Unitas.ru

Сантехника водопровод
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как посчитать ток потребления светодиода

Как посчитать ток потребления светодиода

Все они написаны для упрощения тех или иных расчетов, поэтому я объединил их в одну группу. Ниже приведено подробное описание каждой программы.

LED Calc

LED Calc — это удобная программа для расчета резистора для светодиодов. В программе необходимо указать напряжение источника питания, напряжение и ток светодиода, а также указать тип соединения (параллельное / последовательное) и количество светодиодов. После нажатия на кнопку Рассчитать программа выведет точное значение сопротивления резистора, стандартное значение (из ряда E24), а также мощность резистора и общую мощность потребляемую схемой. Ниже представлен интерфейс программы. Следует помнить, что данный способ подключения подходит для маломощных (10-50 мА) светодиодов. В более мощных случаях становится заметным низкий КПД и ухудшаются стабилизационные возможности.

MC34063 Calc

MC34063 Calc — это удобная программа для расчета преобразователей напряжения на микросхеме MC34063. MC34063 – универсальная микросхема для самых простых импульсных преобразователей. Как известно, по сравнению с традиционными линейными, импульсные преобразователи являются более эффективными. На MC34063 можно построить понижающие, повышающие и инвертирующие преобразователи без применения внешних переключающих транзисторов.

Основные технические характеристики MC34063:

  • Широкий диапазон значений входных напряжений: от 3 В до 40 В;
  • Высокий выходной импульсный ток: до 1,5 А;
  • Регулируемое выходное напряжение;
  • Частота преобразователя до 100 кГц;
  • Точность внутреннего источника опорного напряжения: 2%;
  • Ограничение тока короткого замыкания;
  • Низкое потребление в спящем режиме.

Подробную информацию по микросхеме можно получить из документации

Программа позволяет рассчитывать все три топологии преобразователей. Тип преобразователя определяется автоматически из введенных параметров (Vin > Vout — понижающий, Vin LM317 Calc — это удобная программа для расчета стабилизатора напряжения с использованием микросхемы LM317. В случае если в схеме нужен стабилизатор на какое-то не стандартное напряжение, то прекрасным и простым решением будет использование популярного интегрального стабилизатора LM317T (корпус TO-220).

Основные технические характеристики LM317:

  • Широкий диапазон значений выходных напряжений от 1,2 до 37 В;
  • Высокий выходной импульсный ток: до 1,5 А;
  • Максимальная рассеиваемая мощность 20 Вт;
  • Встроенная защита от короткого замыкания;
  • Встроенная защита от перегрева.
Читайте так же:
Трансформатор тока для светодиодной ленты 12в

Подробную информацию по микросхеме можно получить из документации

Программа позволяет производить расчет выходного напряжения по известным значениям сопротивлений R1 и R2, а также расчет R1 (или R2) по известным значениям Vout и R2 (или R1). Для удобства в окне программы приводится схема стабилизатора. Программа выводит точное значение сопротивлений резисторов, а также стандартное значение (из ряда E24). При работе с программой необходимо учитывать, что окно ввода рассчитываемого значения, будет недоступно для ввода (поскольку это значение и будет рассчитано). Интерфейс программы представлен ниже.

Buck Calc

Buck Calc — это удобная программа понижающего преобразователя напряжения (buck-конвертор). Расчеты производятся согласно статье «Buck-Converter Design Demystified». Также в программу добавлена возможность расчета числа витков и индукции насыщения для катушки индуктивности с торроидальным сердечником (вводится желаемое значение индуктивности).

Мощность

Характеристика обозначает, сколько электроэнергии в час потребляет источник света, измеряется в ваттах (Вт или W). Обычно мощность пишется крупными цифрами на фронтальной стороне коробки, а рядом – эквивалентное значение лампы накаливания. Для дома достаточно от 3 до 20 Вт. Для уличного освещения подойдет 25 Вт. Если на упаковке не указано соответствующее значение мощности лампы накаливания, его можно найти в нижеследующем графике.

Появилось желание заменить светильник накаливания мощностью 100 Вт на светодиодный? По рисунку видно, что подойдет LED-лампа на 12 Вт. Она производит такой же световой поток, но потребляет в 10 раз меньше электроэнергии.

Таблица соответствия мощности для различных видов ламп

Сравнение основных параметров led-лампочек с аналогами

Помимо существенной экономии использование led-ламп несет в себе дополнительные преимущества, в сравнении не только с обычными образцами, но и с другими энергосберегающими видами: галогенными и люминесцентными.

Принцип работы первого вида схож с лампочками накаливания. При прохождении тока спираль из вольфрама нагревается, однако частицы этого металла не конденсируются на колбе, а вступают в реакцию с буферным газом (парами брома или йода), которыми она заполнена. Это позволяет значительно увеличить срок службы.

Читайте так же:
Розетка кабельная шк 4х60 вес

Для работы люминесцентных энергосберегающих устройств необходим дроссель, обеспечивающий необходимый электрический импульс, благодаря которому в парах ртути, которыми заполнена колба и образуется дуговой разряд.

В таблице ниже можно увидеть и сравнить основные эксплуатационные характеристики.

Характеристика лампНакаливанияГалогеннаяЛюминесцентнаяСветодиодная
Степень нагревасильнаясильнаясредняянизкая
Хрупкость колбыхрупкаяхрупкаяхрупкаяпрочная
Светопоток, Lmдо 700700700800
Срок службы, час10002-2,5 тысячи7-10 тысяч30-50 тысяч
Простота монтажалегконемного сложнолегколегко
Экологичностьвысокаявысокаясредне-низкаявысокая
Мгновенное включениедаданетда

По большинству параметров светодиодные лампы превосходят свои видовые аналоги или же находятся с ними на одной позиции. Единственный недостаток, который им свойственен – это высокая стоимость. Однако в пересчете на затраты на электроэнергию при одинаковых условиях работы эксплуатация LED-ламп выгоднее в 1,5 раза люминесцентных, в 4,5 – галогенных и в 7,5 раз – накаливания.

Параллельное соединение светодиодов

Так же можно подключить светодиоды и параллельно, но это создает больше проблем, чем при последовательном соединении.

raschet-rezistora-dlya-svetodioda-onlajn-kalkulyator-115

Ограничивать ток параллельно соединенных светодиодов одним общим резистором не совсем хорошая идея, поскольку в этом случае все светодиоды должны иметь строго одинаковое рабочее напряжение. Если какой-либо светодиод будет иметь меньшее напряжение, то через него потечет больший ток, что в свою очередь может повредить его.

И даже если все светодиоды будут иметь одинаковую спецификацию, они могут иметь разную вольт-амперную характеристику из-за различий в процессе производства. Это так же приведет к тому, что через каждый светодиод будет течь разный ток. Чтобы свести к минимуму разницу в токе, светодиоды, подключенные в параллель, обычно имеют балластный резистор для каждого звена.

Пример расчета мощности

Выбор блока питания в первую очередь делают по его выходному напряжению. Оно должно соответствовать напряжению питания ленты. Если на выходе будет меньшее напряжение, светодиоды будут светиться слабо или вообще не зажгутся. Если напряжение БП существенно выше потребного, светильник быстро выйдет из строя (иногда мгновенно).

Читайте так же:
Плафон салона уаз с выключателем

Второй шаг – расчет мощности блока питания для светодиодной ленты. Она выбирается по формуле Pбп=Pленты*Кзап, где:

  • Pбп – наибольшая мощность блока питания, Вт;
  • Pленты – мощность, потребляемая лентой;
  • Кзап – коэффициент запаса, берется равным 1,2-1,4.

Коэффициент запаса учитывает несколько факторов:

  • завышение паспортной мощности БП относительно фактической (так иногда поступают недобросовестные производители);
  • нежелательность работы блока питания на пределе возможностей (срок службы некоторых элементов может сократиться, особенно в условиях недостаточного охлаждения);
  • наличие плохих контактов (некачественных паек) в силовых цепях, которые при работе на максимальном токе могут быстро стать причиной неисправностей;
  • планируемое расширение схемы в будущем;
  • наличие в схеме питания дополнительных устройств (диммеров, RGB-контроллеров и т.п.), которые также потребляют энергию от блока питания.

Чем больше факторов присутствует в конкретном случае, тем выше надо брать коэффициент запаса.

Потребляемая мощность считается по формуле Pленты=Pуд*L, где:

  • Pуд— мощность, потребляемая одним метром светодиодной ленты (паспортная величина);
  • L – длина ленты, которую необходимо запитать, м.

Ниже приведены примеры расчетов с конкретными цифрами.

Для одного блока

Как рассчитать мощность блока питания для светодиодной ленты

Первый пример – с RGB-лентой Ribbon Flex SMD5050 RGB на напряжение 12 в. Пусть требуется запитать 8 метров данной ленты, установленной в закрытом помещении, один метр потребляет 6 ватт. Кроме ленты и БП в схеме присутствует RGB-контроллер. Куски LED-ленты нельзя соединять последовательно так, чтобы общая длина получилась более 5 метров – будут перегреваться токоведущие дорожки самого светильника. Поэтому два куска полотна надо разбить минимум на два участка так, чтобы общая длина каждого не превышала 5 метров. В данном случае удобно сделать 5+3 метра.

Как рассчитать мощность блока питания для светодиодной ленты

Рассчитывается общая потребляемая мощность — Pленты=Pуд*L=6*8=48 ватт. Так как в схеме присутствует дополнительный прибор (контроллер), коэффициент запаса берется не менее 1,3. Отсюда минимальная мощность блока питания 48*1,3=62,4 ватта.

В технических характеристиках иногда вместо мощности указывается наибольший ток. В мощность его можно пересчитать по формуле P=U*I, где:

  • P – мощность, ватт;
  • U – напряжение, вольт;
  • I – ток, ампер.
Читайте так же:
План освещения с выключателями

В рассмотренном случае БП должен обеспечивать ток не менее 5,2 А.

Округлять рассчитанное значение можно только в большую сторону.

В данном случае есть соблазн обойтись БП на стандартную мощность 60 ватт (5 ампер), но лучше чуть переплатить и приобрести источник на 75 ватт (ток 6,25 А). Так надежнее. Исполнение негерметичное, можно выбрать с принудительным охлаждением, но на такую мощность подобную конструкцию используют редко.

Как рассчитать мощность блока питания для светодиодной ленты

Для нескольких

Может получиться так, что в хозяйстве имеется неиспользуемый источник питания, есть желание запитать от него LED-светильник, но его мощности не хватает. Тогда ленты можно разбить на две группы и запитать одну от имеющегося БП, а для второй приобрести новый. Смысл такого решения в том, что можно будет приобрести источник меньшей мощности, а значит, по более низкой цене. Пусть имеется отрезок ленты Apeyron electrics 2835-120LED-IP20-WW на напряжение 24 В длиной 5 м с потреблением 12 Вт на 1 м, и блок питания на 24 вольта мощностью 24 Вт (ток 1 А). Для питания подобного светильника понадобится источник 12*5*1,2=72 ватт, покупать придется 75-ваттный прибор.

Как рассчитать мощность блока питания для светодиодной ленты

Несложные расчеты показывают, что мощности 24 ватта хватит на запитку 2 метров ленты, а с учетом коэффициента запаса – не более полутора. Значит, надо рассчитать блок питания на оставшиеся 3,5 метра.

Как рассчитать мощность блока питания для светодиодной ленты

Минимальная мощность оставшейся части составит 3,5*12=42 ватта. Умножив на коэффициент запаса (можно взять по минимуму – 1,2, так как лента монохромная, а диммера в схеме нет), получается минимальная мощность 50,4 ватта (2,1 А). Можно взять БП мощностью 50 Вт, но лучше 55-60. Следующий вопрос – схема включения. Соблазнительно поставить два БП параллельно, но так делать нельзя. Придется тщательно настраивать напряжение каждого источника, чтобы обеспечить распределение мощностей, но со временем настройка будет уходить, поэтому в итоге получится так, что один источник станет нагрузкой для другого. Поэтому ленту придется разрезать в соотношении 1,5/3,5 и запитать каждый отрезок от своего БП. В итоге вместо БП 75 W придется покупать БП 60 W. Определенная экономия налицо, но стоит ли оно того – надо решать в каждом отдельном случае.

Читайте так же:
Не работает выключатель света с двумя клавишами

Как рассчитать мощность блока питания для светодиодной ленты

О схемах подключения светодиодной ленты можно узнать перейдя по ссылке.

Методы регулировки яркости светодиода

Для регулировки яркости светодиодной ленты используются два метода – широтно-импульсная модуляция (ШИМ) и аналоговое управление.

  • Аналоговое диммирование – это поддержание тока светодиода на постоянном уровне.
  • ШИМ-диммирование – управление включением и выключением тока, проходящего через светодиод. Проще говоря, светодиод загорается и гаснет с периодичностью, незаметной для глаза человека. Спектр излучения остается неизменным, поэтому цветовая температура также сохраняется.

Рассмотрим суть метода ШИМ (широтно-импульсной модуляции) для регулировки яркости светодиодной ленты. Ток подается на светодиод импульсами частотой от нескольких сотен до нескольких тысяч герц. Временные промежутки между импульсами равны десятым или сотым долям секунды. Для человека эти импульсы практически незаметны, поскольку глаз не способен воспринимать такие мерцания. Свет кажется равномерным и непрерывным. Чтобы светодиодная лента горела ярче, световой поток регулируется в определенном временном периоде. Для ШИМ-регулировки используются специальные устройства, корректирующие частоту импульсов. Изменяется не сам временный интервал импульсов, а длительность положительного импульса. Примечательно, что различные интервалы мерцания светодиода воспринимаются глазом как изменение яркости свечения.

Входная мощность имеет отношение к общей мощности, потребляемой светильником, включая любое управляющее устройство в цепи.

Яркость светодиода зависит от управляющего тока драйвера. Чем выше управляющий ток, тем выше светоотдача, но срок службы светодиода снизится. Стандартное значение управляющего тока составляет 350 мА, но может быть и по-другому.

Хорошие или неожиданно высокие показатели световой отдачи могут быть результатом того, что драйвер имеет более высокое напряжение, и, как следствие, показатели расчетного срока службы могут колебаться.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector