База знаний

Питание светодиодов. Как не спалить зас..анцев

Питание светодиодов
Чем питать светодиоды? Все ответят, что электричеством, и будут в целом правы. Но только в целом. Некоторые скажут, что напряжением, и будут в целом не правы. Кое-кто скажет, что током, вот эти люди максимально близки к истине. Если сильно упростить, электричество это наличие, как тока, так и напряжения в цепи. Без тока нет мощности (в батарейке есть напряжение, но пока лампочку к ней не подключишь, и ток по цепи не пойдет, лампочка светить не будет). Без напряжения не течет ток. Если лампочку подключить к плюсу или минусу обоими электродами, то напряжения в цепи нет, следовательно, и ток не течет.

Особенностью светодиода является то, что он как «корова не клеверном поле», если его не остановить, будет наращивать потребление тока, до тех пор, пока не сгорит. Поэтому его необходимо ограничивать именно по току. При всем при этом наращивание тока у светодиода практически не влияет на его напряжение питания, в среднем оно остается в пределах 3 Вольт.

В связи с вышеизложенным можно утверждать, что питать светодиоды обычным блоком питания затруднительно. Приходится ограничивать ток либо гасящими резисторами, либо специальными схемами, либо питать светодиоды изначально специальными блоками питания, которые чаще всего называются «источник тока для светодиодов» или «светодиодный драйвер». В осветительной технике используются исключительно светодиодные драйверы, ибо остальные варианты менее эффективны в плане КПД. На этом и остановимся.

Теперь о токе потребления. Исторически, так уж завелось, что светодиоды питаются током в 300мА или 350мА, ну и кратно первому значению (30, 60, 120, 150мА и тд). Дело в том, что первые осветительные диоды имели характеристики около 2,9-3,4В напряжения, а стандарты тех лохматых времен предполагали мощность одного светодиода 1Вт. Поэтому для получения мощности 1Вт приходилось их питать током 0,3А х 3,4В = 1,02Вт, а для более совершенных и дорогих, соответственно 0,35А х 2,9В = 1,02Вт. С тех пор много воды утекло, и пока прижились именно эти два, условно скажем, базовых тока 300 и 350мА.

На сегодняшний момент базовым током для подавляющего большинства светодиодов является ток 150мА и его производные, поэтому самый частый случай питания остается все те же 300мА. Это означает, что светодиодный драйвер питает две параллельные линии светодиодов по 150мА, что в сумме дает искомые 300мА.

350мА же на сегодняшний день является рудиментарным, т.к. питая две линии светодиодов, ток на каждый получается 175мА, а это, при стандарте 150мА является перегрузом. Для диодов же мощностью 1Вт и номинальным током 300мА – 175мА является явно недогрузом светодиода. Тем не менее полно производителей, еще со времен примерно 2004-2008 годов придерживаются этих 350мА.

Что же про можно сказать про нас, про ООО «ЮГ». Для себя мы избрали политику партии такую:

  1. Для питания двух линий светодиодов базовый ток драйвера 280мА, что является загрузкой в 93% от номинала, это позволяет уменьшить температуру кристалла светодиода более чем на 10°С от номинальной, следовательно увеличить ресурс светодиодов примерно в 2 раза.
  2. Для питания трех линий мы используем ток либо 375мА (125 мА на диод – 83%), либо 420мА (140мА на диод – 93%) – с теми же вытекающими последствиями для диодов.
  3. Для питания 4-х линий мы используем ток 500мА (125 мА на диод – 83%), там уже в расчет вступает площадь печатной платы и ее тепловой поток на радиатор. Расчеты и натурные испытания показали, что для стального корпуса светильника толщиной 0,45 мм это предельные параметры без ущерба для ресурса. Впрочем, алюминиевые корпуса могут без проблем выдержать на порядок больше, но это уже совсем другие светильники (промышленные, уличные). О теплопереносе, теплопроводности алюминиевых корпусов поведаю как-нибудь в следующий раз.

ПС. Картинка реальная, но повторять ее, без глубоких знаний электротехники и правил эксплуатации электроустановок №6 от 13 января 2003 года - крайне не рекомендуется!!!