В чем отличие блока питания от драйвера для светодиодов: теория и практика, всё что нужно знать

Примечание автора: «В сети есть достаточно шое количество информации о питании одиодной продукции, но когда я готовил материал для этой статьи, нашел шое количество абсурдной информации на ах из топа выдачи поисковых систем. При этом наблюдается либо полное отсутствие, либо неправильное восприятие базовых теоретических сведений и понятий».

Источник тока и источник напряжения

Блок питания — это обобщенное названия части электронного устройства или другого электрооборудования, которое осуществляют подачу и регулирование электроэнергии для питания этого оборудования. Может находиться как внутри устройства, так и снаружи, в отдельном корпусе.

Драйвер — обобщенное название специализированного источника, коммутатора или регулятора питания для специфичного электрооборудования.

Различают два основных типа источников питания:

  • Источник напряжения.
  • Источник тока.

Давайте рассмотрим их отличия.

Источник напряжения — это такой и напряжение на выходе которого не изменяется при изменении выходного тока.

У идеального источника напряжения внутреннее равняется нулю, при этом выходной ток может быть бесконечно шим. В реальности же дело обстоит иначе.

У любого источника напряжения есть внутреннее . В связи с этим напряжение может несколько отклоняться от номинального при подключении мощной нагрузки (мощная — малое , шой ток потребления), а выходной ток обуславливается его внутренним устройством.

Для реального источника напряжения аварийным режимом работы является режим короткого замыкания. В таком режиме ток резко возрастает, его ограничивает только внутреннее источника питания. Если не имеет защиты от КЗ, то он выйдет из строя

Источник тока — это такой , ток которого остается заданным независимо от сопротивления подключенной нагрузки.

Так как целью источника тока является поддержание заданного уровня тока. Аварийным режимом работы для него является режим холостого хода.

Если объяснить причину простыми словами, то дело обстоит сующим образом: допустим, вы подключили к источнику тока с номинальным в 1 Ампер нагрузку м в 1 Ом, то напряжение на его выходе установится в 1 Вольт. Выделится мощность в 1 Вт.

Если увеличить нагрузки, скажем, до 10 Ом, то ток так и будет 1А, а напряжение уже установится на уровне 10В. Значит, выделится 10Вт мощности. И наоборот, если снизить до 0.1 Ома, ток будет все равно 1А, а напряжение станет 0.1В.

  Как устроены и работают электромобили Tesla

Холостым ходом называется состояние, когда к выводам источника питания ничего не подключено. Тогда можно сказать, что на холостом ходу нагрузки очень шое (бесконечное). Напряжение будет расти до тех пор, пока не потечет ток силой в 1А. На практике, для примера такой ситуации можно привести катушку зажигания автомобиля.

Напряжение на электродах свечи зажигания, когда цепь питания первичной обмотки катушки размыкается, растёт до тех пор, пока его величина не достигнет напряжения пробоя искрового промежутка, после чего через образовавшуюся искру протечет ток и рассеется энергия, накопленная в катушке.

Состояние короткого замыкания для источника тока не является аварийным режимом работы. При коротком замыкании нагрузки источника питания стремится к нулю, т.е. оно бесконечно маленькое. Тогда напряжение на выходе источника тока будет соответствующим для протекания заданного тока, а выделяемая мощность ничтожно мала.

Перейдем к практике

Если говорить о современной номенклатуре или названиям, которые даются источникам питания в шей степени маркетологами, а не инженерами, то блоком питания принято называть источник напряжения.

К таким относятся:

  • Зарядное устройство для мобильного телефона (в них преобразование величин до достижения необходимого зарядного тока и напряжения осуществляется установленными на плате заряжаемого устройства преобразователями.
  • Блок питания для ноутбука.
  • Блок питания для одиодной ленты.

Драйвером называют источник тока. Основное его применение в быту — это питание отдельных и те и другие обычной высокой мощности от 0.5 Вт.

Питание одиодов

В начале статьи было упомянуто, что у одиода весьма высокие требования к питанию. Дело в том, что одиод питается током. Это связано с . Взгляните на неё.

На картинке ВАХ диодов разных цветов:

Такая форма ветви (близка к параболе) обусловлена характеристиками полупроводников и примесей которые в них внесены, а также особенностей pn-перехода. Ток, когда напряжение, приложенное к диоду меньше порогового почти, не растёт, вернее его рост ничтожно мал. Когда напряжение на выводах диода достигает порогового уровня, через диод резко начинает расти ток.

Если ток через резистор растёт линейно и зависит от его сопротивления и приложенного напряжения, то рост тока через диод не подчиняется такому закону. И при увеличении напряжения на 1% ток может возрасти на 100% и ше.

  Расчёт светодиодного освещения комнаты в квартире или доме

Плюс к этому: у металлов увеличивается при росте его температуры, а у полупроводников наоборот — падает, а ток начинает расти.

Чтобы узнать причины этого подробнее нужно углубиться в курс “Физические основы электроники” и узнать о типах носителей зарядов, ширине запрещенной зоны и прочих интересных вещах, но делать этого мы не будем, бегло эти вопросы мы рассматривали .

В технических характеристиках пороговое напряжение обозначается, как падение напряжения в прямом смещении, для одиодов белого свечения обычно около 3-х вольт.

С первого взгляда может показаться, что достаточно на этапе проектировки и производства ильника достаточно подобать и выставить стабильное напряжения на выходе блока питания и всё будет хорошо. На одиодных лентах так и делают, но их питают от стабилизированных источников питания, к тому же мощность применяемых в лентах одиодах зачастую* мала, десятые и сотые доли Ватт.

*(если не вести речь о лентах и полосах со одиодами 5730 подробнее о типах SMD одиодах смотрите статью — )

Мощные одиоды, которые и рекомендуется питать драйверами, греются достаточно сильно. Например, одиод мощностью 1Вт нагревается до температуры выше 50 градусов за несколько 5-15 секунд работы без радиатора.

Если такой одиод питается от драйвера, со стабильным выходным током, то при нагреве одиода ток через него не возрастет, а останется неизменным, а напряжение на его выводах для этого немного снизится.

А если от блока питания (источника напряжения), после нагрева ток увеличится, от чего нагрев будет еще сильнее.

Есть еще один фактор — характеристики всех одиодов (как и других элементов) всегда отличаются.

Блок питания в разобранном виде

LED-драйвер

Выбор драйвера: характеристики, подключение

Для правильного выбора драйвера нужно ознакомиться с его техническими характеристиками, основные это:

  • Номинальный выходной ток;
  • Максимальная мощность;
  • Минимальная мощность. Не всегда указывается. Дело в том, некоторые драйвера не запустятся если к ним подключена нагрузка меньше определенной мощности.

Часто в ах вместо мощности указывают:

  • Номинальный выходной ток;
  • Диапазон выходных напряжений в виде (мин.)В…(макс.)В, например 3-15В.
  • Количество подключаемых одиодов, зависит от диапазона напряжений, пишется в виде (мин)…(макс), например 1-3 одиодов.
  Как измерить потребляемую мощность домашних электроприборов

Так как ток через все элементы одинаков при посовательном подключении, поэтому к драйверу одиоды подключаются посовательно.

Параллельно одиоды нежелательно (скорее нельзя) подключать к драйверу, потому что, падения напряжений на одиодах могут немного различаться и один будет перегружен, а второй наоборот работать в режиме ниже номинального.

Подключать ше одиодов, чем определено конструкцией драйвера не рекомендуется. Дело в том, что любой имеет определенную максимально допустимую мощность, которую нельзя превышать. А при каждом подключенном одиоде к источнику стабилизированного тока напряжение на его выходах будет возрастать примерно на 3В (если одиод белый), а мощность будет равняться как обычно произведению тока на напряжение.

Исходя из этого, сделаем выводы, чтобы купить правильный драйвер для одиодов, нужно определиться с током, который потребляют одиоды и напряжением, которое на них падает, и по параметрам подобрать драйвер.

Например этот драйвер поддерживает подключение до 12 мощных одиодов на 1Вт, с током потребления в 0.4А.

Вот такой выдаёт ток в 1.5А и напряжение от 20 до 39В, значит к нему можно подключить, например одиод на 1.5а, 32-36В и мощностью 50Вт.

Заключение

Драйвер – это один из типов блока питания, рассчитанный на обеспечение одиодов заданным током. В принципе все равно как называют этот . Блоками питания называются источники питания для одиодных лент на 12 или 24 Вольта, они могут выдавать любой ток ниже максимального. Зная правильные названия, вы вряд ли ошибетесь при приобретении товара в ах, и вам не придётся его менять.

Алексей Бартош

Читайте наш Телеграм-канал https://t.me/ieport_new

Читайте также: Носледние новости России и мира сегодня.

Pin It

Добавить комментарий