Čitava istina o zatamnjivanju LED svjetla: dimmeri, pogonitelji i teorija

Podešavanje svjetline izvora svjetlosti koristi se za stvaranje udobnog osvjetljenja sobe ili radnog mjesta. Podešavanje svjetline moguće je organizirati nekoliko krugova koji su uključeni pojedinačnim prekidačima. U tom ćete slučaju dobiti postupnu promjenu osvjetljenja, kao i odvojene svjetleće i isključene svjetiljke, što može uzrokovati neugodnosti.

Moderna i relevantna dizajnerska rješenja uključuju glatko podešavanje cjelokupne osvjetljenja, pod uvjetom da su sve žarulje upaljene. To vam omogućuje stvaranje intimnog okruženja za opuštanje i svijetla za proslave ili rad s malim detaljima.

Ranije, kada su glavni izvori svjetlosti bile žarulje sa žarnom niti i žarulje sa halogenim žaruljama, nije bilo problema s prilagodbom. Upotrijebljen je običan 220V dimmer na triac (ili tiristori). Koji je obično bio u obliku prekidača, s okretnim gumbom umjesto tipkama.

Sa pojavom uštede energije (kompaktne fluorescentne žarulje), a potom i LED-ova, ovaj je pristup postao nemoguć. U posljednje vrijeme velika većina izvora svjetlosti su LED žarulje i žarulje, a žarulje sa žarnom niti su zabranjene za upotrebu u svrhu rasvjete u mnogim zemljama.

Zanimljivo je da na ambalaži od domaćih žarulja sa žarnom niti sada navode nešto poput: "Električni radijator topline".

U ovom ćete članku naučiti o načelu kontrole svjetline LED-ova, kao i o tome kako to izgleda u praksi.

teorija

bilo koji poluvodička dioda - Ovo je elektronički uređaj koji prenosi struju u jednom smjeru. U ovom slučaju, strujni tok ne ovisi linearno o primijenjenom naponu, već nalikuje grani parabole. To znači da kada primijenite mali napon na LED, struja neće teći.

Struja teče kroz nju samo kada napon na diodi premaši graničnu vrijednost. Za obične ispravljačke diode kreće se od 0,3 V do 0,8 V, ovisno o materijalu od kojeg je dioda izrađena. Silikonske diode pretpostavljaju oko 0,7 V, germanij 0,3 V. Schottky diode reda 0,3V.

svjetlećom diodom nije bio izuzetak. Prag napona bijele LED je oko 3V, općenito ovisi o poluvodiču od kojeg je izrađen, o tome ovisi i boja njegova sjaja. Dakle, napon na crvenoj LED iznosi oko 1,7 V. Kada se postigne taj napon, struja će teći i LED će zasvijetliti. Ispod vidite trenutni napon karakterističan za LED.

Svjetlina LED ovisi o jačini struje kroz nju. To se odražava na grafikonu u nastavku.

Svjetlina idealnog teorijskog LED-a linearno ovisi o struji, ali u stvarnosti su stvari nešto drugačije. To je zbog diferencijalnog otpora diode i njezina gubitka topline.

Iz toga slijedi:

LED je uređaj koji se napaja strujom, a ne naponom. U skladu s tim, da biste prilagodili njegovu svjetlinu, morate promijeniti trenutnu snagu.

Naravno, jačina struje ovisi o primijenjenom naponu, ali kao što možete prosuditi iz prvog grafikona, čak i mala promjena napona dovodi do nesrazmjernog porasta struje.

Stoga je podešavanje svjetline jednostavnim reostatom uzaludna vježba. U takvoj shemi, kad se otpor reostata smanji, LED će iznenada upaliti, a nakon što se njegova svjetlina lagano poveća, tada će se s pretjeranim primijenjenim naponom početi jako zagrijavati i propasti.

Odatle dolazi zadatak: Prilagodite struju na određenu vrijednost napona uz malu promjenu.

Načini kontrole svjetline LED-ova: linearni "analogni" regulatori

Prvo što vam padne na pamet je korištenje bipolarnog tranzistora, jer njegova izlazna struja (kolektor) ovisi o ulaznoj struji (bazi) koja je uključena u opći krug kolektora. Već smo razmotrili njihov rad. u velikom članku o bipolarnim tranzistorima.

Princip rada:

Baznu struju mijenjate promjenom pada napona na spoju emiter-baza uz pomoć potenciometra R2, otpornici R1 i R3 potrebni su za ograničavanje struje s maksimalnim otvorenim tranzistorom izračunato na temelju formule:

R = (pad napajanja-U na LED-u-pad na tranzistoru) / svjetlo.

Provjerio sam ovaj krug, on prilično dobro regulira struju kroz LED i svjetlinu svjetla, ali primjetan je stupanj koraka na određenim položajima potenciometra, možda je to zbog činjenice da je potenciometar bio logaritamski, a vjerojatno i zbog činjenice da je bilo koji pn spoj tranzistora isti dioda s istim CVC-om.

Trenutni krug stabilizatora bolji je za ovaj zadatak. na podesivom stabilizatoru LM317, iako se češće koristi kao stabilizator napona.

Može se koristiti i za dobivanje fiksne struje sa konstantnim naponom. To je posebno korisno kod povezivanja LED-ova na matičnu mrežu automobila, gdje napon u mreži s isključenim motorom iznosi oko 11,7-12V, a kada je namotan, dosegne 14,7V, razlika je veća od 10%. Također izvrsno funkcionira kada se napaja strujom.

Izračun izlazne struje prilično je jednostavan:

Ispada prilično kompaktno rješenje:

Ova se metoda ne razlikuje u visokoj učinkovitosti, ovisi o razlici napona između ulaza stabilizatora i njegovog izlaza. Sav napon "gori" na LM-ke. Gubici snage određuju se formulom:

P = Uin-Uout / I

Za povećanje učinkovitosti regulatora potreban je radikalno drugačiji pristup - impulsni regulator ili PWM regulator.

Načini podešavanja svjetline: PWM podešavanje

PWM označava modulaciju širine impulsa. Temelji se na uključivanju i isključivanju snage opterećenja velikom brzinom. Tako dobivamo promjenu struje putem LED-a, jer svaki put kad primi puni napon potreban za otvaranje. Brzo se uključuje i isključuje pri punom svjetlu, ali zbog inercije vida to ne primjećujemo i izgleda kao smanjenje svjetline.

Ovakvim pristupom izvor svjetlosti može stvarati valove, ne preporučuje se korištenje izvora svjetlosti s valovima većim od 10%. Detaljne vrijednosti za svaku vrstu sobe opisane su u SNIP-23-05-95 (ili 2010).

Rad pod pulsirajućom svjetlošću uzrokuje pojačani umor, glavobolju, a može izazvati i stroboskopski učinak kada se rotirani dijelovi nepomično kreću. To je neprihvatljivo pri radu na tokarilicama, s bušilicama i drugim stvarima.

Postoji jako puno sklopova i opcija za izvršavanje PWM kontrolera, tako da nema smisla nabrajati ih sve. Najjednostavnija opcija je sastavljanje PWM kontrolera na temelju timerskog čipa NE555, Ovo je popularni čip. Ispod vidite dijagram takvog LED dimmera:

Ali u stvari, ovo je jedan te isti krug, razlika je u tome što je ovdje isključen tranzistor snage i prikladan je za podešavanje 1-2 LED-a slabe snage uz struju od par desetaka miliampera. Također je iz njega isključen stabilizator napona za 555 čip.

Kako prilagoditi svjetlinu 220V LED svjetiljki

Odgovor na ovo pitanje je jednostavan: obične led žarulje praktički nije regulirano - tj. nikako. Da biste to učinili, prodaju se posebne LED lampe za zatamnjivanje, ovo je napisano na pakiranju ili je nacrtana ikona dimmera.

Možda je najširi spektar zatamnjenih LED svjetiljki predstavljen od strane GAUSS-a - različitih oblika, dizajna i utičnica.

Zašto je nemoguće prigušiti 220V LED žarulje

Činjenica je da je krug napajanja konvencionalnih LED svjetiljki izgrađen ili na temelju napajanja balasta (kondenzatora). Ili na dijagramu najjednostavniji impulsni pretvarač prve vrste, 220V prigušivači, zauzvrat, jednostavno podešavaju vrijednost efektivnog napona.

Prednji dio posla ima takve prigušivače:

1. Zatamnjivači koji sijeku vodeći rub polu-vala (vodeći rub). Upravo se takve sheme najčešće nalaze u regulatorima kućanstva. Evo grafikona njihovog izlaznog napona:

2. Zatamnjivači koji sijeku rub ruba polu-vala (padajući rub). Različiti izvori tvrde da takvi regulatori bolje rade i sa konvencionalnim i prigušenim LED svjetiljkama. Ali mnogo su rjeđe.

Iz toga slijedi:

Konvencionalne LED žarulje praktički neće promijeniti svjetlinu takvim zatamnjenjem, osim toga, to može ubrzati njihov kvar. Učinak je isti kao u krugu reostata prikazanom u prethodnom odjeljku članka.

Vrijedi napomenuti da se većina jeftinih podesivih LED svjetiljki ponaša potpuno jednako kao i obične, ali koštaju više.

Podešavanje svjetline LED svjetiljki - racionalno rješenje od 12 V

Na primjer, 12V LED svjetiljke široko su raspoređene u bazama za reflektore G4, GX57, G5.3 i drugi. Činjenica je da često u tim svjetiljkama ne postoji shema napajanja kao takva. Iako su neke instalirane na ulazu diodni most i kondenzator filtraali to ne utječe na mogućnost reguliranja.

To znači da je moguće regulirati takve žarulje pomoću PWM regulatora.

Na isti način kao i podešavanje svjetline LED traka, Najjednostavnija verzija regulatora, takva ovdje na ožičenju, u trgovinama se obično nazivaju: "12-24V dimmer za LED traku."

Izdržavaju, ovisno o modelu, oko 10 ampera. Ako trebate koristiti u lijepom obliku, tj. Ako umjesto korištenja uobičajenog prekidača, u prodaji možete pronaći takve 12V zatamnjene osjetljive na dodir ili opcije s okretnim gumbom.

Evo primjera upotrebe takvog rješenja:

Prethodno primijenjena 12V halogene žarulje napajali su ih elektronskim transformatorima, a to je bilo sjajno rješenje. 12 volti je siguran napon. Da napajanje ovih svjetiljki na 12V elektroničkom transformatoru ne radi, trebate napajanje za LED trake. U principu, to je promjena rasvjete iz halogenih u LED svjetiljke.

zaključak

Najrazumnije rješenje za regulaciju svjetline LED rasvjete je upotreba 12V svjetiljki ili LED traka. Kada se svjetlina smanji, svjetlost može treptati, za to možete pokušati s drugim upravljačkim programima, a ako radite PWM kontroler vlastitim rukama, povećajte frekvenciju PWM-a.