анодата на втората, итн. Оваа шема е прикажана на слика 1.
Главната предност на сериската врска е максималното прилагодување на осветленоста, што значи дека разликите во осветленоста на различните LED диоди се незабележливи. Прилагодувањето на осветленоста се должи на идентичната вредност на струјата низ секоја диода и не зависи од варијациите на падот на напонот во директната спроводливост на различните диоди. Вкупниот напон во низата зависи од бројот на диоди во низата и од стандардниот пад на напонот на директната спроводливост (Uf) на секоја ЛЕР. На пример: ако низата опфаќа 20 LED диоди со директен пад на напон Uf = 3,5VDC, тогаш вкупниот напон на низата е 70VDC. Единствено напојување со еднонасочна струја ја снабдува секоја од LED диодите. Во оваа конфигурација, сите диоди добиваат струја со иста вредност.
Предностите на сериската врска• едноставна конфигурација, која се состои од едно коло;
• недостаток на диспропорција на струјата - сите LED диоди во серијата добиваат струја со иста вредност;
• висока ефикасност на системот - не е потребно да се користат отпорници за ограничување на струјата;
• нормално функционирање на другите диоди во случај кога едната не успее поради краток спој, а напонот во линијата се намалува со Uf на LED диодата што повеќе не работи, намалувајќи ја потрошувачката на струја. Вкупната осветленост на ламбата се намалува со само една ЛЕР.
Недостатоци на сериската врска• може да се појави многу висок излезен напон, опасен во случај на голем број LED диоди;
• целата низа се гаси ако диодата не успее поради отворено во колото. Во оваа ситуација, паралелно може да се поврзе едноставно коло за бајпас, овозможувајќи да се испушти неисправната диода, со што се минимизираат ефектите од прекинувањето на колото.
Како да се пресметаат потребните параметри за ЛЕР напојувањето?
За да го пресметаме максималниот број на LED диоди што можат безбедно да се поврзат во серија со напојување со еднонасочна струја, мора да го поделиме максималниот излезен напон на напојувањето при пад на напон во директна спроводливост на секоја од LED диодите.
На пример: ако Uieş. макс. = 30VDC, и спроводливост = 3.0V, тогаш максималниот број на LED диоди 30/3 = 10. Вкупно 10 LED диоди може да се поврзат во серија со соодветното напојување со еднонасочна струја. За да ја поставиме посакуваната излезна струја на напојувањето, мора да се консултираме со техничката спецификација на користените LED диоди, проверувајќи ја препорачаната струја. Потоа ќе избереме LED напојување со иста оптимална вредност на струјата.
Слика 2: Паралелно поврзување.
Како изгледа паралелната врска?
Пример во овој случај може да биде светилка со 10 LED диоди, во која може да се користат два жица од пет диоди, паралелно поврзани. Оваа конфигурација е прикажана на слика 2.
Паралелното поврзување на LED диодите овозможува намалување на максималниот напон по ред и зголемување на отпорноста на дефекти. Вкупниот напон во низата се намалува во споредба со сериската врска со коефициент еднаков на бројот на паралелни жици.
Варијантите Uf на различните LED диоди можат да предизвикаат значителни диспропорции на тековните вредности во секоја низа, така што во секоја од жиците се користат отпорници кои помагаат да се балансираат тековните вредности. Тековната вредност е поделена помеѓу различните жици во зависност од тоа колку добро е избран отпорникот на ограничување на струјата.
Предностите на паралелното поврзување• единствено напојување потребно за конфигурација;
• релативно низок вкупен излезен напон;
• можност за рамномерна распределба на струјата помеѓу редовите на LED диоди во случај на соодветен избор на вредноста на отпорот.
Недостатоци на паралелно поврзување• тековната дистрибуција може да се подобри со цената на поголема потрошувачка на истата од страна на отпорниците и намалување на ефикасноста на системот;
• ризик од поголемо оптоварување на сите диоди ако една диода во низата не успее поради краток спој - диодите ќе мора да се справат со поголема струја, што веројатно ќе доведе до откажување на другите во системот. Како резултат, диодите во другите редови ќе бидат видливо потемни, бидејќи вкупната вредност на струјата е ограничена со тековната ефикасност на напојувањето.
• целата низа се гаси ако една диода не успее поради отворено во колото, а струјата во другите жици, во зависност од нивниот број, ќе се зголеми. Во оваа ситуација, паралелно може да се поврзе едноставно коло за бајпас, овозможувајќи да се испушти неисправната диода, со што се минимизираат ефектите од прекинувањето на колото.
Како да се пресмета максималниот излезен напон на ЛЕР напојувањето?
За да се одреди излезната струја на напојувањето со еднонасочна струја за LED осветлување, оптималната вредност на струјата за користените LED диоди треба да се помножи со бројот на жици. На пример: ако оптималната вредност на струјата за ЛЕР е 350mA и имаме два реда диоди, моменталната вредност на ЛЕР напојувањето мора да биде 350 × 2 = 700mA.
Во паралелната конфигурација, вкупниот пад на напон во директната спроводливост Uf ќе се помножи со бројот на LED диоди во секоја низа. На пример: ако имаме 2 жици од по 5 диоди, а Uf е 3,5V, вкупниот пад на напон во директна спроводливост ќе биде 5 × 3,5 = 17,5VDC.
Слика 3: Мешана врска.
Како изгледа мешаната врска?
Во оваа конфигурација, LED диодите се ставаат во шемата на низа редови и колони како на слика 3.
Мешаната врска е обид да се елиминираат некои од проблемите карактеристични за сериското поврзување, со додавање на поголем број врски помеѓу LED диоди.
Шемата на оваа врска е слична на онаа што се користи во случај на паралелно врзување на жиците, освен што се јавува врска помеѓу жиците. Првата ЛЕР во секоја низа е поврзана паралелно со првите диоди во другите жици. Секоја следна диода - со LED диоди во близина.
Предностите на мешаната врска• конфигурацијата, исто така, бара во овој случај само напојување, бидејќи излезниот напон е релативно низок во споредба со паралелната конфигурација;
• по својата природа, тој е поотпорен на дефекти;
• поголема ефикасност - обично нема потреба да се користат отпорници на дистрибуција на струја.
Недостатоци на мешаната врска• Во случај на диспропорција на струја, додавањето на отпорници за насочување на тековната дистрибуција не е лесно како во паралелната конфигурација;
• нерамномерната дистрибуција на струјата предизвикува нехомогена дистрибуција на светлина и топлина;
• сите диоди во тој ред се гаснат ако откаже една LED диода поради краток спој, а другите редови ќе светнат нормално, но осветленоста на ламбата се намалува;
• зголемен ризик од откажување на следните диоди во тој ред, ако некоја од нив не успее поради дефект на колото -
Aimtec DC напојувањата можат успешно да се користат во секоја од горенаведените конфигурации на LED осветлување.
Тие се достапни во верзија за општа намена за влезен напон во наизменична струја, но исто така и како модели кои работат со влезен напон на еднонасочна струја.