Notranja shema in specifikacije napetosti LED traku

Ta članek preučuje notranje vezje in mehanizmeLED trak luči. Te informacije so namenjene inženirskim razpravam in niso bistvene za običajne uporabnike, ki jih zanima standardna uporaba trakov LED.
 

Nazaj na osnove - Napetost čipa LED

Določena napetost anLED trak, kot je 12 V ali 24 V, narekuje predvsem:
1) Določena napetost LED in uporabljenih komponent ter
Razporeditev LED diod na LED traku.
LED diode so na splošno 3-voltne komponente. Osvetlil jo bo 3-voltni diferencial, priključen na pozitivni in negativni priključek LED.
Kaj se zgodi, ko je več LED diod razporejenih v serijsko konfiguracijo, zaporedno? Posamezne napetosti LED se seštevajo.
Posledično tri LED diode v seriji zahtevajo prednjo napetost 9 voltov (3 volte x 3 LED), medtem ko šest LED v seriji zahteva prednjo napetost 18 voltov (3 volti x 6 LED).
Poleg LED diod je eden ali več uporov-za omejevanje toka bistvenega pomena, da preprečijo, da bi trak LED prešel v način prenapetosti. Upor je serijsko povezan z LED diodami, njegova upornost pa je določena tako, da porabi približno 3 volte.
Tri LED diode v seriji zahtevajo 9 voltov za LED in 3 volte za upor, kar skupaj znaša 12 voltov.
Šest LED v seriji zahteva 18 voltov za LED in 3 volte na upor (x2), kar skupaj znaša 24 voltov.
Ti predstavljajo temeljne komponente za vsako skupino LED na LED traku. Konfiguracija LED traku je prikazana na spodnji sliki:
Kaj se zgodi z LED diodami pri vzporedni povezavi? Napetost ostane konstantna, medtem ko je tok enakomerno porazdeljen po vsakem vzporednem tokokrogu. Posledično, če vsaka od treh vzporednih skupin porabi 50 mA pri 24 voltih, znaša kumulativna poraba energije 150 mA, prav tako pri 24 voltih.
Ta dva primerka s 3 LED in 6 LED ponazarjata konfiguracijo standardnega 12 in 24 voltnega LED traku. TheLED trakoviuporabljajo 3-voltne komponente LED in so zasnovane z več vzporednimi konfiguracijami 3 ali 6 LED.

Ali mora biti napetost natančna, kot je navedeno?

Lahko bi se vprašali, ali 12 voltov pomeni natanko 12,0 voltov ali bi zadostovalo 11,9 voltov. Pozitiven vidik je, da obstaja precejšnja prilagodljivost v moči, ki je zagotovljenaLED trak.
Naslednja tabela iz podatkovnega lista LED prikazuje tok skozi LED kot funkcijo volta
Pri 3,0 V bo ta specifična LED črpala približno 120 mA. Zmanjšanje napetosti na 2,9 V bo povzročilo, da bo LED risala približno 80 mA. Povečanje napetosti na 3,1 V bo povzročilo, da bo LED risala približno 160 mA.
V 12 V LED traku, ki obsega tri LED in upor v seriji, zagotavljanje 11 V namesto 12 V učinkovito zmanjša napetost na vsaki LED za 0,25 V.
Ali bodo LED diode delovale pri 2,75 V? Glede na zgornjo tabelo naj bi se poraba toka zmanjšala s 120 mA na LED na približno 40 mA.
Čeprav to pomeni precejšnje zmanjšanje, bodo LED diode delovale ustrezno, čeprav pri bistveno zmanjšani ravni svetlosti.
Kaj bi se zgodilo, če bi zagotovili samo 10V na 12VLED trak? V tem primeru zmanjšamo napetost za vsako LED za 0,5 V. Glede na diagram bodo LED-diode pri 2,5 V porabile najmanjši tok.
 

Pri tej napetosti boste verjetno opazili omedlevicoLED trak.

Vse napetosti, ki so nižje od nazivne zmogljivosti traku LED, so varne, saj bodo dosledno porabljale manj toka, s čimer se zmanjša morebitna nevarnost poškodb ali pregrevanja. Kakšno je stanje napetosti, ki presega 12 V?
Preučimo dobavo 12,8 V na 12 V LED trak. To zviša napetost za vsako LED za 0,20 V.
LED trenutno deluje pri napetosti 3,2 V in ima tok 200 mA, kot je prikazano v tabeli.
Največji nazivni tok, ki ga določi proizvajalec, je 200 mA. Če presežete to raven, lahko ogrozite celovitost LED.
Pomembno je omeniti, da ima vsaka svetleča dioda ločeno oceno in lastna proizvodna spremenljivost lahko vpliva na dovoljene razpone napetosti za določen LED trak.
Dokazali smo, da 12 V LED trak prehaja iz izklopljenega v preobremenjeno znotraj omejenega napetostnega območja od 10 V do 12,8 V.
Čeprav je izvedljivo zagotoviti napetost, ki nekoliko odstopa od navedene nazivne vrednosti, je potrebna natančna pozornost, da se prepreči morebitna poškodba LED.
 

Kako lahko zatemni anLED trak?

Eden od načinov za zmanjšanje svetlosti traku LED je znižanje vhodne napetosti pod določeno vrednost, kot je bilo prikazano prej. V resnici je močnostna elektronika neučinkovita pri zmanjševanju izhodne napetosti na ta način.
Optimalna tehnika vključuje uporabo PWM (impulzna širinska modulacija), pri kateri se LED diode aktivirajo in izklopijo pri visoki frekvenci. Spreminjanje delovnega cikla s spreminjanjem razmerja med vklopljenim in izključenim časom lahko prilagodi zaznano svetlost svetlobnega izhoda traku LED.