Схеми включення світлодіодних матриць

Про матеріал

Схеми включення світлодіодних матриць У технічній літературі поки що замало статей на цю тему. Перевага надяскравих світлодіодів та світлодіодних матриць не викликає сумнівів і нині вони широко впроваджуються в побут. Незрозуміле рішення деяких фірм Китаю; у ліхтарях з надяскравими світлодіодами взагалі не ставлять «гасящих» резисторів, і струм на світлодіод обмежується тільки внутрішнім опором батарей, при цьому світлодіоди світять яскраво але батареї швидко розряджаються. При встановленні додаткового резистора, що зменшує струм, на 20...40 Ом яскравість світіння зменшується незначно, а батареї служать значно довше. Величина опору резистора підбирається експериментально за бажаною яскравістю свічення. Зарубіжні фірми також мало приділяють уваги якості згладжування випрямленої напруги для LED і в результаті багато світильників, що включаються в мережу, дають великий коефіцієнт пульсацій. Деякі світильники з надяскравими світлодіодами мають у своєму випромінюванні шкідливі пульсації і внаслідок цього очі сльозяться, запалюються, що призводить до погіршення зору. При проектуванні освітлення користуються параметром коефіцієнт пульсації освітленості Кп- це критерій глибини коливань освітленості внаслідок змін у часі світлового потоку. Кп, згідно з (1), можна обчислити за формулою: Кп= ((Емакс. - Емін. )/2Есер.) × 100%, де Емакс. - максимальне значення пульсуючої освітленості, Емін. - Мінімальне значення пульсуючої освітленості, Есер. - Середнє значення освітленості. При проектуванні висвітлення користуються загальносоюзними нормами висвітлення СН та П-ІІ-4-79. Коефіцієнт пульсації можна виміряти за допомогою пульсметра типу ТКА-ПКМ (модель 08), АГРУС-07. Згідно з даними з Інтернету (2), для звичайних потужних ламп розжарення (ЛР) Кп = 7 ... 10% і для малопотужних ЛЖ Кп = 15 ... 18%, і для світлодіодних світильників Кп = 1...30%; залежно від якості згладжування пульсацій на виході випрямляча. Якщо робота вимагає високої точності, то Кп має бути меншим за 5%. Автор не має пульсметра, проте як індикатор наявності пульсацій можна «послухати» світло. Для цього достатньо підключити фотодіод до входу підсилювача низької частоти, встановити його на робочій поверхні і в навушниках (гучномовці) відтворюватиметься сигнал яким модульовано світло. Якщо електролампа розжарювання живиться від мережі змінного струму з частотою 50 Гц, то прослуховуватиметься рокіт із частотою 100 Гц. Якщо світлодіодна лампа містить двонапівперіодний випрямляч, то частота пульсацій буде 200 Гц - якщо погана фільтрація на виході випрямляча. Зорово мерехтіння непомітне, проте воно все ж таки впливає на зір; надходить зайва інформація, яку необхідно відфільтровувати.

Перегляд файлу

Схеми включення світлодіодних матриць

У технічній літературі поки що замало статей на цю тему. Перевага надяскравих світлодіодів та світлодіодних матриць не викликає сумнівів і нині вони широко впроваджуються в побут. Незрозуміле рішення деяких фірм Китаю; у ліхтарях з надяскравими світлодіодами взагалі не ставлять «гасящих» резисторів, і струм на світлодіод обмежується тільки внутрішнім опором батарей, при цьому світлодіоди світять яскраво але батареї швидко розряджаються. При встановленні додаткового резистора, що зменшує струм, на 20...40 Ом яскравість світіння зменшується незначно, а батареї служать значно довше. Величина опору резистора підбирається експериментально за бажаною яскравістю свічення. Зарубіжні фірми також мало приділяють уваги якості згладжування випрямленої напруги для LED і в результаті багато світильників, що включаються в мережу, дають великий коефіцієнт пульсацій. Деякі світильники з надяскравими світлодіодами мають у своєму випромінюванні шкідливі пульсації і внаслідок цього очі сльозяться, запалюються, що призводить до погіршення зору. При проектуванні освітлення користуються параметром коефіцієнт пульсації освітленості Кп- це критерій глибини коливань освітленості внаслідок змін у часі світлового потоку. Кп, згідно з (1), можна обчислити за формулою: Кп= ((Емакс. - Емін. )/2Есер.) × 100%, де Емакс. - максимальне значення пульсуючої освітленості, Емін. - Мінімальне значення пульсуючої освітленості, Есер. - Середнє значення освітленості. При проектуванні висвітлення користуються загальносоюзними нормами висвітлення СН та П-ІІ-4-79. Коефіцієнт пульсації можна виміряти за допомогою пульсметра типу ТКА-ПКМ (модель 08), АГРУС-07. Згідно з даними з Інтернету (2), для звичайних потужних ламп розжарення (ЛР) Кп = 7 ... 10% і для малопотужних ЛЖ Кп = 15 ... 18%, і для світлодіодних світильників Кп = 1...30%; залежно від якості згладжування пульсацій на виході випрямляча. Якщо робота вимагає високої точності, то Кп має бути меншим за 5%.

Автор не має пульсметра, проте як індикатор наявності пульсацій можна «послухати» світло. Для цього достатньо підключити фотодіод до входу підсилювача низької частоти, встановити його на робочій поверхні і в навушниках (гучномовці) відтворюватиметься сигнал яким модульовано світло. Якщо електролампа розжарювання живиться від мережі змінного струму з частотою 50 Гц, то прослуховуватиметься рокіт із частотою 100 Гц. Якщо світлодіодна лампа містить двонапівперіодний випрямляч, то частота пульсацій буде 200 Гц - якщо погана фільтрація на виході випрямляча. Зорово мерехтіння непомітне, проте воно все ж таки впливає на зір; надходить зайва інформація, яку необхідно відфільтровувати.

Останнім часом у продажу з'явилися світлодіодні стрічки із надяскравими світлодіодами різної потужності: від 4,8 Вт/м (60 світлодіодів на метр) до 24 Вт/м (240 світлодіодів на метр). Ці світлодіодні стрічки використовувати взагалі досить просто; справа в тому, що біля кожного світлодіода є резистор, що гасить, включений послідовно з HL, потім всі ці ланцюжки включені паралельно - таким чином залишається тільки подати постійну напругу ±12 на світлодіодну стрічку, з дотриманням полярності включення, бажано від акумулятора. Якщо з цими стрічками зробити стаціонарний світильник, то його доцільно живити від випрямляча на 12 з гарною фільтрацією; у фільтрі необхідно встановити конденсатор із ємністю близько 20000 мкф.

При поганій фільтрації буде дуже великий коефіцієнт пульсацій, і це неприпустимо і під час точних робіт.

Останнім часом різними фірмами випускаються також надяскраві світлодіодні матриці потужністю від 1 до 100 Вт, які також можуть використовувати радіоаматори для своїх цілей. Автор використовував надяскравий світлодіодматрицю на 10 Вт (LED 10W hite 750 Lm BIN2). (3) наведено характеристики різних світлодіодних матриць на 10, 20, 50, 100 Вт.

Характеристики 10 Вт надяскравого світлодіода-матриці, згідно (3): Технічні характеристики

Виробник: Китай

Розміри (Д х Ш х В): 30 х 20 x 3 мм

Робоча напруга: 9-11 В

Номінальний струм: 1000 мА

Потужність, що розсіюється: 10 Вт

Кут свічення: 120°

Світловий потік: 700-800 Лм

Колірна температура: 7000-8000 К

Монтаж: Встановлюється на додатковий радіатор

Колір світіння: білий

Світлодіодну матрицю необхідно встановити на радіаторі S=50 см2 з використанням термопровідної пасти.

Найпростіший спосіб підключити світлодіодну матрицю через резистор, що гасить, як це показано на рис. 1.

При такому включенні струм через LED залежить також від внутрішнього опору акумулятора; так при живленні від акумулятора типу ТР7-12 (12V, 7AH) струм буде близько 0,5 А, при живленні від автомобільного акумулятора струм збільшиться до 0,8 А. При необхідності струм можна збільшити-зменшивши опір резистора, що гасить.

Можливо також застосувати найпростіший стабілізатор струму за схемою, наведеною на рис. 2, транзистор VT1 необхідно встановити на радіаторі з S = 50 см²; з використанням термопровідної пасти. При використанні стабілізатора струму за наведеною схемою струм буде 0,75 А. Якщо потрібно збільшити струм, необхідно зменшувати опір в ланцюзі емітера VT1, тобто резистора R1. За яскравістю освітлення робочого столу, або двигуна автомобіля при екстерному ремонті, ці струми цілком достатні; суб'єктивно, освітлення таке саме як дає електролампа потужністю 100 Вт.

При живленні світлодіодної матриці від випрямляча, його можна виготовити його за стандартною схемою, наведеною на рис. 3. У схемі застосовано поширений силовий трансформатор типу ОСД0,1У4.2, який на вторинній обмотці має ~12 В, при струмі порядку 2 А. В принципі можна застосувати будьякий силовий трансформатор, який має потужність, близько 20...30 Вт

виході ~12 В, при струмі 1...1,5 А. Особливість схеми у застосуванні фільтра, що згладжує, з ємністю 20000 мкф. Напруга конденсаторів повинна бути не менше 20 В, у зв'язку з тим, що на холостому ході на виході випрямляча, згідно з канонами електротехніки, буде напруга в 1,4 рази більша ніж вхідна, змінна. При бажанні в схемі рис. 3 можна також застосувати стабілізатор струму, але в цьому немає необхідності. На фото 1 показано криницю сфотографовану в нічний час при освітленні світлодіодною матрицею з живленням від акумулятора ТР7-12. На фото 2 показано світлодіодну стрічку. На фото 3 показано світлодіодну матрицю потужністю 10 Вт. На фото 4 зображено зовнішній вигляд світлодіодної матриці на 100 Вт. Слід зазначити, що чим більша потужність світлодіодної стрічки, або