מה ההבדל בין ספק כוח לנהג לד נוריות: תיאוריה ותרגול, כל מה שאתה צריך לדעת

הערת המחבר: "לרשת יש כמות גדולה למדי של מידע על כוחם של מוצרי LED, אבל כשהכנתי את החומר למאמר זה, מצאתי הרבה מידע אבסורדי באתרים שבראש תוצאות תוצאות מנוע החיפוש. במקרה זה, קיימת היעדרות מוחלטת או תפיסה שגויה של מידע ומושגים תיאורטיים בסיסיים. "

נוריות LED הן היעילות ביותר מבין כל מקורות האור הנפוצים עד כה. הבעיות טמונות גם מאחורי היעילות, למשל הדרישה הגבוהה ליציבות הזרם המזין אותם, הסובלנות הגרועה לתנאי הפעלה תרמיים מורכבים (בטמפרטורות גבוהות). מכאן המשימה לפתור בעיות אלה. בואו נראה כיצד המושגים של ספק כוח ומנהל התקנים שונים זה מזה. ראשית, בואו נתעמק בתיאוריה.

מקור זרם ומקור מתח

ספק כוח הוא שמו הגנרי של חלק ממכשיר אלקטרוני או ציוד חשמלי אחר המספק ומווסת חשמל להנעת ציוד זה. זה יכול להיות ממוקם הן בתוך המכשיר והן מבחוץ, במקרה נפרד.

נהג - השם הגנרי של מקור, מתג או רגולטור כוח מיוחד עבור ציוד חשמלי ספציפי.

ישנם שני סוגים עיקריים של מקורות כוח:

• מקור מתח.

• המקור הנוכחי.

בואו נסתכל על ההבדלים ביניהם.

מקור מתח - זהו מקור כוח כזה שהמתח שבפלט שלו אינו משתנה כאשר זרם היציאה משתנה.

עבור מקור מתח אידיאלי, ההתנגדות הפנימית היא אפס, וזרם היציאה יכול להיות גדול עד אינסוף. במציאות המצב שונה.

לכל מקור מתח יש התנגדות פנימית. בהקשר זה, המתח עשוי לסטות מעט מהסמל הנמוך כאשר מחובר עומס רב עוצמה (עוצמה - התנגדות נמוכה, זרם צריכה גבוה), וזרם היציאה נקבע על ידי המכשיר הפנימי שלו.

עבור מקור מתח אמיתי, מצב פעולת החירום הוא מצב קצר חשמלי. במצב זה הזרם גדל בצורה חדה, הוא מוגבל רק על ידי ההתנגדות הפנימית של מקור הכוח. אם לאספקת החשמל אין הגנה על קצר חשמלי, הוא ייכשל

המקור הנוכחי - זהו מקור כוח שהזרם שלו נשאר מוגדר ללא קשר להתנגדות העומס המחובר.

מכיוון שמטרת המקור הנוכחי היא לשמור על רמה נוכחית נתונה. מצב פעולת החירום עבורה הוא מצב סרק.

אם אתה מסביר את הסיבה במילים פשוטות, המצב הוא כדלקמן: נניח שחיברת עומס של 1 אוהם עם התנגדות של 1 אוהם למקור הנוכחי, אז המתח שנמצא בפלט שלו יוגדר ל -1 וולט. כוח של 1 וואט יתבלט.

אם אתה מגביר את התנגדות העומס, נניח עד 10 אוהם, הזרם יהיה 1A, והמתח כבר יוגדר על 10V. אז, 10 W כוח יוקצה. ולהיפך, אם תפחיתו את ההתנגדות ל 0.1 אוהם, הזרם עדיין יהיה 1A, והמתח יהפוך ל 0.1V.

סרק סרגל הוא התנאי כאשר שום דבר לא קשור למסופי מקור הכוח. אז נוכל לומר שבטל סרק ההתנגדות לעומס גדולה מאוד (אינסופית). המתח יגדל עד שזרם של 1A יזרום. בפועל, לדוגמא למצב כזה, תוכלו להביא את סליל ההצתה של מכונית.

המתח האלקטרודות של המצת, כאשר מעגל אספקת החשמל של סלילתו הראשית של הסליל נפתח, עולה עד שערכו מגיע למתח הפירוק של פער הניצוץ,לאחריו זורם זרם דרך הניצוץ והאנרגיה המצטברת בסליל מתפזרת.

מצב קצר חשמלי למקור זרם אינו פעולת חירום. במקרה של קצר חשמלי, עמידות העומס של ספק הכוח נוטה לאפס, כלומר זה קטן עד אינסוף. ואז המתח ביציאת מקור הזרם יהיה מתאים לזרימת זרם נתון, וההספק המוקצה זניח.

נעבור לאימון

אם אנו מדברים על nomenclature מודרני או שמות שניתנים למקורות כוח במידה רבה יותר על ידי משווקים, ולא מהנדסים, אז אספקת חשמל המכונה בדרך כלל מקור מתח.

אלה כוללים:

• מטען לטלפון נייד (בהם המרת הערכים לזרם הטעינה והמתח הנדרש מתבצעת על ידי ממירים המותקנים בלוח של מכשיר הטעינה).

• יחידת אספקת החשמל למחשב הנייד.

• ספק כוח לרצועת לד.

מנהל התקן הוא מקור נוכחי. השימוש העיקרי שלו בחיי היומיום הוא תזונה של האדם נוריות LED ומערכי LED שניהם הספק גבוה רגיל מ- 0.5 וואט.

כוח לד

בתחילת המאמר הוזכר שלנורת לד קיימות דרישות הספק גבוהות מאוד. העובדה היא שהנורית מופעלת על ידי זרם. זה נובע מ מאפייני מתח זרם של כל הדיודות למוליכים למחצה. תסתכל עליה.

בתמונה מאפייני ה- I-V של דיודות בצבעים שונים:

צורה זו של הענף (קרוב לפרבולה) נובעת מהתכונות של מוליכים למחצה והזיהום המוחדר לתוכם, כמו גם התכונות של צומת ה- pn. הזרם, כאשר המתח המופעל על הדיודה כמעט פחות מסף, אינו עולה, או ליתר דיוק, גידולו אפסי. כאשר המתח במסופי הדיודה מגיע לרמת סף, הזרם מתחיל לעלות בחדות דרך הדיודה.

אם הזרם דרך הנגד גדל באופן לינארי ותלוי בהתנגדותו ובמתח המופעל, אז עליית הזרם דרך הדיודה אינה מצייתת לחוק זה. ועם עליית מתח ב- 1%, הזרם יכול לעלות ב 100% או יותר.

בנוסף, במתכות ההתנגדות עולה עם עליית הטמפרטורה, ובמוליכים למחצה, להפך, ההתנגדות פוחתת, והזרם מתחיל לצמוח.

בכדי לברר את הסיבות לכך, עליכם להעמיק בקורס "יסודות פיזיים של אלקטרוניקה" ולברר על סוגי נושאי המטען, פער הלהקות ודברים מעניינים אחרים, אך לא נעשה זאת, בחנו בקצרה את הנושאים הללו. במאמר על טרנזיסטורים דו קוטביים.

במפרט הטכני, מתח הסף מצוין כירידות המתח בהטיה קדימה, עבור נוריות LED לבנות, בדרך כלל כ -3 וולט.

במבט ראשון נראה כי מספיק בשלב העיצוב והייצור של המנורה נגדים מגבילים זרם ולהגדיר מתח יציב ביציאת ספק הכוח והכל יהיה בסדר. הם עושים זאת ברצועות LED, אך הם מוזנים ממקורות כוח מיוצבים, וכוחם של נוריות LED המשמשות בקלטות הוא לעתים קרובות * קטן, עשיריות או מאיות וואט.

* (אם איננו מדברים על קלטות ורצועות עם 5730 נוריות לד, לקבלת מידע נוסף על סוגי נוריות LED SMD, עיין במאמר - סוגים, מאפיינים ותיוג של נוריות LED SMD)

נוריות LED חזקות, שמומלצות להיות מופעלות על ידי נהגים, מחוממות די חזק. לדוגמא, נורת לד של 1 וואט מחוממת לטמפרטורה העולה על 50 מעלות תוך 5-15 שניות ספורות של פעולה ללא רדיאטור.

אם נורית LED כזו מופעלת על ידי נהג עם זרם יציאה יציב, אז כאשר הנורה מחוממת, הזרם דרכו לא יגדל, אלא יישאר ללא שינוי, והמתח בקוויו יקטן מעט בשל כך.

ואם מיחידת אספקת החשמל (מקור מתח), לאחר החימום, הזרם יגדל, ממנו החימום יהיה חזק עוד יותר.

יש גורם נוסף - המאפיינים של כל נוריות ה- LED (כמו גם אלמנטים אחרים) תמיד שונים.

בחירת הנהג: מאפיינים, חיבור

לבחירת הנהג הנכונה, עליכם להכיר את המאפיינים הטכניים שלו, העיקריים הם:

• זרם פלט מדורג;

• הספק מרבי;

• כוח מינימלי. לא תמיד מצוין. העובדה היא, שחלק מהנהגים לא יתחילו אם עומס פחות מכוח מסוים מחובר אליהם.

לעתים קרובות בחנויות, במקום כוח, הם מציינים:

• זרם פלט מדורג;

• טווח מתח המוצא בצורת (דקות) V ... (מקסימום) V, לדוגמא 3-15V.

• מספר נוריות ה- LED המחוברות, תלוי בטווח המתח, כתוב כ (דקות) ... (מקסימום), לדוגמא 1-3 נוריות LED.

מכיוון שהזרם דרך כל האלמנטים זהה כאשר הוא מחובר בסדרה, לכן נוריות ה- LED מחוברות בסדרה לנהג.

במקביל, לא רצוי (די בלתי אפשרי) לחבר את נוריות ה LED למנהל התקן, מכיוון שצניחות המתח על נורות הלד עשויות להשתנות מעט ואחת תעבור עומס יתר, והשנייה, להפך, תפעל במצב נומינלי נמוך יותר.

לא מומלץ לחבר יותר נוריות LED מכפי שנקבע על ידי עיצוב הנהג. העובדה היא שלכל מקור כוח יש כוח מרבי מותר מסוים, שלא ניתן לחרוג ממנו. ועם כל נורית LED המחוברת למקור זרם מיוצב, המתח ביציאותיו יגדל בכ -3V (אם הנורה לבנה), וההספק ישווה, כרגיל, את הזרם למתח.

בהתבסס על זה, אנו מסיקים מסקנות לרכישת הנהג הנכון עבור נוריות LED, עליכם לקבוע את הזרם שנוריות ה- LED צורכות ואת המתח הנופל עליו, ולבחור את מנהל ההתקן בהתאם לפרמטרים.

לדוגמה, מנהל התקן זה תומך בחיבור של עד 12 נוריות LED בעלות עוצמה גבוהה לכל וואט, עם זרם צריכה של 0.4A.

הזרם הזה מפיק זרם של 1.5A ומתח של 20 עד 39V, מה שאומר שאפשר להתחבר אליו, למשל, נורת לד בספק 1.5A, 32-36V והספק של 50W.

מסקנה

מנהל התקן הוא אחד מסוגי ספק הכוח המיועד לספק נוריות לד עם זרם נתון. באופן עקרוני, לא משנה איך הם מכנים מקור כוח זה. ספקי כוח נקראים ספקי כוח לרצועות LED בגודל 12 או 24 וולט, הם יכולים לייצר כל זרם שמתחת למקסימום. בידיעת השמות הנכונים, סביר להניח שלא תטעה בעת רכישת סחורה בחנויות, ולא תצטרך לשנות זאת.

Comments

[#1 פאזה]

זכור))

[#2 אולג]

מאמר שימושי.

[#3 אולג]

תודה על ההצגה הבהירה של הנושא שהתבלבל על ידי המנהלים.

[#4 אנטולי]

זה מובן)) אחרת עשיתי את התאורה האחורית של השולחן עם הארדואינו דרך מודול ה- PWM, אליו חיברתי את אספקת החשמל (!) מהווקי-טוקי)) אבל מסתבר שהוא בלתי אפשרי) או לא רצוי.

[#5 אלכס מרה]

אינני יודע מה אומרים "המנהלים" שאינם ידועים לי למחבר המאמר))) אך למאמר זה יש חוסר עקביות הגיוני וטכני. מדוע הסופר גרר לכאן נרות רכב - אני לא מבין בכלל. התחושה שהסופר לא מבין זאת. באחוז טוב של 70 מתוך מאמר זה, השלך והשאיר רק את "החלק המעשי" עם כמה תיקונים, אז זה כנראה יהיה מובן באמת. יש לזרוק מידע "תיאורטי" על מקורות זרם ומקורות מתח ללא כישלון, מכיוון שהטיפשות הושלמה כשמדובר ביחס לנושא העיקרי של המאמר, של"תאוריה "זו אין שום דבר לעשות.
דוגמה חיה לכך היא אזכור סליל ההצתה. והנה המקור הנוכחי? אין שום קשר לזה, וזה לא קשור למקור הנוכחי, עקרון אחר לגמרי.
למעשה, הכל פשוט יותר.אין מקורות זרם או מקורות מתח עם המאפיינים שתוארו על ידי המחברים בפועל. ישנם ספקי כוח קונבנציונליים עם כוח סופי (אנו יכולים לדבר על כוח מדורג), המייצרים את המתח שמספקים המעצבים. הזרם יהיה תלוי בהתנגדות העומס ובכוח שמקור כוח זה מסוגל לספק.
פשוט אמיתי למקור הנוכחי (או למתח, שהוא בעצם זהה במקרה שלנו) יש מתח יציאה לא יציב, שמשתנה בהתאם לזרם העומס. באמצעות מעגל אלקטרוני פשוט למדי, אנו יכולים לייצב את מתח היציאה של מקור הכוח או לייצב את זרם הפלט.
באופן עקרוני הנהג עובד גם עם מייצב כזה. יש צורך במקום בו מתח המקור אינו יציב ומשתנה ללא הפסקה, למשל, כאשר משתמשים בו במכונית, כאשר מתח הגנרטור יכול להשתנות והוא בדרך כלל גבוה יותר מה 12V המחושב.
איפה שנדרש מייצב זרם, ובמקום בו יש צורך במתח הוא נושא מסוים, בדרך כלל משתמשים בייצוב מתח, זה קל יותר. וזה הגיוני יותר לתאורה כשמנורות LED כבר מדורגות למתח מסוים.

ניתן להשתמש גם במודול PWM והוא משמש באופן פעיל להתאמת הבהירות, למשל בתאורה האחורית של מסכים וטלוויזיות. העובדה שמדובר ביצרנים של צגים "לא רצויים" לא יודעים כלום))) או לא רוצים לדעת, כי זו הדרך הקלה והזולה ביותר.

יתכן שהוא לא מפורט כמו במאמר))) ומבולגן במקצת, אבל איפשהו מפושט מדי מדי, אבל (נראה לי) בצורה מדויקת יותר.

[#6 דמיטרי]

אני מסכים לחלוטין עם ההערה הקודמת, המאמר לא רק שאינו מסביר את מהות הנושא, אלא גם מטעה!

[#7 מאראט]

המאמר נכתב באמת על ידי אדם שמבין על מה הוא כותב (זה כמעט ולא קורה עכשיו). קיבלתי באופן אישי תשובה ממצה לשאלתי. תודה

[#8 פאבל]

תודה על התגובה הזו! כמה לא קראו את התיאורים של מהו מקור נוכחי וכל התיאורים לא הסכימו עם מסקנותי ההגיוניות, ובזכות התגובה שלך הכל התכנס, תיארת את המקור הנוכחי בדיוק כפי שהבנתי אותו. אני מביע את תודתי למחבר ההערה החמישית, אלכס גאל.

[#9 יוג'ין]

אלכסיי, תגיד לי, לקלטת עם דיודות 12 וולט ws2815, האם אני צריך נהג עם הגבלת זרם או ספק כוח עם הגבלת מתח? האם נראה כי לקלטת אין נגן מגביל זרם?