Was ist der Unterschied zwischen einem Netzteil und einem Treiber für LEDs: Theorie und Praxis, alles was Sie wissen müssen

Anmerkung des Autors: „Das Netzwerk verfügt über eine ziemlich große Menge an Informationen über die Leistung von LED-Produkten, aber als ich das Material für diesen Artikel vorbereitete, fand ich viele absurde Informationen auf Websites oben in den Suchmaschinenergebnissen. In diesem Fall gibt es entweder eine völlige Abwesenheit oder eine falsche Wahrnehmung grundlegender theoretischer Informationen und Konzepte. “

LEDs sind die effizienteste aller bisher gängigen Lichtquellen. Probleme liegen auch hinter dem Wirkungsgrad, zum Beispiel der hohen Anforderung an die Stabilität des Stroms, der sie speist, der schlechten Toleranz gegenüber komplexen thermischen Betriebsbedingungen (bei erhöhten Temperaturen). Daher die Aufgabe, diese Probleme zu lösen. Mal sehen, wie sich die Konzepte von Stromversorgung und Treiber unterscheiden. Lassen Sie uns zunächst in die Theorie eintauchen.

Stromquelle und Spannungsquelle

Netzteil ist der generische Name eines Teils eines elektronischen Geräts oder eines anderen elektrischen Geräts, das Strom zur Stromversorgung dieses Geräts liefert und reguliert. Es kann sich sowohl innerhalb als auch außerhalb des Geräts in einem separaten Fall befinden.

Fahrer - der generische Name einer speziellen Quelle, eines Schalters oder eines Leistungsreglers für bestimmte elektrische Geräte.

Es gibt zwei Haupttypen von Stromquellen:

• Spannungsquelle.

• Stromquelle.

Schauen wir uns ihre Unterschiede an.

Spannungsquelle - Dies ist eine solche Stromquelle, deren Spannung sich nicht ändert, wenn sich der Ausgangsstrom ändert.

Für eine ideale Spannungsquelle ist der Innenwiderstand Null und der Ausgangsstrom kann unendlich groß sein. In Wirklichkeit ist die Situation anders.

Jede Spannungsquelle hat einen Innenwiderstand. In dieser Hinsicht kann die Spannung etwas vom Nennwert abweichen, wenn eine leistungsstarke Last angeschlossen wird (leistungsstark - niedriger Widerstand, hoher Verbrauchsstrom), und der Ausgangsstrom wird von seinem internen Gerät bestimmt.

Für eine reale Spannungsquelle ist der Notbetriebsmodus der Kurzschlussmodus. In diesem Modus steigt der Strom stark an, er ist nur durch den Innenwiderstand der Stromquelle begrenzt. Wenn das Netzteil keinen Kurzschlussschutz hat, fällt es aus

Stromquelle - Dies ist eine Stromquelle, deren Strom unabhängig vom Widerstand der angeschlossenen Last eingestellt bleibt.

Da der Zweck der Stromquelle darin besteht, ein bestimmtes Stromniveau aufrechtzuerhalten. Der Notbetriebsmodus dafür ist der Leerlaufmodus.

Wenn Sie den Grund in einfachen Worten erklären, ist die Situation wie folgt: Angenommen, Sie haben eine 1-Ohm-Last mit einem Widerstand von 1 Ohm an die Stromquelle angeschlossen, dann wird die Spannung an ihrem Ausgang auf 1 Volt eingestellt. Eine Leistung von 1 W wird auffallen.

Wenn Sie den Lastwiderstand beispielsweise auf 10 Ohm erhöhen, beträgt der Strom 1A und die Spannung ist bereits auf 10 V eingestellt. Es werden also 10 W Leistung zugewiesen. Und umgekehrt, wenn Sie den Widerstand auf 0,1 Ohm reduzieren, beträgt der Strom immer noch 1A und die Spannung wird 0,1 V.

Leerlauf ist der Zustand, in dem nichts an die Klemmen der Stromquelle angeschlossen ist. Dann können wir sagen, dass der Lastwiderstand im Leerlauf sehr groß (unendlich) ist. Die Spannung steigt an, bis ein Strom von 1A fließt. In der Praxis können Sie als Beispiel für eine solche Situation die Zündspule eines Autos mitbringen.

Die Spannung an den Elektroden der Zündkerze steigt an, wenn der Stromversorgungskreis der Primärwicklung der Spule öffnet, bis ihr Wert die Durchbruchspannung der Funkenstrecke erreicht.Danach fließt ein Strom durch den Funken und die in der Spule angesammelte Energie wird abgeführt.

Ein Kurzschlusszustand für eine Stromquelle ist kein Notbetrieb. Im Falle eines Kurzschlusses tendiert der Lastwiderstand der Stromversorgung gegen Null, d.h. es ist unendlich klein. Dann ist die Spannung am Ausgang der Stromquelle für den Fluss eines gegebenen Stroms geeignet, und die zugewiesene Leistung ist vernachlässigbar.

Lass uns weiter üben

Wenn wir über moderne Nomenklaturen oder Namen sprechen, die Stromquellen in größerem Maße von Vermarktern und nicht von Ingenieuren gegeben werden, dann Stromversorgung üblicherweise als Spannungsquelle bezeichnet.

Dazu gehören:

• Ladegerät für ein Mobiltelefon (in diesen erfolgt die Umwandlung der Werte in den erforderlichen Ladestrom und die erforderliche Ladespannung durch auf der Platine des Ladegeräts installierte Wandler).

• Das Netzteil für den Laptop.

• Stromversorgung für LED-Streifen.

Ein Treiber ist eine aktuelle Quelle. Seine Hauptanwendung im Alltag ist die Ernährung des Einzelnen LEDs und LED-Arrays Beide haben eine normale hohe Leistung von 0,5 Watt.

LED-Leistung

Zu Beginn des Artikels wurde erwähnt, dass die LED einen sehr hohen Strombedarf hat. Tatsache ist, dass die LED mit Strom versorgt wird. Das liegt an Strom-Spannungs-Kennlinie aller Halbleiterdioden. Schau sie dir an.

Im Bild I-V Eigenschaften von Dioden verschiedener Farben:

Diese Form des Zweigs (in der Nähe einer Parabel) beruht auf den Eigenschaften der Halbleiter und Verunreinigungen, die in sie eingeführt werden, sowie auf den Merkmalen des pn-Übergangs. Der Strom steigt nicht an, wenn die an die Diode angelegte Spannung fast unter dem Schwellenwert liegt, oder sein Wachstum ist vernachlässigbar. Wenn die Spannung an den Anschlüssen der Diode einen Schwellenwert erreicht, beginnt der Strom durch die Diode stark anzusteigen.

Wenn der Strom durch den Widerstand linear wächst und von seinem Widerstand und der angelegten Spannung abhängt, entspricht der Anstieg des Stroms durch die Diode nicht diesem Gesetz. Und mit einer Erhöhung der Spannung um 1% kann der Strom um 100% oder mehr ansteigen.

Außerdem nimmt bei Metallen der Widerstand mit zunehmender Temperatur zu, und bei Halbleitern nimmt der Widerstand ab und der Strom beginnt zu wachsen.

Um die Gründe dafür herauszufinden, müssen Sie tiefer in den Kurs „Physikalische Grundlagen der Elektronik“ einsteigen und sich über die Arten von Ladungsträgern, die Bandlücke und andere interessante Dinge informieren. Wir werden dies jedoch nicht tun. Wir haben diese Probleme kurz untersucht in einem Artikel über Bipolartransistoren.

In den technischen Spezifikationen wird die Schwellenspannung als Spannungsabfall in Durchlassvorspannung für weiße LEDs angegeben, üblicherweise etwa 3 Volt.

Auf den ersten Blick scheint es, dass genug in der Entwurfs- und Produktionsphase der Lampe ausreicht Strombegrenzungswiderstände und stellen Sie eine stabile Spannung am Ausgang des Netzteils ein und alles wird gut. Sie tun dies auf LED-Streifen, werden jedoch von stabilisierten Stromquellen gespeist, und die Leistung von LEDs, die in Bändern verwendet werden, ist häufig * klein, Zehntel oder Hundertstel Watt.

* (Wenn es sich nicht um Bänder und Streifen mit 5730 LEDs handelt, finden Sie weitere Informationen zu SMD-LED-Typen im Artikel - Typen, Eigenschaften und Kennzeichnung von SMD-LEDs)

Leistungsstarke LEDs, von denen empfohlen wird, dass sie von Fahrern mit Strom versorgt werden, werden sehr stark erhitzt. Beispielsweise wird eine 1-W-LED in wenigen 5 bis 15 Sekunden ohne Kühler auf eine Temperatur über 50 Grad erhitzt.

Wenn eine solche LED von einem Treiber mit einem stabilen Ausgangsstrom gespeist wird, steigt beim Erhitzen der LED der Strom durch sie nicht an, sondern bleibt unverändert, und die Spannung an ihren Anschlüssen nimmt dafür leicht ab.

Und wenn vom Netzteil (Spannungsquelle) nach dem Erhitzen der Strom ansteigt, wodurch die Erwärmung noch stärker wird.

Es gibt noch einen weiteren Faktor: Die Eigenschaften aller LEDs (sowie anderer Elemente) sind immer unterschiedlich.

Wahl des Fahrers: Eigenschaften, Verbindung

Für die richtige Fahrerauswahl müssen Sie sich mit den technischen Eigenschaften vertraut machen. Die wichtigsten sind:

• Bemessungsausgangsstrom;

• Maximale Leistung;

• Minimale Leistung. Nicht immer angegeben. Tatsache ist, dass einige Treiber nicht starten, wenn eine Last mit weniger als einer bestimmten Leistung an sie angeschlossen ist.

In Geschäften wird häufig anstelle von Strom Folgendes angezeigt:

• Bemessungsausgangsstrom;

• Der Bereich der Ausgangsspannungen in Form von (min.) V ... (max.) V, beispielsweise 3-15V.

• Die Anzahl der angeschlossenen LEDs wird je nach Spannungsbereich als (min) ... (max) angegeben, z. B. 1-3 LEDs.

Da der Strom durch alle Elemente in Reihe gleich ist, sind die LEDs in Reihe mit dem Treiber geschaltet.

Gleichzeitig ist es unerwünscht (ziemlich unmöglich), die LEDs an den Treiber anzuschließen, da die Spannungsabfälle an den LEDs geringfügig variieren können und eine überlastet wird und die zweite im Gegenteil in einem niedrigeren Nennmodus arbeitet.

Es wird nicht empfohlen, mehr LEDs anzuschließen, als durch das Design des Treibers bestimmt. Tatsache ist, dass jede Stromquelle eine bestimmte maximal zulässige Leistung hat, die nicht überschritten werden kann. Und wenn jede LED an eine stabilisierte Stromquelle angeschlossen ist, erhöht sich die Spannung an ihren Ausgängen um etwa 3 V (wenn die LED weiß ist), und die Leistung entspricht wie üblich dem Strom zur Spannung.

Auf dieser Grundlage schließen wir, dass Sie zum Kauf des richtigen Treibers für LEDs den Strom, den die LEDs verbrauchen, und die Spannung, die auf sie fällt, bestimmen und den Treiber gemäß den Parametern auswählen müssen.

Dieser Treiber unterstützt beispielsweise den Anschluss von bis zu 12 Hochleistungs-LEDs pro 1 W mit einem Verbrauchsstrom von 0,4 A.

Dieser erzeugt einen Strom von 1,5 A und eine Spannung von 20 bis 39 V, was bedeutet, dass Sie ihn anschließen können, z. B. eine LED mit 1,5 A, 32-36 V und einer Leistung von 50 W.

Fazit

Ein Treiber ist eine der Arten von Netzteilen, mit denen LEDs mit einem bestimmten Strom versorgt werden. Im Prinzip spielt es keine Rolle, wie diese Stromquelle heißt. Netzteile werden als Netzteile für LED-Streifen mit 12 oder 24 Volt bezeichnet. Sie können jeden Strom erzeugen, der unter dem Maximum liegt. Wenn Sie die richtigen Namen kennen, ist es unwahrscheinlich, dass Sie beim Kauf von Waren in Geschäften einen Fehler machen, und Sie müssen ihn nicht ändern.