Светодиод цоколевка по внешнему виду: Конструкция и особенности включения светодиода

Содержание

Конструкция и особенности включения светодиода

Конструкция и особенности включения светодиода

Наверняка, те, кто только начал заниматься электроникой знакомы со светодиодом и представляют что это такое. Для тех, кто смутно представляют, что такое светоизлучающий диод как раз и написана эта статья.

Светодиоды в настоящее время активно (можно сказать, сверхактивно) применяются как в бытовой, так и в промышленной радиоэлектронной аппаратуре. Начиная с 70-х годов ХХ века светодиоды стали более активно применяться в радиоэлектронике, так как технологии тех лет позволили начать массовое производство светодиодов, а, следовательно, продавать светодиоды по доступным ценам.

На принципиальных схемах обычный светодиод обозначается, как и полупроводниковый диод, но в кружке. Для указания того, что изображён именно излучающий диод рядом с условным изображением рисуются две стрелки, направленные от условного обозначения диода.


условное обозначение светодиода

Как же “засветить” светодиод?

Для начала нужно найти или купить на радиорынке самый обычный 3-х вольтовый светодиод любого цвета свечения, кому какой нравиться. Так как светодиод – это полупроводниковый p-n переход, то он, как и обычный диод

пропускает ток лишь в одном направлении. Это следует учитывать при подключении питания к светодиоду.

Для питания светодиода понадобиться источник питания напряжением 3 вольта. В простейшем случае подойдёт плоская литиевая батарейка на 3 вольта – такие часто используются для питания пультов автомагнитол и автомобильных CD/MP3-проигрывателей.

Плюсовой вывод батареи питания подключают к анодному выводу светодиода, а минусовой вывод к катодному выводу светодиода. Узнать, где катод (отрицательный вывод) светодиода, а где анод (положительный вывод) можно несколькими способами.

У новых, только что купленных светодиодов выводы ещё не укорочены (при монтаже, например) и наиболее длинный вывод и есть анод. Более короткий, следовательно – катод.

Также со стороны катодного вывода пластиковый корпус светодиода имеет

плоскую засечку по торцу.
Если корпус светодиода выполнен из прозрачной пластмассы, то визуально нетрудно определить, что светоизлучающий кристалл размещён на электроде, на краю которого размещена как бы чашка, в которой и находится светоизлучающий кристалл. Вывод электрода с “чашкой” и есть отрицательный (катодный). От кристалла отходит тонкий “усик” – тоненький проводок, который соединён с анодным выводом светодиода.

Бояться переполюсовки при подключении питания светодиода не стоит, в худшем случае светодиод просто не будет светиться. Правда, если светодиод является частью сложного электронного устройства, то следует учесть последствия неправильного включения светодиода в схему.

Что следует бояться при подключении светодиода так это превышения питающего напряжения, так как при этом происходит нагрев и разрушение кристалла светодиода. В большинстве случаев сгоревший светодиод можно легко определить по внешнему виду. При сгорании светодиода, в месте, где расположен светоизлучающий кристалл, образуется хорошо заметное на глаз чёрное пятно – это и есть

сгоревший кристалл.

Проверить исправность светодиода можно с помощью широко распространённых мультиметров серий DT-83x, MAS-83x и им подобных, а также усовершенствовать уже имеющийся мультиметр, встроив в прибор светодиодный фонарик.

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

 

Подключение светодиодов к сети 220в схема , распиновка, цоколевка

При подключении светодиода к сети 220 В возникает множество вопросов, на который мы подробно ответим в этой статье. Рассмотрим напряжение питания, распиновку, цоколевку, схемы и расчеты подключения.

Как устроен светодиод

Обычный индикаторный светодиод изготавливают в эпоксидном корпусе с диаметром 5 мм и двумя контактными выводами для подключения к цепям электрического тока: анодом и катодом. Визуально они отличаются по длине. У нового прибора без обрезанных контактов катод короче.

    Запомнить это положение помогает простое правило: с буквы «К» начинаются оба слова:
  1. катод;
  2. короче.

Когда же ножки светодиода обрезаны, то анод можно определить подачей на контакты напряжения 1,5 вольта от простой пальчиковой батарейки: свет появляется при совпадении полярностей.

Как устроен светодиод? Светоизлучающий активный монокристалл полупроводника имеет вид прямоугольного параллелепипеда. Он размещён около светоотражающего рефлектора параболической формы из алюминиевого сплава и смонтирован на подложке с нетокопроводящими свойствами.

На окончании светового прозрачного корпуса из полимерных материалов расположена линза, фокусирующая световые лучи. Она совместно с рефлектором образует оптическую систему, формирующую угол потока излучения. Его характеризуют диаграммой направленности светодиода.

Она характеризует отклонение света от геометрической оси общей конструкции в стороны, что приводит к увеличению рассеивания. Такое явление возникает из-за появления при производстве небольших нарушений технологии, а также старения оптических материалов во время эксплуатации и некоторых других факторов.

Внизу корпуса может быть расположен алюминиевый или латунный поясок, служащий радиатором для отвода тепла, выделяемого при прохождении электрического тока.

Этот принцип конструкции широко распространен. На его основе создают и другие полупроводниковые источники света, использующие иные формы структурных элементов.

Свечение в полупроводниковом кристалле возникает при рекомбинации электронов и дырок в области p-n-перехода. Область p-n-перехода, образуется контактом двух полупроводников с разными типами проводимости. Для этого приконтактные слои полупроводникового кристалла легируют разными примесями: по одну сторону акцепторными, по другую — донорскими.

Светодиоды на основе фосфида и арсенида галлия, излучающие в желто-зеленой, желтой и красной областях спектра были разработаны еще в 60-х — 70-х годах прошлого столетия. Их применяли в световых индикаторах, табло, приборных панелях автомобилей и самолетов, рекламных экранах, различных системах визуализации информации.

По светоотдаче светодиоды обогнали обычные лампы накаливания. По долговечности, надежности, безопасности они тоже их превзошли. Долго не существовало светодиодов синего, сине-зеленого и белого цвета.

Цвет светодиода зависит от ширины запрещенной зоны, в которой рекомбинируют электроны и дырки, то есть от материала полупроводника и легирующих примесей. Чем «синее» светодиод, тем выше энергия квантов, а значит, тем больше должна быть ширина запрещенной зоны.

Голубые светодиоды удалось изготовить на основе полупроводников с большой шириной запрещенной зоны — карбида кремния, соединений элементов II и IV группы или нитридов элементов III группы. Однако, у светодиодов на основе SiC оказался слишком мал КПД и низок квантовый выход излучения (то есть число излученных квантов на одну рекомбинировавшую пару).

У светодиодов на основе твердых растворов селенида цинка ZnSe квантовый выход был выше, но они перегревались из-за большого сопротивления и оказались недолговечны. Первый голубой светодиод удалось изготовить на основе пленок нитрида галлия на сапфировой подложке.

Квантовый выход — это число излученных квантов света на одну рекомбинировавшую электронно-дырочную пару. Различают внутренний и внешний квантовый выход. Внутренний — в самом p-n-переходе, внешний — для прибора в целом (ведь свет может теряться «по дороге» — поглощаться, рассеиваться).

Внутренний квантовый выход для хороших кристаллов с хорошим тепло-отводом достигает почти 100%, рекорд внешнего квантового выхода для красных светодиодов составляет 55%, а ддя синих — 35%. Внешний квантовый выход — одна из основных характеристик эффективности светодиода.

Белый света от светодиодов можно получить несколькими способами. Первый — смешать цвета по технологии RGB. На одной матрице плотно размещаются красные, голубые и зеленые светодиоды, излучение которых смешивается при помощи оптической системы, например, линзы. В результате получается белый свет.

Второй способ заключается в том, что на поверхность светодиода, излучающего в ультрафиолетовом диапазоне (есть и такие), наносится три люминофора, излучающих, соответственно, голубой, зеленый и красный свет. По принципу люминесцентной лампы.

Третий способ — это когда желто-зеленый или зелено-красный люминофор наносятся на голубой светодиод. При этом два или три излучения смешиваются, образуя белый или близкий к белому свет.

Напряжение питания светодиодов

Несмотря на то что электрический параметр №1 для светодиода – это номинальный ток, часто для расчётов необходимо знать напряжение на его выводах. Под понятием «напряжение светодиода» понимают разницу потенциалов на p-n-переходе в открытом состоянии.

Оно является справочным параметром и вместе с другими характеристиками указывается в паспорте к полупроводниковому прибору. 3, 9 или 12 вольт… Часто в руки попадают экземпляры, о которых ничего не известно. Так как узнать падение напряжения на светодиоде?

  • Теоретический метод

Прекрасной подсказкой в этом случае является цвет свечения, внешняя форма и размеры полупроводникового прибора. Если корпус светодиода выполнен из прозрачного компаунда, то цвет его остаётся загадкой, разгадать которую поможет мультиметр.

Для этого переключатель цифрового тестера переводят в положение «проверка на обрыв» и щупами поочерёдно касаются выводов светодиода. У исправного элемента в прямом смещении будет наблюдаться небольшое свечение кристалла. Таким образом, можно сделать вывод не только о цвете свечения, но и о работоспособности полупроводникового прибора.

Светоизлучающие диоды разных цветов изготавливают из различных полупроводниковых материалов. Именно химический состав полупроводника во многом определяет напряжение питания светодиодов, точнее, падение напряжение на p-n-переходе.

В связи с тем, что в производстве кристаллов используют десятки химических соединений, точного напряжения для всех светодиодов одного цвета не существует. Однако есть определённый диапазон значений, которых зачастую достаточно для проведения предварительных расчетов элементов электронной цепи.

С одной стороны, размер и внешний вид корпуса не влияют на прямое напряжение светодиода. Но, с другой стороны. через линзу можно увидеть количество излучающих кристаллов, которые могут быть соединены последовательно. Слой люминофора в SMD светодиодах может скрывать целую цепочку из кристаллов.

Ярким примером является миниатюрные многокристальные светодиоды от компании Cree, падение напряжения на которых зачастую значительно превышает 3 вольта. В последние годы появились белые SMD светодиоды, в корпусе которых размещено 3 последовательно соединённых кристалла. Их часто можно встретить в китайских светодиодных лампах на 220 вольт.

Естественно убедиться в исправности LED-кристаллов в такой лампе при помощи мультиметра не удастся. Стандартная батарейка тестера выдаёт 9 В, а минимальное напряжение срабатывания трёхкристального белого светоизлучающего диода – 9,6 В. Также встречаются двухкристальная модификация с порогом срабатывания от 6 вольт.

  • Практический метод

Самые точные данные о прямом падении напряжения на светодиоде можно получить путём проведения практических измерений. Для этого понадобится регулируемый блок питания (БП) постоянного тока с напряжение от 0 до 12 вольт, вольтметр или мультиметр и резистор на 510 Ом (можно больше). Лабораторная схема для тестирования показана на рисунке.

Здесь всё просто: резистор ограничивает ток, а вольтметр отслеживает прямое напряжение светодиода. Плавно увеличивая напряжение от источника питания, наблюдают за ростом показаний на вольтметре. В момент достижения порога срабатывания светодиод начнёт излучать свет.

В какой-то момент яркость достигнет номинального значения, а показания вольтметра перестанут резко нарастать. Это означает, что p-n-переход открыт, и дальнейший прирост напряжения с выхода БП будет прикладываться только к резистору. Текущие показания на экране и будут номинальным прямым напряжением светодиода.

Если ещё продолжить наращивать питание схемы, то расти будет только ток через полупроводник, а разность потенциалов на нём изменится не более чем на 0,1-0,2 вольт. Чрезмерное превышение тока приведёт к перегреву кристалла и электрическому пробою p-n-перехода.

Если рабочее напряжение на светодиоде установилось около 1,9 вольт, но при этом свечение отсутствует, то возможно тестируется инфракрасный диод. Чтобы убедиться в этом, нужно направить поток излучения на включенную фотокамеру телефона. На экране должно появиться белое пятно.

В отсутствии регулируемого блока питания можно запитать светодиод «кроной» на 9 В. Также можно задействовать в измерениях сетевой адаптер на 3 или 9 вольт, который выдаёт выпрямленное стабилизированное напряжение, и пересчитать номинал сопротивления резистора.

Распиновка светодиода

Для решения вопроса существует всего 3 способа:

  • Конструктивно

Согласно нормам, принятым во всем мире, на обычном светодиоде (не SMD типа), длинная ножка всегда является «+» или же анодом. Для работы светодиода на него должна подаваться положительная полуволна. А короткая – катодом.

  • С помощью мультиметра

Для проверки необходимо переключатель прибора поставить в режим «Прозвонка» и установить красный щуп мультиметра на анод, а черный – на катод. В результате светодиод должен засветиться. Если этого не произошло, необходимо поменять полярность (черный на анод, а красный на катод).

Если присмотреться к светодиоду, то можно увидеть 2 кончика возле кристалла. Тот, который больше – катод, тот, что меньше – анод.

Цоколевка светодиодов

Под цоколевкой принято понимать внешний вид (исполнение корпуса) светодиода. Каждый производитель выполняет светодиод в своем корпусе, в зависимости от структуры и назначения. Единого стандарта, как в светодиодных лампах не существует, напомню, самые распространенные цоколи ламп: е27, е14.

Какого-либо единого стандарта цоколевки светодиодов не существует. Каждый производитель делает так, как считает нужным. В итоге, на прилавках магазинов мы получаем множество светодиодов, различающихся по форме, внешнему виду, дизайну.

Из всего множества все – таки можно выделить пару небольших групп. Например, самые распространенные простые светодиоды выполняются в прозрачном или цветном корпусе из прочного пластика или стекла, и имеют форму цилиндра, край которого чаще всего закруглен.

Более дорогие светодиоды состоят из нескольких частей: основания и линзы. На основании расположены токопроводящие дорожки, а линза выполнена из качественного материала, которая служит в качестве рассеивателя света.

Основание изготавливают в виде круга или квадрата. Полярность на квадрате обозначают скошенным уголком. Например, светодиоды CREE, выглядят следующим образом:

Нестандартная цоколевка может встретиться при ремонте электронных блоков и вызвать определенные затруднения в определении полярности. По цоколевке светодиода определяется его полярность, знание которой требуется для ремонта или правильного монтажа светодиода в схему.

Не всегда есть возможность определить полярность привычными способами, из-за нестандартной цоколевки светодиода: особенное строение корпуса, утолщение одного из светодиодов и другие причины. Поэтому, в таких случаях, как не крути, придется прибегнуть к электрическому замеру.

Обозначение светодиодов на схеме

Светодиод на схеме обозначается в виде обычного диода с двумя стрелками, направленными в сторону, обозначающее излучение света. Сам диод может изображаться, как в круге, так и без него.

Со стороны носика треугольника находится катод, а со стороны задней части треугольника – анод. Иногда на схеме можно увидеть обозначения анода и катода в виде букв А и К или + и -, что соответственно обозначает, анод и катод или плюс и минус.

Подписывается полупроводниковый элемент на отечественных схемах буквами HL (HL1, HL2 и т.д.) – это по ГОСТ. В зарубежных стандартах обозначение светодиода на схеме аналогично российскому. Подписывается он уже другим словом — LED (LED1, LED2, LED3 и т.д.), что в переводе с английского расшифровывается как light — emitting diode – светоизлучающий диод.

Не стоит путать обозначение светодиода на схеме с фотодиодом. С первого взгляда может показаться, что они одинаковые, однако, при детальном рассмотрении видна существенная разница: стрелки фоторезистора направлены на диод (треугольник с палочкой у острого конца).

Вторым отличием является буквенное обозначение фоторезистора – VD или VB, что означает фотоэлемент.

В заключении хочется сказать, что маркировка очень важна. Знание ее расшифровки, позволяет определить основные параметры светодиода, не открывая даташит. Запомнить маркировку всех производителей нереально, да и не к чему, достаточно знать расшифровку основных брендов.

Последовательное соединение светодиодов

При последовательном соединении через токоограничивающий резистор в одну цепочку собираются несколько светодиодов, причем катод предыдущего припаивается к аноду последующего:

В схеме, по всем светодиодам будет проходить один ток (20мА), а уровень напряжения будет состоять из сумм падения напряжения на каждом. Это означает, используя данную схему подключения, нельзя включить в цепь любое количество светодиодов, т.к. оно ограничено падением напряжения.

Падение напряжения – это уровень напряжения, которое светоизлучающий диод преобразует в световую энергию (свечение).

Например, в схеме падение напряжения на одном светодиоде составит 3 Вольта. Всего в схеме 3 светодиода. Источник питания 12В. Считаем, 3 Вольта * 3 led = 9 В — падение напряжения.

После несложных расчетов, мы видим, что не сможем включить в схему последовательного подключения более 4 светодиодов (3*4=12В), запитывая их от обычного автомобильного аккумулятора (или другого источника с напряжением 12В).

Если захотим последовательно подключить большее количество LEd, то понадобится источник питания с большим номиналом.

Данная схема довольно часто встречалась в елочных гирляндах, однако из-за одного существенного недостатка в современных светодиодных гирляндах применяют смешанное подключение. Что за недостаток, разберем ниже.

    Недостатки последовательного подключения:
  1. При выходе из строя хотя бы одного элемента, не рабочей становится вся схема.
  2. Для питания большого количества led нужен источник с высоким напряжением.

Параллельное соединение светодиодов

В данной ситуации все происходит наоборот. На каждом светодиоде уровень напряжения одинаковый, а сила тока состоит из суммы токов, проходящих через них.

Следуя из вышесказанного делаем вывод, если у нас есть источник в 12В и 10 светодиодов, блок питания должен выдерживать нагрузку в 0,2А (10*0,002). Исходя из вышеупомянутых расчетов — для параллельного подключения потребуется токоограничивающий резистор с номиналом 2,4 Ом (12*0,2).

Это глубокое заблуждение!!! Почему? Ответ Вы найдете ниже.

Характеристики каждого светодиода даже одной серии и партии всегда разные. Если другими словами: чтобы засветился один, необходимо пропустить через него ток с номиналом 20 мА, а для другого этот номинал может составлять уже 25 мА.

Таким образом, если в схеме установить только одно сопротивление, номинал которого был рассчитан ранее, через светодиоды будет проходить разный ток, что вызовет перегрев и выход из строя светодиодов, рассчитанных на номинал в 18мА, а более мощные будут светить всего на 70% от номинала.

Исходя из вышесказанного, стоит понимать, что при параллельном подключении, необходимо устанавливать отдельное сопротивление для каждого.

    Недостатки параллельного подключения:
  • Большое количество элементов.
  • При выходе одного диода из строя увеличивается нагрузка на остальные.

Смешанное подключение

Подобный способ подключения является самым оптимальным. По такому принципу собраны все светодиодные ленты. Он подразумевает комбинацию параллельного и последовательного подключения. Как он выполняется можно увидеть на фото:

Схема подразумевает включение параллельно не отдельных светодиодов, а последовательных цепочек из них. В результате этого даже при выходе из строя одной или нескольких цепочек, светодиодная гирлянда или лента будут по-прежнему одинаково светить.

Мы рассмотрели основные способы подключения простых светодиодов. Теперь разберем методы соединения мощных светодиодов, и с какими проблемами можно столкнуться при неправильном подключении.

Как подключить светодиод к сети 220 вольт

Светодиод – это разновидность полупроводниковых диодов с напряжением и током питания намного меньшим, чем в бытовой электросети. При прямом подключении в сеть 220 вольт, он мгновенно выйдет из строя.

Поэтому светоизлучающий диод обязательно подключается только через токоограничивающий элемент. Наиболее дешевыми и простыми в сборке является схемы с понижающим элементом в виде резистора или конденсатора.

Первое, что нужно знать при подключении к сети 220В, — для номинального свечения через светодиод должен проходить ток в 20мА, а падение напряжения на нем не должно превышать 2,2-3В. Исходя из этого, необходимо рассчитать номинал токоограничивающего резистора по следующей формуле:

    где:
  • 0,75 – коэффициент надежности LED;
  • U пит – это напряжения источника питания;
  • U пад – напряжение, которое падает на светоизлучающем диоде и создает световой поток;
  • I – номинальный ток, проходящий через него;
  • R – номинал сопротивления для регулирования проходящего тока.

После соответствующих вычислений, номинал сопротивления должен соответствовать 30 кОм.

Однако не стоит забывать, что на сопротивлении будет выделятся большое количество тепла за счет падения напряжения. По этой причине дополнительно необходимо рассчитать мощность этого резистора по формуле:

Для нашего случая U – это будет разность напряжения питающей сети и напряжения падения на светодиоде. После соответствующих вычислений, для подключения одного led мощность сопротивления должна равняться 2Вт.

Важный момент, на который нужно обратить внимание при подключении светодиода в сеть переменного тока – это ограничение обратного напряжения. С этой задачей легко справляется любой кремниевый диод, рассчитанный на ток не менее того, что течет в цепи. Подключается диод последовательно после резистора или обратной полярностью параллельно светодиоду.

Существует мнение, что можно обойтись без ограничения обратного напряжения, так как электрический пробой не вызывает повреждения светоизлучающего диода. Однако обратный ток может вызвать перегрев p-n перехода, в результате чего произойдет тепловой пробой и разрушение кристалла светодиода.

Вместо кремниевого диода можно использовать второй светоизлучающий диод с аналогичным прямым током, который подключается обратной полярностью параллельно первому светодиоду. Отрицательной стороной схем с токоограничивающим резистором является необходимость в рассеивании большой мощности.

Эта проблема становится особо актуальной, в случае подключения нагрузки с большим потребляемым током. Решается данная проблема путем замены резистора на неполярный конденсатор, который в подобных схемах называют балластным или гасящим.

Включенный в сеть переменного тока неполярный конденсатор, ведет себя как сопротивление, но не рассеивает потребляемую мощность в виде тепла.

В данных схемах, при выключении питания, конденсатор остается не разряженным, что создает угрозу поражения электрическим током. Данная проблема легко решается путем подключения к конденсатору шунтирующего резистора мощностью 0,5 ватт с сопротивлением не менее 240 кОм.

Расчет резистора для светодиода

Во всех выше представленных схемах с токоограничивающим резистором расчет сопротивления производится согласно закону Ома:

R = U/I

    где:
  • U – это напряжение питания;
  • I – рабочий ток светодиода.

Рассеиваемая резистором мощность равна P = U * I.

Если планируется использовать схему в корпусе с низкой конвекцией, рекомендуется увеличить максимальное значение рассеиваемой резистором мощности на 30%.

Расчет гасящего конденсатора для светодиода

Расчёт ёмкости гасящего конденсатора (в мкФ) производится по следующей формуле:

C = 3200*I/U

    где:
  • I – это ток нагрузки;
  • U – напряжение питания.

Данная формула является упрощенной, но ее точности достаточно для последовательного подключения 1-5 слаботочных светодиодов.

Для защиты схемы от перепадов напряжения и импульсных помех, гасящий конденсатор нужно выбирать с рабочим напряжением не менее 400 В.

Конденсатор лучше использовать керамический типа К73–17 с рабочим напряжением более 400 В или его импортный аналог. Нельзя использовать электролитические (полярные) конденсаторы.

Схема ЛЕД драйвера на 220 вольт

Схема ЛЕД драйвера на 220 вольт представляет собой не что иное, как импульсный блок питания.

В качестве самодельного светодиодного драйвера от сети 220В рассмотрим простейший импульсный блок питания без гальванической развязки. Основное преимущество таких схем – простота и надёжность.

Но будьте осторожны при сборке, поскольку у такой схемы нет ограничения по отдаваемому току. Светодиоды будут отбирать свои положенные полтора ампера, но, если вы коснётесь оголённых проводов рукой, ток достигнет десятка ампер, а такой удар тока очень ощутимый.

    Схема простейшего драйвера для светодиодов на 220В состоит их трёх основных каскадов:
  1. делитель напряжения на ёмкостном сопротивлении;
  2. диодный мост;
  3. каскад стабилизации напряжения.

Первый каскад – ёмкостное сопротивление на конденсаторе С1 с резистором. Резистор необходим для саморазрядки конденсатора и на работу самой схемы не влияет. Его номинал не особо критичен и может быть от 100кОм до 1Мом с мощностью 0,5-1 Вт. Конденсатор обязательно не электролитический на 400-500В (эффективное амплитудное напряжение сети).

При прохождении полуволны напряжения через конденсатор, он пропускает ток, пока не произойдет заряд обкладок. Чем меньше его ёмкость, тем быстрее происходит полная зарядка. При ёмкости 0,3-0,4мкФ время зарядки составляет 1/10 периода полуволны сетевого напряжения.

Говоря простым языком, через конденсатор пройдет лишь десятая часть поступающего напряжения.

Второй каскад – диодный мост. Он преобразует переменное напряжение в постоянное. После отсечения большей части полуволны напряжения конденсатором, на выходе диодного моста получаем около 20-24В постоянного тока.

Третий каскад – сглаживающий стабилизирующий фильтр. Конденсатор с диодным мостом выполняют функцию делителя напряжения. При изменении вольтажа в сети, на выходе диодного моста амплитуда так же будет меняться.

Чтобы сгладить пульсацию напряжения параллельно цепи подключаем электролитический конденсатор. Его ёмкость зависит от мощности нашей нагрузки. В схеме драйвера питающее напряжение для светодиодов не должно превышать 12В. В качестве стабилизатора можно использовать распространённый элемент L7812.

Собранная схема светодиодной лампы на 220 вольт начинает работать сразу, но перед включением в сеть тщательно изолируйте все оголённые провода и места пайки элементов схемы.

Вариант драйвера без стабилизатора тока

В сети существует огромное количество схем драйверов для светодиодов от сети 220В, которые не имеют стабилизаторов тока.

Проблема любого безтрансформаторного драйвера – пульсация выходного напряжения, следовательно, и яркости светодиодов. Конденсатор, установленный после диодного моста, частично справляется с этой проблемой, но решает её не полностью.

На диодах будет присутствовать пульсация с амплитудой 2-3В. Когда мы устанавливаем в схему стабилизатор на 12В, даже с учётом пульсации амплитуда входящего напряжения будет выше диапазона отсечения.

Диаграмма напряжения в схеме без стабилизатора

Диаграмма в схеме со стабилизатором

Поэтому драйвер для диодных ламп, даже собранный своими руками, по уровню пульсации не будет уступать аналогичным узлам дорогих ламп фабричного производства.

Как видите, собрать драйвер своими руками не представляет особой сложности. Изменяя параметры элементов схемы, мы можем в широких пределах варьировать значения выходного сигнала.

Если у вас возникнет желание на основе такой схемы собрать схему светодиодного прожектора на 220 вольт, лучше переделать выходной каскад под напряжение 24В с соответствующим стабилизатором, поскольку выходной ток у L7812 1,2А, это ограничивает мощность нагрузки в 10Вт.

Для более мощных источников освещения требуется либо увеличить количество выходных каскадов, либо использовать более мощный стабилизатор с выходным током до 5А и устанавливать его на радиатор.

Это нужно знать

Главное – это помнить о технике безопасности. Представленные схемы питаются от 220 В сети переменного тока, поэтому требуют во время сборки особого внимания. Подключение светодиода в сеть должно осуществляться в четком соответствии с принципиальной схемой.

Отклонение от схемы или небрежность может привести к короткому замыканию или выходу из строя отдельных деталей. При первом включении, сборки рекомендуется дать поработать некоторое время, чтобы убедиться в ее стабильности и отсутствии сильного нагрева элементов.

Для повышения надёжности устройства рекомендуется использовать заранее проверенные детали с запасом по предельно допустимым значениям напряжения и мощности. Собирать бестрансформаторные источники питания следует внимательно и помнить, что они не имеют гальванической развязки с сетью.

Готовая схема должна быть надёжно изолирована от соседних металлических деталей и защищена от случайного прикосновения. Демонтировать её можно только с отключенным напряжением питания.

Светодиодные драйверы MEAN WELL для систем внутреннего освещения

1 сентября 2021

Игорь Елисеев (г. Химки)

LED-драйверы MEAN WELL применимы во всех сегментах светодиодного освещения. Семейства APC, PLD, PCD, LDC и LCM включают в себя практически все возможные варианты с различными наборами характеристик для разнообразных условий и областей применения. Высококачественная продукция MEAN WELL отличается превосходными характеристиками и подходит для широкого спектра приложений от

 ЖКХ до систем умного дома.

Светодиодная революция продолжается. Во всем мире происходит процесс замены старых традиционных осветительных приборов на светильники нового поколения – светодиодные. На данный момент мощный осветительный светодиод белого свечения по совокупности характеристик, таких как светоотдача, долговечность, спектр излучения и прочие, превосходит все существующие традиционные источники света. По этой причине, с учетом мировой тенденции к переходу на энергосберегающие технологии в области освещения, будущее – за светодиодными светильниками.

Светодиод по своей сути радикально отличается от всех тех традиционных источников света, с которыми имели дело производители систем освещения. Он требует питания постоянным током, его рабочее напряжение составляет единицы вольт. Следовательно, для создания светильника на базе светодиодов, питающегося от сети переменного тока, потребуется специализированный источник питания – светодиодный драйвер. Этот источник питания должен соответствовать ряду специфических требований:

  • как прибор, подключаемый к сети переменного тока, он должен соответствовать нормам электромагнитной совместимости;
  • с учетом того, что светодиод практически безынерционен и все колебания питающего тока мгновенно отражаются на световом потоке, источник питания должен обеспечивать такой уровень пульсаций на выходе, чтобы пульсации светового потока (фликер) не превышали допустимых санитарных норм;
  • такой источник должен иметь высокий КПД для соответствия требованиям по энергосбережению;
  • в ряде случаев должна быть предусмотрена возможность регулировки выходного тока источника питания (и, соответственно, светового потока светильника).

Такой источник питания – сложное техническое устройство, для разработки которого нужны инженеры высокой квалификации. Как правило, производители осветительных приборов не имеют в своем штате высококвалифицированных специалистов в области источников питания и не собираются заниматься собственными разработками в этой области, поскольку это долгий и дорогой процесс. В этом случае они предпочитают воспользоваться готовыми решениями от компаний, профессионально занимающихся разработкой и производством источников питания. К одной из таких компаний относится

MEAN WELL – ведущий мировой производитель модульных источников питания.

Компания MEAN WELL имеет богатый опыт разработки и производства светодиодных драйверов. Она одной из первых начала заниматься этим видом продукции — практически с момента появления первых светодиодных светильников. По мере того, как развивалась отрасль светодиодного освещения и расширялась область его применения, MEAN WELL стремился всегда быть на пике современных тенденций, своевременно выпуская на рынок продукцию, отвечающую требованиям времени. Благодаря этому линейка продукции компании на данный момент содержит полный ассортимент источников питания светодиодных светильников для всех возможных областей применения, от простых бюджетных нерегулируемых ИП для ЖКХ и заканчивая управляемыми по протоколам DALI и KNX для систем умного дома. Необходимо также отметить, что все источники питания MEAN WELL, в зависимости от области применения, полностью соответствуют отраслевым стандартам и нормативам, принятым в Российской Федерации.

Нормативные требования к источникам питания светодиодных светильников

В соответствии с российскими стандартами и нормативами, светодиодный светильник должен отвечать требованиям, предъявляемым ко всем осветительным приборам, а также соответствовать нормам по электромагнитной совместимости, как любой другой электрический прибор, подключаемый к сети переменного тока. Как осветительный прибор, он должен соответствовать нормам по спектру излучения и пульсациям светового потока. Первый параметр (спектр излучения) никак не зависит от источника питания и полностью определяется только характеристиками самого светодиода. А вот за второй параметр – пульсации светового потока – полностью отвечает источник питания. Зависимость величины светового потока светодиода от значения питающего тока имеет практически линейный характер. При этом светодиод, в силу своей природы, моментально реагирует на изменения питающего тока, поэтому пульсации светового потока будут фактически полностью повторять пульсации питающего тока. Следовательно, чтобы определить соответствие светодиодного светильника нормативам по уровню пульсаций светового потока, достаточно знать коэффициент пульсаций выходного тока источника питания. Допустимые значения коэффициента пульсаций сильно разнятся, в зависимости от области применения. Например, для помещений, где работают за компьютерами, уровень пульсаций не должен превышать 5%, для детских дошкольных и учебных учреждений, а также там, где производятся работы, требующие высокой точности, допустимое значение коэффициента пульсаций составляет 10%, в остальных случаях допускается 20%. Что касается мест временного пребывания людей, таких как коридоры, лестничные площадки, переходы и тому подобное, то там уровень пульсаций не нормируется.

Другой важнейший параметр, имеющий непосредственное отношение к источнику питания и подлежащий нормированию, это коэффициент мощности. Данный параметр представляет собой безразмерную величину, равную отношению активной мощности к полной мощности, потребляемой электрическим прибором. На физическом уровне данный показатель характеризует степень близости между значениями тока и напряжения по фазе и по форме. В идеальном случае при чисто резистивном характере нагрузки напряжение и ток имеют одинаковую форму (как правило, синусоиду) и полностью совпадают по фазе. В этом случае коэффициент мощности равен единице. Если же нагрузка носит реактивный характер, то между током и напряжением возникает сдвиг по фазе, что приводит к появлению бесполезно расходуемой энергии, идущей на нагрев проводов в электрической сети. А если в качестве нагрузки выступает нелинейный преобразователь, такой как светодиодный драйвер, то меняется форма тока в цепи нагрузки, что вызывает помехи в электрической сети в виде гармонических составляющих высших порядков. В обоих случаях коэффициент мощности становится меньше единицы. Отраслевыми стандартами допускается применение электрических приборов с низким коэффициентом мощности, но только если значение потребляемой мощности относительно невелико — менее 25 Вт. В противном случае электрический прибор должен быть снабжен корректором коэффициента мощности (ККМ), задача которого – с помощью специальных схемотехнических решений изменять форму входного тока с целью повышения коэффициента мощности до значений, близких к единице.

К числу необходимых нормативных требований, предъявляемых к источникам питания, следует также отнести их эксплуатационные характеристики, определяемые двумя параметрами:

  • диапазоном рабочих температур;
  • степенью защиты.

Для внутреннего применения используются источники питания со степенью защиты не ниже IP20, а для наружного – IP65 и выше. Что касается температур, то рабочий диапазон для светильников наружного применения должен составлять -40…40°С. Для светильников внутреннего применения достаточным условием является возможность работы в области положительных температур с верхней границей не ниже 40°С.

Семейства светодиодных драйверов MEAN WELL

Линейка светодиодных драйверов производства компании MEAN WELL подразделяется на несколько семейств. Источники питания одного семейства имеют единое конструктивное исполнение (все приборы имеют корпус одного и того же типа, но могут отличаться размерами, в зависимости от мощности), общее схемотехническое решение, диапазон рабочих температур и степень защиты. Каждое семейство, в свою очередь, может подразделяться на серии, в зависимости от такого параметра как мощность. Каждая серия содержит ряд драйверов на различные рабочие токи. Данное разделение подразумевает использование источников питания одного семейства в определенной области применения при соответствующих условиях эксплуатации.

Бюджетные драйверы семейства APC

APC – это семейство маломощных одноканальных нерегулируемых источников питания со стабилизацией выходного тока (рисунок 1). Основные характеристики драйверов семейства APC:

  • диапазон входных напряжений 90…264 В;
  • серии по мощности – 8, 12, 16, 25 и 35 Вт;
  • фиксированные выходные токи:
    • для всех серий – 350 и 700 мА;
    • дополнительно для серии APC-8 – 250 и 500 мА;
    • дополнительно для серий APC-25 и APC-35 – 500 и 1050 мА.
  • КПД до 84%;
  • пульсации выходного тока не более 5%;
  • отсутствие корректора коэффициента мощности;
  • защита от коротких замыканий, перегрузок и перенапряжений;
  • температурный диапазон -30…70°C;
  • класс защиты IP42;
  • размеры:
    • серия APC-8 – 60х30х23,5 мм;
    • серии APC-12 и APC-16 – 77х40х29 мм;
    • серии APC-25 и APC-35 – 84х57х29,5 мм.

Рис. 1. Внешний вид LED-драйвера семейства APC

Главное достоинство драйверов этого семейства заключается в их относительно малой стоимости при достаточно высоких технических характеристиках. Класс защиты IP42 ограничивает их применение областью внутреннего освещения. Зато благодаря низкому уровню пульсаций выходного тока их можно применять везде, даже там, где имеются строгие ограничения по пульсациям светового потока. Уникальная особенность этого семейства – наличие серии небольшой мощности на 8 Вт. Все остальные семейства светодиодных драйверов MEAN WELL включают источники питания с мощностью от 16, а то и от 25 Вт. Такие мощности далеко не всегда необходимы. Например, в системе ЖКХ для освещения лестниц, коридоров, подсобных помещений и тому подобного, то есть всех тех мест, где не требуется высокий уровень освещенности, нужны маломощные светильники с относительно небольшим световым потоком. Здесь и пригодятся эти недорогие 8-ваттные драйверы. Драйверы на 12, 16 и 25 Вт подойдут и для более серьезных приложений, включая светильники для жилых, офисных и производственных помещений.

Примечание. Обратите внимание, что серия APC-35, к сожалению, не предназначена для использования на территории РФ из-за отсутствия корректора коэффициента мощности (ККМ), поскольку, в соответствии с российскими нормативными документами, не допускается применение светодиодных драйверов без ККМ мощностью более 25 Вт.

Драйверы семейства PLD для внутреннего применения

Семейство PLD представляет линейку нерегулируемых одноканальных источников питания со стабилизацией выходного тока (рисунок 2), которая отличается от рассмотренного выше семейства APC наличием корректора коэффициента мощности. Основные характеристики драйверов семейства PLD:

  • диапазон входных напряжений 180…295 В;
  • серии по мощности – 16, 25, 40 и 60 Вт;
  • фиксированные выходные токи:
    • для серий PLD-16 и PLD-25 – 350, 700, 1050 и 1400 мА;
    • для серии PLD-40 – 350, 500, 700, 1050, 1400 и 1750 мА;
    • для серии PLD-60 – 500, 700, 1050, 1400, 1750, 2000 и 2400 мА.
  • КПД до 88%;
  • пульсации выходного тока 15…20%;
  • коэффициент мощности более 0,9;
  • защита от коротких замыканий и перегрева;
  • температурный диапазон: 30…50°C;
  • класс защиты IP42;
  • размеры:
    • серии PLD-16 и PLD-25 – 84х57х29,5 мм;
    • серии PLD-40 и PLD-60 – 128х60х31,5 мм.

Рис. 2. Драйвер семейства PLD

LED-драйверы семейства PLD, так же как и представители APC, отличаются невысокой стоимостью. Благодаря этому, а также вследствие наличия корректора коэффициента мощности эти источники находят широкое применение в системах внутреннего освещения (из-за относительно низкого класса защиты IP42) и пользуются повышенным спросом среди производителей светодиодных светильников. Наличие ККМ позволяет создавать на их базе светильники любой мощности, вплоть до максимальной – 60 Вт. В то же время из-за относительно высокого уровня пульсаций выходного тока их применение ограничено теми областями, где нет жестких требований по пульсациям светового потока.

Диммируемые драйверы семейства PCD

Драйверы семейства PCD (рисунок 3) имеют практически те же характеристики, что и PLD, за исключением того, что выходными токами источников питания PCD можно управлять с помощью внешнего диммера. Основные характеристики драйверов семейства PCD:

  • диапазон входных напряжений 180…295 В;
  • серии по мощности – 16, 25, 40 и 60 Вт;
  • выходные токи (без диммирования):
    • для серий PCD-16 и PCD-25 – 350, 700, 1050 и 1400 мА;
    • для серии PCD-40 – 350, 500, 700, 1050, 1400 и 1750 мА;
    • для серии PCD-60 – 500, 700, 1050, 1400, 1750, 2000 и 2400 мА.
  • КПД:
    • для серий PCD-16 и PCD-25 – 80…82%;
    • для серии PCD-40 – 85…87%;
    • для серии PCD-60 – 84…87%.
  • пульсации выходного тока 15…20%;
  • коэффициент мощности более 0,9;
  • защита от коротких замыканий и перегрева;
  • температурный диапазон -30…50°C;
  • класс защиты IP42;
  • размеры:
    • серии PCD-16 и PCD-25 84х57х29,5 мм;
    • серии PCD-40 и PCD-60 – 128х60х31,5 мм.

Рис. 3. Драйвер семейства PCD

Для управления выходным током источника питания семейства PCD используется внешний диммер, включаемый в цепь питания на входе драйвера. Рекомендуемые модели диммеров от сторонних производителей приведены в технической документации на семейство PCD. Принципиальная схема подключения к драйверу приведена на рисунке 4.

Рис. 4. Схема подключения диммера к драйверу PCD

Данные диммеры работают по принципу фазовой отсечки. В них в качестве рабочего элемента используется симистор, который открывается на определенной фазе, «отсекая» часть полупериода входного напряжения. В результате действующее значение напряжения на входе драйвера снижается, что в свою очередь приводит к уменьшению тока нагрузки. Изменяя фазу открытия симистора, можно регулировать выходной ток драйвера и, следовательно, световой поток светильника.

Область применения у источников питания PCD точно такая же, как и у драйверов PLD – внутреннее освещение помещений при отсутствии жестких требований к пульсациям светового потока. Использование диммера позволяет создавать комфортные условия освещенности, а также экономить на электричестве. Часто подобные диммеры используются совместно с различными датчиками, позволяющими автоматически регулировать световой поток светильника, в зависимости от каких-либо внешних условий. Например, можно при отсутствии людей в помещении поддерживать слабое дежурное освещение, а при их появлении – включать свет на полную мощность. 

Регулируемые LED-драйверы семейства LDC

Термин «регулируемый» по отношению к светодиодным драйверам семейства LDC (рисунок 5) обозначает сразу две независимые характеристики, имеющие отношение к одной и той же функции – регулировке выходного тока. Первый смысл этого термина означает, что номинальный выходной ток драйвера не фиксирован изначально, как во всех рассмотренных ранее приборах, а может быть отрегулирован, точнее сказать – установлен или задан на начальном этапе подготовки драйвера к работе. Второе значение данного термина имеет отношение к регулировке выходного тока драйвера в процессе работы, то есть к диммированию. В отличие от драйверов типа PCD, LDC имеют встроенную схему димминга, управляемую по внешнему интерфейсу, причем несколькими способами. От способа управления диммингом зависит и схема разделения на серии внутри семейства LDC. Если в традиционном варианте в одну серию входили драйверы на разные выходные токи, то в случае LDC серия включает источники питания одной мощности, но с разными интерфейсами диммирования (или c отсутствием такового). Тип интерфейса диммирования обозначается суффиксом в названии драйвера:

  • B – интерфейс «3 в 1»;
  • DA – интерфейс DALI;
  • DA2 – интерфейс DALI-2;
  • отсутствие суффикса – LED-драйвер не диммируется.

Рис. 5. Драйвер семейства LDC

Основные технические характеристики драйверов семейства LDC:

  • диапазон входных напряжений 180…295 В;
  • серии по мощности – 35, 55 и 80 Вт;
  • диапазон выходных токов:
    • для серии LDC-35 – 300…1000 мА;
    • для серии LDC-55 – 500…1600 мА;
    • для серии LDC-80 – 700…2100 мА.
  • КПД:
    • для LDC-35 – 88%;
    • для LDC-55 и LDC-80 – 90%.
  • пульсации выходного тока не более 3%;
  • коэффициент мощности не менее 0,95;
  • защита от коротких замыканий, перенапряжений и перегрева;
  • температурный диапазон -25…80°C;
  • размеры:
    • серия LDC-35 – 280х30х21 мм;
    • серия LDC-55 – 320х30х21 мм;
    • серия LDC-80 – 360х30х21 мм.

Установка номинального тока драйверов LDC производится с помощью подключения внешнего резистора между выводами IADJ разъема TB2 (рисунок 6). Значения выходных токов и соответствующие им номиналы резисторов приведены в технической документации на драйверы LDC.

Рис. 6. Задание выходного тока драйвера LDC с помощью внешнего резистора

Интерфейс «3 в 1» подразумевает три различных способа диммирования путем воздействия на одни и те же контакты внешнего разъема драйвера (DIM+ и DIM-):

  1. Диммирование напряжением (рисунок 7). На контакты DIM+ и DIM- подается постоянное напряжение величиной 0…10 В. Выходной ток драйвера в этом случае прямо пропорционален текущему значению данного напряжения.
  2. Диммирование ШИМ-сигналом (рисунок 8), при котором на контакты DIM+ и DIM- подается ШИМ-сигнал амплитудой 10 В и частотой 0,1…3 кГц. Выходной ток драйвера в этом случае прямо пропорционален текущему коэффициенту заполнения ШИМ-сигнала.
  3. Диммирование с помощью переменного резистора (рисунок 9), при котором к контактам DIM+ и DIM- подключается переменное сопротивление номиналом 100 кОм. Выходной ток драйвера в этом случае прямо пропорционален текущему значению сопротивления.

Рис. 7. Диммирование постоянным напряжением

Рис. 8. Диммирование ШИМ-сигналом

Рис.9. Диммирование с помощью переменного резистора

Все три способа позволяют объединять драйверы в цепочки произвольной длины по шине управления (DIM) для совместного диммирования. При первых двух способах нужно учесть, что каждый драйвер в цепочке потребляет примерно 100 мкА по шине DIM, соответственно, выходной ток схемы управления должен быть не менее 0,1 × N (мА). А при диммировании с помощью переменного резистора его номинальное сопротивление должно быть равно 100/N (кОм), где N – количество драйверов в цепочке.

Интерфейс DALI можно, по аналогии с предыдущим вариантом, назвать «2 в 1», поскольку он допускает два различных способа управления путем воздействия на одни и те же контакты внешнего разъема LED-драйвера (DA+ и DA-):

  1. Управление по протоколу DALI. Контакты DA+ и DA- подключаются к выходу контроллера DALI. Управление драйвером осуществляется по стандартному протоколу DALI.
  2. Ручное управление с помощью кнопки. К контактам DA+ и DA- подключается обыкновенная кнопка, работающая на замыкание, по схеме, изображенной на рисунке 10. Управление осуществляется путем простого нажатия на кнопку. Выполняемое действие определяется длительностью нажатия, то есть временем замкнутого состояния контактов:
  • менее 0,1 с – ничего не происходит;
  • 0,1…1 с – включение или выключение драйвера;
  • 1,5…10 с – увеличение или уменьшение выходного тока, с каждым нажатием направление меняется на противоположное;
  • более 11 с – устанавливается максимальное значение выходного тока.

Рис. 10. Схема подключения кнопки ручного управления по интерфейсу DALI

По первому способу управления (протоколу DALI) можно объединять драйверы в цепочки длиной до 64 приборов. Второй способ управления (кнопкой) позволяет объединить только до 10 драйверов, причем длина проводов от кнопки до последнего драйвера в цепочке не должна превышать 20 метров.

Одной из важнейших особенностей LED-драйверов семейства LDC является возможность подключения внешнего датчика температуры. В качестве датчика используется термистор с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления (NTC). Схема его подключения приведена на рисунке 11. Когда электрическое сопротивление термистора становится ниже определенного порогового значения, включается схема защиты, которая пропорционально уменьшает значение выходного тока, в зависимости от величины отклонения. Пороговые значения зависят от серии драйвера:

  • для LDC-35 – 20 кОм;
  • для LDC-55 – 33 кОм;
  • для LDC-80 – 17,5 кОм.

Рис. 11. Схема подключения термистора

Данная возможность не используется для защиты LED-драйвера, как можно предположить. Сам драйвер имеет собственную встроенную систему защиты от перегрева. Система температурной компенсации со внешнем термистором служит исключительно для защиты внешней нагрузки (то есть, светодиодов). Для этой цели датчик температуры располагается в корпусе светильника таким образом, чтобы иметь непосредственный тепловой контакт с теплоотводящей подложкой, на которой расположены светодиоды. Защита светодиодов от перегрева значительно увеличивает срок их службы, препятствуя деградации характеристик и предотвращая преждевременный выход из строя, что гарантирует стабильность показателей по силе и качеству света в течение длительного периода времени, измеряемого десятками тысяч часов.

Что касается самих драйверов семейства LDC, то и они отличаются долгим сроком службы. Производитель заявляет, что время безотказной работы для данных драйверов составляет не менее 50000 часов, а также дает 5 лет гарантии (для других моделей, как правило, не больше 3 лет).

Безусловно, светодиодные драйверы семейства LDC по совокупности характеристик и возможностей являются лучшими в своем классе. Светильники на их базе будут отвечать самым высоким требованиям, предъявляемым к осветительным приборам в области внутреннего освещения. Однако на практике драйвер LDC не всегда является самым оптимальным выбором. Например, потребителю может понадобиться драйвер с тем же набором характеристик, как у LDC, но на меньшую мощность. Или же потребуется LED-драйвер с интерфейсом KNX, который не поддерживается семейством LDC. В этих случаях можно использовать драйверы другого популярного семейства – LCM. 

Универсальные драйверы семейства LCM

Семейство светодиодных драйверов LCM (рисунок 12) по своим характеристикам и возможностям очень напоминает LDC, но при этом обладает рядом характерных особенностей. У этих LED_драйверов, как и у LDC, можно устанавливать значение выходного тока в определенных пределах, но не посредством подключения внешнего резистора, а при помощи набора переключателей. Как и LDC, драйверы LCM поддерживают интерфейсы управления «3 в 1» и DALI, но, кроме этого, дополнительно могут управляться по протоколу KNX. Поддерживаемый интерфейс управления отражается в названии драйверов:

  • без суффикса – «3 в 1»;
  • суффикс DA – DALI;
  • суффикс – KN KNX.

Рис. 12. Драйвер семейства LCM

Что касается технических характеристик, то в большинстве случаев они полностью совпадают или как минимум очень близки по значениям. Вот основные из них:

  • диапазон входных напряжений:
    • для серии LCM-25 – 180…277 В;
    • для серий LCM-40 и LCM-60 – 180…295 В.
  • серии по мощности – 25, 40 и 60 Вт;
  • выходные токи:
  • для LCM-25 и LCM-40 – 350, 500, 600, 700, 900 и 1050 мА;
  • для LCM-60 – 500, 600, 700, 900, 1050 и 1400 мА.
  • КПД:
    • для серий LCM-25 и LCM-25DA – 86%;
    • для LCM-25KN – 85%;
    • для LCM-40 и LCM-40DA – 91%;
    • для LCM-40KN – 90%;
    • для серий LCM-60 и LCM-60DA – 92%;
    • для LCM-60KN – 91%.
  • пульсации выходного тока не более 5%;
  • коэффициент мощности:
    • для LCM-25 – не менее 0,94;
    • для LCM-40 и LCM-60 – не менее 0,975.
  • защита:
    • для LCM-25 – от коротких замыканий и перегрева;
    • для LCM-40 и LCM-60 – от коротких замыканий, перенапряжений и перегрева.
  • функции:
    • для LCM-25 – диммирование, синхронизация;
    • для LCM-40 и LCM-60 – диммирование, синхронизация, температурная компенсация.
  • температурный диапазон:
    • для LCM-25 -30…85°C;
    • для LCM-40 и LCM-60 -30…90°C.
  • размеры:
    • для LCM-25 – 105х68х23 мм;
    • для LCM-40 и LCM-60 – 123,5х81,5х23 мм.

Важная отличительная особенность драйверов семейства LCM – наличие интерфейса синхронизации. Этот интерфейс позволяет объединить несколько приборов в группу (кластер) для синхронного управления ими всеми как единым устройством. Данная схема работает по принципу «один главный – несколько подчиненных». То есть внутри кластера один драйвер выполняет роль главного (мастера), от которого далее последовательно по интерфейсу синхронизации сигнал управления распространяется на подчиненные устройства. На рисунке 13 изображена схема подключения подчиненных драйверов к мастеру по линии синхронизации на примере драйвера LCM-25. К одному мастеру допускается подключать до 9 подчиненных. Длина кабеля синхронизации между приборами не должна превышать 5 метров.

Рис. 13. Схема подключения линии синхронизации

Диммирование драйверов семейства LCM, как отмечалось выше, может осуществляться по трем возможным интерфейсам:

Все эти интерфейсы имеют возможность объединять приборы в цепочки, каждый прибор в этой цепочке может одновременно выполнять роль мастера и передавать сигнал диммирования своим подчиненным. Благодаря этой возможности можно до 10 раз увеличить количество одновременно диммируемых устройств.

Интерфейс «3 в 1» для семейства LCM по функциям и параметрам ничем не отличается от его реализации для семейства LDC, а для подключения используются все те же контакты с обозначениями DIM+ и DIM-. На рисунке 13 изображен кластер драйверов, управляемый мастером с интерфейсом «3 в 1» (LCM-25).

Управление по интерфейсу DALI, так же как и в случае LDC, предполагает два способа диммирования – по протоколу DALI и вручную с помощью кнопки. Механизм диммирования кнопкой и длительности нажатия точно такие же, как и для семейства LDC. На рисунке 14 изображены оба варианта: 14а – подключение контроллера DALI, 14б – подключение кнопки. Подключение кнопки также показано для двух вариантов: для драйверов с интерфейсом DALI (суффикс «DA» в названии) и для драйверов с интерфейсом DALI-2 (суффикс «DA2»).

Рис. 14. Схемы подключения по интерфейсу DALI: а) для контроллера; б) для кнопки

В отличие от LDC, для драйверов семейства LCM предусмотрен еще один интерфейс управления – KNX. Этот интерфейс широко применяется в системах «умный дом». В отличие от DALI, который предназначен исключительно для управления светом, KNX используется для управления всеми системами умного дома, такими как отопление, вентиляция, механизмы управления воротами и жалюзи, системы кондиционирования, безопасности, сигнализации, мониторинга и так далее. Все элементы системы, включая оконечные устройства, исполнительные механизмы, всевозможные контроллеры и датчики, объединены в единую сеть. Каждый элемент системы имеет уникальный адрес, благодаря чему можно управлять устройствами как индивидуально, так и группами посредством механизма групповых адресов. Протокол KNX подразумевает не только одностороннюю передачу команд от отправителя к получателю (как по протоколу DALI), но и обратную связь. Обмен информацией по сети осуществляется с помощью пакетов данных, именуемых телеграммами. При успешной передаче и приеме каждое устройство-приемник квитирует (подтверждает) получение телеграммы. Кроме этого, механизм обратной связи позволяет оперативно контролировать (мониторить) состояние элементов системы.

Чтобы система заработала, мало просто физически объединить устройства в единую сеть. Необходимо также настроить (точнее сказать – запрограммировать) элементы системы таким образом, чтобы обеспечить необходимую логику работы, установить связи между датчиками и исполнительными устройствами, задать рабочие параметры и алгоритмы. Для этой цели служит специальное программное обеспечение Engineering Tool Software (ETS), работающее на компьютерах с платформой Windows. Последняя версия этой программы называется ETS5. Программа платная – полнофункциональная версия ETS5 Professional – стоит €1000. Для небольших проектов, когда количество устройств в системе не превышает 20, можно использовать ETS5 Lite стоимостью €200. Также есть бесплатная версия ETS5 Demo, но она служит только для учебных целей и позволяет создавать проекты с количеством устройств, не превышающим 5.

Разработка системы с интерфейсом KNX начинается с создания проекта в программе ETS5. В нем задается общая топология системы, назначаются логические адреса устройств, устанавливаются связи между ними. Индивидуальные особенности функционирования и характеристики отдельных устройств определяются в файлах конфигурации, которые создаются производителями этих устройств. Данные файлы подключаются к проекту и для каждого устройства задается необходимый набор параметров. После того как программный проект полностью сконфигурирован и настроен, компьютер с программой подключается к сети KNX и производится настройка сети уже на физическом уровне. Прежде всего устанавливается соответствие между логическими адресами устройств в проекте ETS5 и физическими адресами в сети KNX. Для этого предусмотрена специальная кнопка на корпусе прибора, нажатием которой можно подтвердить адрес устройства. После этого производится программирование (параметризация) устройств, в соответствии с набором параметров, заданным в проекте ETS5. Все KNX-устройства имеют энергонезависимую память, в которой хранятся настройки и адреса. Благодаря этому настройка системы программой ETS5 производится однократно, после чего система может функционировать самостоятельно.

Посредством параметризации драйверов LCM/KN можно задать скорость и кривую диммирования, настроить димминг с помощью внешней кнопки, включить систему оповещения об ошибках и неполадках, мониторить статус и параметры системы, а также установить режим Constant Light Output (CLO), который обеспечивает поддержку постоянной величины светового потока светодиодного светильника в течение длительного времени. Режим CLO призван компенсировать снижение светового потока светодиодов с течением времени в результате естественной деградации характеристик. График на рисунке 15 демонстрирует зависимость параметров светильника от времени со включенным режимом CLO и без него.

Рис. 15. Зависимость параметров от времени со включенным режимом CLO и без него

Предусмотрены несколько возможностей физического подключения устройств к сети KNX. На практике чаще всего встречается способ подключения с помощью витой пары. В драйверах LCM предусмотрен именно такой способ подключения. Для этого служат контакты KNX+ и KNX-. Контакт PUSH предназначен для подключения кнопки ручного диммирования (рисунок 16) или для осуществления наблюдения за входным напряжением (рисунок 17).

Рис. 16. Подключение кнопки для ручного диммирования

Рис. 17. Подключение в режиме мониторинга входного напряжения

Параметры ручного диммирования с помощью кнопки, при котором длительность нажатия используется для тех или иных действий, задаются на этапе проектирования в программе ETS5. К одной кнопке может быть подключено не более 10 драйверов. Длина соединительного кабеля от кнопки до драйвера не должна превышать 20 метров.

Так же как и в семействе LDC, драйверы LCM можно объединять в группы для синхронного диммирования. В одну группу можно объединить до 10 устройств (1 мастер + 9 подчиненных). Длина кабеля синхронизации между драйверами не должна превышать 5 метров. На рисунке 18 показана схема подключения по линии синхронизации на примере драйверов серии LCM-25. Обратите внимание, что только мастер обязан поддерживать интерфейс KNX (суффикс «KN» в названии), подчиненным это не нужно.

Рис. 18. Подключение по линии синхронизации

Функция температурной компенсации для драйверов серий LCM-40 и LCM-60 (для LCM-25 – не предусмотрена) работает так же, как и для источников питания LDC, но отличается тем, что, в зависимости от номинала NTC-термистора, срабатывает при разных температурах:

  • 220 кОм – 60°C;
  • 330 кОм – 70°C;
  • 470 кОм – 80°C.

На рисунке 19 представлен график зависимости относительной величины выходного тока от температуры и сопротивления NTC-термистора.

Рис. 19. Выходной ток драйвера, в зависимости от температуры и сопротивления NTC-термистора

LED-драйверы для любых применений

Линейка светодиодных драйверов производства компании MEAN WELL очень широка и включает в себя практически все возможные варианты с различными наборами характеристик для разнообразных условий и областей применения. Мы рассмотрели только наиболее популярные семейства, предназначенные для использования в области внутреннего освещения, такие как бюджетные драйверы семейств APC, PLD и PCD. Эти LED-драйверы найдут применение там, где не требуются большие мощности и не предъявляются слишком высокие требования к характеристикам. Например, они идеальны для использования в системе ЖКХ для освещения подъездов, лестниц, коридоров, подсобных помещений и прочего. Драйверы семейства LDC – мощные, обладающие выдающимся набором характеристик, например, беспрецедентно низким уровнем пульсаций, и широкими возможностями по управлению. Эти драйверы, в подавляющем большинстве случаев подходят для самых ответственных приложений. Единственное, что несколько ограничивает их применение – это достаточно большая мощность (в ряде случаев – избыточная) и отсутствие интерфейса KNX, который широко применяется в системах умного дома. Но для этих случаев существует семейство LCM, которое содержит драйверы с интерфейсами управления всех возможных типов и, так же как и LDC, отличается впечатляющим набором характеристик. Светодиодные драйверы компании MEAN WELL найдут применение в любой из сфер внутреннего освещения.

•••

Наши информационные каналы

технические хаpaктеристики и применение для освещения светодиодов, схема включения светодиодной ленты > Свет и светильники

Гудит лампа светодиодная: почему шумит светильник

Узнайте, отчего иногда появляется ощутимый гул при работе светодиодных ламп. Читайте, какие причины его вызывают, как их обнаружить и устранить. Запомните наиболее распространенные источники, чтобы при необходимости не тратить время на бесполезные поиски….

04 01 2022 4:21:26

Лампы ВАЗ 2114: с каким цоколем стоят в фарах дальнего и ближнего света

Узнайте, какие лампы установлены в блок-фарах автомобиля ВАЗ 2114 в качестве ближнего/дальнего света. Читайте, какие виды конструкции ламп могут быть использованы, их достоинства и недостатки. Уточните для себя некоторые наиболее популярные модели от известных производителей….

29 12 2021 14:18:20

SMD светодиоды: типы, виды, маркировка, размеры, и их хаpaктеристика, основные технические параметры светодиодных смд ламп для внешнего освещения

Читайте, какие SMD светодиоды самые популярные, где и в каком виде используются. Узнайте, чем они отличаются друг от друга и как выбрать оптимальный вариант. Плюсы и минусы изделий из СМД светодиодов, сфера применения, особенности покупки через интернет….

19 12 2021 4:14:41

Энергосберегающая лампа — что это, какие бывают эконом лампочки, виды и типы энергосберегательных осветительных приборов для дома

Узнайте, что такое энергосберегающие лампы, какие виды предлагаются в магазинах, чем они отличаются друг от друга. Читайте, как выбрать лампочку по мощности, размерам, цоколю, мощности потока света, производителю. Почему компактные люминесцентные и светодиодные лампы лучше, чем лампочки накаливания….

05 12 2021 5:26:33

SMD 5050: хаpaктеристика, мощность и технические параметры

Узнайте, какими особенностями и техническими хаpaктеристиками обладают светодиоды типа SMD 5050. Читайте, какие параметры выделяют их среди подобных элементов, в чем состоят особенности конструкции и сборки. Выясните, какие применяются схемы подключения и как выполняется монтаж компонентов….

27 11 2021 7:50:38

Виды светодиодных ламп

Светодиодные лампы — самые современные источники света. В основе их работы лежит принцип электролюминесценции.

Светодиодные лампы — самые современные источники света. В основе их работы лежит принцип электролюминесценции. При пропускании электрического тока через границу, соединяющую два полупроводника различного типа проводимости (так называемый p-n переход) выделяется энергия в виде электромагнитного излучения видимого спектра, т.е. свет. Это явление было открыто британским ученым Г.Раундом в начале 20 века и долгое время не имело практического применения. Для возникновения эффекта электролюминесценции необходимо выполнение множества условий, таких как оптимально подобранная ширина запрещенной зоны в области контакта, качество и чистота (т.е. отсутствие дефектов) кристаллов для достижения достаточного удельного количества рекомбинаций дырка-электрон. Для этого сами полупроводники должны быть подобраны так, чтобы излучение на выходе приходилось именно на часть видимого спектра. Т.е. простыми словами – при прохождении тока через любой диод будет выделяться электромагнитное излучение, другой вопрос как добиться, чтобы оно было видимо человеческому глазу. Подробное описание теории электролюминесценции и механизма работы светоизлучающего диода выходит за рамки нашей статьи, подробную информацию без труда можно раздобыть в интернете.

Практическое применение светодиодов началось лишь в 60 — 70 года 20 века. Первые светодиоды излучали свет очень низкой интенсивности в красной части спектра. Поначалу они использовались в различных индикаторах и стоили очень дорого. Лишь с середины 1990-х годов после изобретения сверхярких синих светодиодов в лаборатории компании «Nichia» началась без преувеличения новая эра в развитии промышленного и бытового освещения. Для требуемого распределения светового потока в конструкцию светодиода входит линза. Путем нанесения на линзу желтого люминофора можно получить на выходе белый свет с различной цветовой температурой. В настоящее время этот метод используется в подавляющем количестве светодиодных ламп.


Как получается белый свет?

При прохождении тока через синий светодиод происходит рекомбинация электронов и дырок в области p-n перехода. Энергия преобразуется в электромагнитное излучение с частотой 400 – 500 нм. Далее синий свет проходит через слой люминофора, который нанесен на линзу. В результате на выходе получается белый свет. Его оттенок напрямую зависит от толщины люминофора.

Другой способ — это RGB. В этом случае на одной плате размещаются три различных светодиода, которые дают красный (Red), зеленый(Green) и синий (Blue) свет. При смешении их специальной линзой также возможно получение белого света. Однако при использовании данного метода ухудшаются как индекс цветопередачи(CRI), так и энергоэффективность.

Таким образом, соединяя в одном корпусе полупроводниковый источник излучения света, оптическую систему, радиатор для отвода излишков тепла и блок питания (драйвер) мы получаем целый класс приборов под общим названием — светодиодная лампа. По каким параметрам же отличать одну светодиодную лампу от другой ? На данный момент нет единой системы классификации светодиодов и led ламп. Рассмотрим несколько вариантов.

Способы классификации:

  1. По области применения

  2. По типу используемого светодиода

  3. По виду цоколя

Расскажем о каждом из них поподробнее.

1. Область применения

  • Уличные – используются в подсветке зданий, общественных бассейнов и парков, дорог, автострад, пешеходных переходов и т.д. Основные особенности такого вида светодиодных ламп это высокая степень защиты (IP rating), «антивандальное» исполнение. Кроме того, широко применяются дизайнерские решения с использованием «умных» программируемых RGB ламп.

  • Светодиодные лампы для дома и офиса – этот вид служит для полной замены ранее применяемых ламп накаливания, галогенных и люминесцентных. Оборудуются таким же цоколем, что и предшественники, зачастую имеют схожие размеры и внешний вид.

  • Прожектора – выделяются в отдельный класс по следующей причине. До недавнего времени в прожекторах использовались преимущественно линейные кварцевые лампы. Из-за их технических характеристик и параметров, спектрального распределения и особой фотометрии зачастую не представляется возможным их прямая замена на светодиодные аналоги. Поэтому возникает большое количество прожекторов специально разработанных для использования в них светодиодных источников света.

  • Промышленные — применяются в складских помещениях, на производствах, заводах. Их основная особенность – большая мощность, высокий световой поток и хорошая степень защиты (IP rating).

  • Светодиодные лампы, предназначенные для выращивания растений (так называемые Grow light) — это особое направление. Они используются в теплицах и их основное отличие — специально подобранный спектр излучения для лучшего роста растений, который включает в себя ультрафиолетовую компоненту. Кроме того, обычно предусмотрена возможность программирования.

  • Автомобильные лампы – целый класс ламп, применяемых как в освещении салона, стоп-сигналах, автомобильном тюнинге, так и с недавнего времени для ближнего и дальнего света.

2. Тип используемого светодиода

Существуют два чрезвычайно распространенных типа светодиодов: DIP, а также Superflux (Spider). Они широко применяются в дисплеях, индикаторной подсветке, различных электронных приборах. Однако их световой поток слишком мал и не позволяет широко использовать их в осветительных целях. Поэтому обратимся к тем светодиодам, что пригодны для освещения.

  • SMD(Surface Mounted Device) — светодиоды. В настоящее время самый распространенный тип, применяемый в освещении. В отличие от DIP и Superflux светодиодов, они монтируются прямо на поверхность платы, что отражено в их названии. Принято обозначение SMD****, где **** — четыре цифры, обозначающие размеры светодиода в миллиметрах. Существует огромное количество разнообразных моделей с различными параметрами потребляемого тока и значениями светового потока. К примеру, SMD3528 имеет размеры 35мм. на 28 мм., потребляет ток 20 мА, его световой поток обычно составляет 6-7 люменов (в зависимости от производителя). Или SMD5050 – там показатели соответственно 60мА и 18-20люменов. В целом светодиоды данного типа заслуженно снискали всеобщее признание. Благодаря конструктивным особенностям обеспечивается приемлемый теплоотвод, что увеличивает срок службы. Какой именно SMD светодиод использовать в осветительном приборе – зависит от конкретной ситуации. Эта тема слишком обширна для обсуждения ее в рамках данной статьи.

  • Мощные и сверхмощные светодиоды. Сюда можно включить светодиоды типа 5630, 5730, рассчитанные на ток до 350мА, а также светодиоды в корпусе эмиттер с током потребления до 1А и мощностью 1-3Ватт. Встречаются и более мощные экземпляры (до 10 Ватт). Эти светодиоды специально разрабатывались для освещения, требуют повышенного внимания к охлаждению и зачастую сконструированы так, что не требуют специальных линз.

  • COB (Chip on Board) – светодиоды. В этой самой современной технологии излучающий чип монтируется напрямую в плату. Это приводит к повышению надежности всего устройства, улучшению теплоотвода. Использование одной общей оптической системы увеличивает равномерность светового потока.

3. Вид цоколя

Светодиодные лампы – самые «молодые» из всех известных источников освещения. До их активного внедрения в нашу повседневную жизнь в основном использовались лампы накаливания, галогенные, люминесцентные, газоразрядные и некоторые другие. Каждый тип ламп преимущественно использует «свои» патроны со «своими» цоколями. Создатели светодиодных ламп изначально пошли по другому пути. На данный момент существуют LED лампы с практически всеми известными цоколями. Более того, зачастую они полностью повторяют форму и размеры предшественника. Наличие встроенного драйвера позволяет подключать их напрямую либо к сети 220в. (AC), либо к 12 в.(DC).Этот вид классификации чрезвычайно удобен и используется многими производителями и продавцами светодиодной продукции. Подробнее про виды цоколей светодиодных ламп можно прочитать в статье на нашем сайте.

В заключение хочется отметить, что светодиодные технологии развиваются бурными темпами. Это сулит нам в скором времени новые области применения. Вероятно, появится и общепризнанная единая система классификации светодиодных ламп.


Управление светом в системах освещения на светодиодных лентах. Обзорная статья.

В статье описаны системы управления светом, излучаемым светодиодными лентами. Рассмотрены распространенные схемы подключения, описаны «подводные камни», которые могут возникнуть на пути специалиста, осуществляющего монтаж и эксплуатацию систем управления светом.
Закарнизная подсветка на светодиодных лентах (СДЛ) присутствует почти в каждом современном интерьере, причем вписывается она в любой стиль — будь то классика, ампир или «хайтек». Всей этой красотой часто хочется управлять — к примеру, сделать иногда яркость поменьше, чтобы создать «интим», включить только группу светильников согласно определенному сценарию, или выбрать цвет освещения, подходящий под настроение. Все это позволяют сделать многоцветные RGB СДЛ.

Общие подходы к управлению светом СДЛ

СЛД чаще всего питаются напряжением 12 или 24 В, и процесс управления светом сводится к управлению этим напряжением. Для этого используют специальные контроллеры и диммеры (рис. 1).


Рис. 1. Внешний вид устройства управления СДЛ: а) диммер; б) контроллер

Напомним, что диммеры — это устройства управления, позволяющие регулировать яркость свечения СДЛ, а контроллеры — устройства управления, позволяющие управлять многоцветной СДЛ, с их помощью мы можем выбрать любой цвет и нужную интенсивность свечения, задать какой-либо динамический световой эффект.

Подключение

СДЛ подключаются к устройству управления (контроллер или диммер), которое запитывается от блока питания (БП) постоянного напряжения. Оператор задает управляющую команду при помощи пульта дистанционного управления (ПДУ), кнопок на корпусе контроллера (диммера), при помощи смартфона (если есть управление по Wi-Fi) или при помощи запрограммированных сценариев управления освещением. Важно, чтобы мощность контроллера или диммера была не меньше потребляемой мощности системы СДЛ, а БП по мощности минимум на 20% превышал потребности СДЛ.
Есть ряд проблем, часто встречающихся при подключении диммеров и контроллеров.
При их работе БП зачастую начинает издавать писк, причем это случается даже при использовании дорогих и качественных устройств. Как с этим бороться?
Можно использовать БП в металлическом герметичном корпусе (рис. 2).


Рис. 2. Блок питания ТМ Arlight для СДЛ в герметичном металлическом корпусе

Тогда писк, издаваемый БП, не будет слышен: корпус блока не пропускает звуковую волну в окружающую среду. Эффект защиты от писка можно увеличить, если расположить БП в каком-то небольшом закрытом пространстве — обычно в гипсокартонных конструкциях можно найти такие места. В этом случае гипсокартон выполняет функцию дополнительной звукоизолирующей оболочки. Описанный метод борьбы с шумом достаточно распространен, хотя, на наш взгляд, он далеко нс идеален. Правильно было бы решать эту проблему производителям при изготовлении контроллеров и БП, а не монтажникам — электрикам уже на месте установки. Но, вероятно, экономия на элементной базе и технологических процессах приводит к таким последствиям.

Проблема совместимости оборудования

Иногда разные системы управления, которые совместимы в рамках одного стандарта, работают некорректно. Приведем случай из практики. На объекте были установлены регуляторы какого-то малоизвестного производителя для диммеров по стандарту 1-10 В. Затем этот регулятор подключали к контроллеру ТМ Arlight, к которому были подключены СДЛ. В итоге на минимальном уровне освещения наблюдались заметные глазу пульсации света. Но когда к этому диммеру подключили регулятор (1—10 В) той же торговой марки, то эти пульсации, прекратились. Советуем по возможности использовать оборудование одного производителя, иначе, в случае несовместимости, придется производить его замену. Также советуем, прежде чем монтировать оборудование в стены и потолки, подключить его по схеме на рабочем столе и проверить работу.

Схемы подключения диммеров

На рис. 3 представлена простая схема подключения ленты с мощностью в пределах мощности диммера.


Рис. 3. Простое подключение светодиодной ленты через диммер

Диммер питается от БП постоянным напряжением, на СДЛ от диммера поступает уменьшенное напряжение. Управляющие команды приходят от ПДУ. Вместо ПДУ можно использовать и проводные системы передачи управляющего сигнала. Распространено два метода передачи сигнала по кабелю: с использованием традиционных светорегуляторов, предназначенных для ламп накаливания па симисторах (triac), и с использованием светорегуляторов со стандартом 1-10 В (0-10 В).
Симисторные (triac) регуляторы света используются для диммирования обычных ламп накаливания, схема подключения такого диммера представлена на рис. 4. 


Рис. 4. Схема подключения симисторного (triac) диммера

Диммер регулирует яркость подключенной к нему светодиодной ленты от 0 до 100%, получая от симисторного регулятора яркости напряжение в диапазоне 40-220 В АС. Это напряжение, в данном случае, является сигналом управления и не используется для питания СДЛ. Лента получает питание от стабилизированного источника напряжения 12 или 24 В.
Необходимо учитывать, что многие светорегуляторы рассчитаны на работу только с лампами накаливания или галогенными лампами и могут некорректно работать со светодиодным оборудованием. Нужно использовать светорегуляторы, предназначенные для работы с электронными балластами. Перед монтажом рекомендуется проверить совместную работу диммера и светорегулятора.
Достоинство симисторного управления светом состоит в распространенности таких регуляторов, почти каждый производитель электроустановочных изделий их выпускает.
Второй метод передачи управляющего сигнала по кабелю использует так называемый интерфейс 0-10 В (1-10 В). Схема подключения диммеров, работающих с этим стандартом для СДЛ, представлена на рис. 5.


Рис. 5. Схема подключения диммера по стандарту 0-10 В

Данный стандарт специально разработан для управления регулируемыми светотехническими приборами: диммерами, диммируемыми БП (драйверами), электронными пускорегулирующими аппаратами. При изменении управляющего напряжения от 0 до 10 В диммер на выходе меняет питающее СДЛ напряжение в диапазоне 0-100%. При напряжении сигнала ниже 1 В диммер (или диммируемый драйвер) снижает выходную мощность до нуля, а при напряжениях порядка 9,5-10 В выходная мощность максимальна. Для производителей диммеров работа с таким стандартом логична и понятна, но производители электроустановочных изделий выпускают такие регуляторы реже, чем симисторные (triac), и не всегда удается подобрать необходимый по внешнему виду регулятор.
Но данный интерфейс все же достаточно перспективный, он позволяет создавать системы с лучшей плавностью регулирования, и более безопасный, так как используется низкое напряжение.
Если вы собираетесь подключать СДЛ мощностью больше, чем мощность диммера, то следует использовать усилитель. Рассмотрим схему подключения СДЛ с одноканальным усилителем (рис. 6).


Рис. 6. Подключение СДЛ через одноканальный усилитель

БП подает напряжение на усилитель и диммер. Одна часть ленты подключается напрямую к диммеру, а другая — через одноканальный усилитель мощности. В данной схеме усилитель питается от БП, к которому подключен диммер, но можно также усилитель питать от отдельного БП. Лучше всего использовать два усилителя, чтобы вся нагрузка была на усилителях, а диммер был бы без нагрузки, как показано на рис. 7.


Рис. 7. Подключение СДЛ через два одноканальных усилителя

Подключение через два одинаковых усилителя дает более правильную нагрузку, таким образом, исключается вероятность задержки по времени и разницы в яркости между разными участками СДЛ. Желательно использовать электрический кабель одинаковой длины и сечения.
Разумеется, по принципу данной схемы можно подключать и большее количество СДЛ через большее количество усилителей.
Иногда для усиления мощности диммируемой системы используются трехканальные RGB-усилители, которые в первую очередь предназначены для подключения многоцветных СДЛ RGB. Рассмотрим схему подключения СДЛ через многоканальный RGB-усилитель (рис. 8).


Рис. 8. Подключение через многоканальный RGB – усилитель

Сигнал от диммера подается на вход усилителя, при этом «+» от диммера подается на «+» усилителя, а «-» с диммера подается на «-» трех входов усилителя. То есть входные клеммы «-» R (красный), «-» G (зеленый) и «-» Б (синий) замкнуты между собой.
Обращаем ваше внимание, что выходные сигналы ни в коем случае не должны замыкаться между собой, иначе усилитель может выйти из строя. На каждый выход усилителя подключается отдельный участок СДЛ, как показано на рис. 8. Более совершенная схема подключения представлена на рис. 9.

Рис. 9. Оптимальное подключение большого количества светодиодных лент через RGB-усилители

Схемы управления многоцветными СДЛ RGB

Сперва рассмотрим наиболее простую последовательность подключения СДЛ, как показано на рис. 10.


Рис. 10. Простое подключение многоцветной RGB СДЛ

БП постоянным напряжением питает контроллер, который способен получать управляющие команды от ПДУ. RGB СДЛ подключаем к контроллеру.
В случае если мощность RGB-лент больше мощности контроллера и, соответственно, БП, используем усилитель. На схеме (рис. 11) показано подключение через многоканальный усилитель. Один участок СДЛ питается от контроллера, а другой — от усилителя сигнала.


Рис. 11. Схема подключения RGB-ленты через усилитель

Здесь есть важный момент. При выборе определенных цветов свечения СДЛ бывают случаи, когда наблюдается разница цветов участка ленты, подключенного к контроллеру, с участком, подключенным к усилителю. На рис. 12 показан пример различия по оттенку свечения СДЛ.


Рис. 12. Пример различия по оттенку свечения ленты

Также возможно различие во времени срабатывания между этими участками СДЛ при включении системы.
Возникает данное явление из-за различия вольт-амперных выходных параметров контроллера и усилителя. Также влияние может оказать слишком большая разница между длиной проводов от участка, подключенного к контроллеру, с участком подключения через усилитель. Чтобы избежать подобного, нужно производить подключение по схеме, как показано на рис. 13.


Рис. 13. Оптимальная схема подключения RGB-лент через усилители

Использовать нужно кабель питания (от усилителей до СДЛ) приблизительно одинаковой длины.
На схеме показано подключение двух усилителей, которые питаются от одного БП. Благодаря установке усилителя на каждую СДЛ в итоге мы получаем одинаковые цвета и оттенки на всех участках. Еще нужно учесть необходимость применять усилители одного производителя и одной модели.
Если у вас большое количество СДЛ и их мощность превышает мощность БП, следует использовать несколько БП, при этом на каждый усилитель можно подключить свой БП, а контроллер может питаться от любого БП, т. к. в данной схеме он не нагружен и будет потреблять крайне малое количество электроэнергии. На схеме (рис. 14) показано данное подключение.


Рис. 14. Оптимальная схема подключения RGB-лент через усилители с раздельным питанием

Также нужно быть осторожным с проводами, подключенными к СДЛ, избегая их замыкания. Результат такой ошибки проявляется постоянным свечением светодиодов на поврежденном канале, без какой-либо реакции на управляющие команды от ПДУ. Поэтому при сборке и наладке многоцветных RGB-систем надо следить особенно внимательно за тем, чтобы проводники не создавали замыканий даже на короткое время. В RGB-лентах такое замыкание возникает чаще, так как контактные площадки расположены близко друг к другу.

Управление СДЛ по цифровому протоколу SPI

Этот цифровой протокол управления заслуживает отдельного внимания, так как он распространен для СДЛ. Протокол позволяет отдельно управлять каждым светодиодом, появляется возможность получать интересные эффекты, такие как «бегущие огни», «северное сияние», можно даже собрать экран или «бегущую строку».
Система на SPI СДЛ показана на рис. 15. От БП (обычно 5 или 12 В) мы питаем контроллеры и SPI СДЛ.


Рис. 15. Схема подключения SPI СДЛ

Такие СДЛ оснащены микросхемами, которые декодируют цифровой сигнал в аналоговый, пригодный для работы светодиодов.
При выборе управляющих контроллеров важно учесть количество RGB- пикселей: если для SPI-ленты заявлено 300 пикселей, то и контроллер должен поддерживать не менее 300 пикселей. Пиксель — это минимальная многоцветная единица управления, то есть это один или несколько RGB-светодиодов, которые в момент времени способны иметь одинаковыми цвет и интенсивность свечения. Чаще всего 1 пиксель = 1 RGB-светодиод, бывают системы 1 пиксель = 3 RGB-светодиода или 1 пиксель = 6 RGB-светодиодов. Важно понимать, что для создания экрана нужно выбирать СДЛ, где 1 пиксель = 1 RGB СДЛ, иначе на трех или шести диодах изображение будет растянутым. При подключении SPI-лент нужно учитывать направление распространения сигнала, оно обозначено стрелкой на печатной плате (рис. 15, 16).


Рис. 16. Фрагмент SPI СДЛ

Управление СДЛ по цифровому протоколу DMX, DALI

DMX и DALI — цифровые протоколы управления светом, чаще всего используются в театрах, концертных залах, ресторанах и в различных системах интерьерного освещения, в системах «умный дом». Схемы и общие принципы схожи с описанными выше, с одной лишь разницей, что в дополнение к контроллеру используется декодер, который преобразует цифровой сигнал в привычный аналоговый ШИМ (широтно-импульсная модуляция). Схема подключения представлена на рис. 17.


Рис. 17. Система управления светом по цифровому протоколу на примере DMX

В данном случае существует единая система управления, на которой человек способен задать нужную программу (световой сценарий) управления светом, затем этот сценарий преобразуется в цифровой сигнал и передается на декодеры, объединенные в одну сеть (рис. 15).

Преимущества цифровых протоколов для управления освещением

Цифровые протоколы дают возможность управлять каждым источником света, можно проигрывать световые сцены. Это удобно для театров, т. к. светооператор с одного пульта управляет всеми световыми приборами. Также это удобно для больших квартир и офисов, где интересно сформировать различные световые сценарии, например: одной клавишей включить закарнизную подсветку и все остальные осветительные приборы, создав максимально яркое освещение для активной деятельности, а другой клавишей включить закарнизную подсветку на 30% яркости совместно с торшерами без люстр, создав приглушенный свет для спокойной обстановки. Имеется возможность объединения в одну сеть различного светового оборудования: светильники, одноцветные СДЛ, многоцветные СДЛ RGB, прожекторы, лампы — как светодиодные, так и накаливания или люминесцентные.
Еще одно преимущество — возможность передавать сигнал на большие расстояния. Например, если у нас расстояние между различными участками СДЛ 100 м, то в этом случае управляющий сигнал нужно передавать в цифровом формате. Аналоговый придет от контроллера до усилителя ослабленным, традиционные усилители для СДЛ усиливают ток, а не напряжение, поэтому СДЛ будет светить тусклее. Если расстояние контроллер — усилитель значительно больше 30 м, советуем также задуматься об использовании цифровых протоколов управления.
В заключение посоветуем перед созданием управляемой светотехнической системы при покупке оборудования и доверять монтаж квалифицированному персоналу.

Источник
Журнал «Полупроводниковая светотехника» 2017
© «СИТИ Эксклюзив», 2018

Тестированиесветодиодов серии 3535 Ceramic Lh451B от Samsung

Предисловие

Утверждение о том, что время быстротечно, в контексте промышленного развития светодиодного освещения выглядит как не успевающие быть толком освоенными, прежние технологии производства устаревают и сменяются более совершенными. Стремление к улучшению параметров светодиодов заставляет работать технологов соответствующих производств значительно интенсивнее. Однако некоторые «новшества» оказываются довольно давними разработками, которые были отложены «до поры» либо по причине явной дороговизны их промышленной реализации, либо из-за технической невозможности исполнения в то время. К таким новациям относится и совершенно недавнее промышленное освоение крупными компаниями — производителями светодиодов и излучающих кристаллов для них, технологии установки чипов методом flip-chip («перевернутый кристалл»). Суть ее состоит в том, что имеющий верхнее расположение омических контактов кристалл, например на основе InxGa1-xN, выращенный на подложке из сапфира, устанавливается «вверх дном». При этом контактные площадки, изначально предназначенные для приварки к ним внешних контактных проводников, используются для припайки кристалла к токоведущим площадкам платы (подложки) эвтектическим сплавом. А излучение от оказавшегося внизу p-n-перехода выводится вверх через прозрачную подложку. Таким образом, близость активной области кристалла к теплоотводу оказывается максимальной, поэтому вся система имеет существенно большую эффективность охлаждения, чем прежде.

Но если раньше легко наносимое на ровную поверхность этой подложки зеркальное напыление отражало значительную долю излучения, производимого тыльной стороной активной области, то теперь это сделать сложнее, поскольку это зеркало необходимо на одной площади совместить с контактами. Это обстоятельство, конечно, не единственная задача, сопутствующая указанному «перевороту» в монтаже кристалла, которую потребовалось решить, чтобы адаптировать дизайн чипа для такой установки с сохранением эффективности излучения. Однако перспектива увеличения световой эффективности по причине лучшего отвода тепла и соблазн возможности повышения удельной излучающей способности заставили технологов решать эти задачи. Не посчитали их неразрешимыми даже специалисты компании Cree, которым при освоении технологии flip-chip пришлось значительно изменять дизайн кристалла из-за того, что и подложка у него непрозрачная (SiC) и структура — вертикальная. Последнее означает, что кристалл имеет аксиальные выводы, одним из которых и является подложка, а второй расположен сверху. В традиционном варианте установки такая конструкция имеет ряд особенностей, вряд ли позволяющих оценивать их как истинные преимущества. Так, связующий материал, удерживающий кристалл на контактной площадке кристаллодержателя (подложки) светодиода, помимо теплопроводящих свойств, должен обладать еще и хорошей электропроводностью. При этом подложка светодиода практически всегда оказывалась одним из контактов светодиода, что не всегда приемлемо. Это впоследствии была применена керамическая основа, гальванически развязывающая корпус светодиода и кристалл, однако это не могло произойти без увеличения теплового сопротивления.

Таким образом, единственным выходом для применения установки методом flip-chip, был перенос контактов на одну плоскость (нижнюю грань), что существенно изменило дизайн некогда вертикального кристалла. Поэтому, по сути, этот кристалл никто и не «переворачивал», и скорее всего, правильнее было бы называть его установку не flip-chip, а просто — «на эвтектический сплав». Но, как всегда в таких случаях, этот факт является больше коммерческим ходом с громким названием, поэтому никто и не стал возражать. Единственным признаком «переворота» может служить лишь оказавшаяся снизу, как и у других кристаллов, их активная область. И здесь следует отдать должное — эффект от такого преобразования получился очень неплохим: вкупе с бриллиантоподобной огранкой подложки сверху для лучшей квантовой эффективности, светодиоды на основе таких кристаллов обладают одними из лучших значений параметров в мире. Однако стоимость затрат на описанные действия по перестройке технологии производства кристаллов оказалась таковой, что и цена этих светодиодов, как и огранка их кристаллов — бриллиантоподобна.

Большинства проблем адаптации дизайна к установке методом flip-chip лишены кристаллы на основе сапфира, в том числе те, которые в своих светодиодах использует компания Samsung. Одним из преимуществ вертикальной структуры кристалла до этого варианта установки был единственный акт приварки контактного проводника к одному верхнему омическому контакту. В то время как кристалл на основе сапфира испытывал эту операцию дважды. Как правило, при сварке использовался термоультразвуковой метод, сочетающий в себе внешний общий нагрев установленного на подложку кристалла и локальный кратковременный нагрев области контакта ультразвуком (УЗ). Как утверждают результаты исследований [1, 2], такие воздействия не только не проходили для кристаллов бесследно, но и довольно существенно влияли на деградационные характеристики светодиодов впоследствии. Поэтому у специалистов компании Samsung повод для развития промышленной технологии установки кристаллов методом flip-chip оказался наиболее веским. Если учесть, что операция термоультразвуковой приварки контактных проводников при монтаже кристаллов используется в подавляющем большинстве производств светодиодов или иных полупроводниковых элементов, то можно сказать, что на выходе конвейера производитель получает приборы с некоторой потенциальной степенью деградации параметров, отличающейся от той, которая была бы в случае отсутствия воздействия ультразвука на гетероструктуру [1, 2]. В итоге через одинаковое время наработки светодиодов можно заметить достаточно значительную разницу в значении светового потока у тех, которые испытали воздействие УЗ-сварки, и тех, которые были установлены методом flip-chip, где она не используется. Причем если подходить к этому факту с точки зрения абсолютного начального значения светового потока, то процесс его деградации в точке 3000-5000 часов наработки у образцов кристаллов без применения приварки контактного проводника (установлены методом flip-chip) вообще еще не начался: он несколько превышает начальное значение и, судя по ходу графика, представленного в [1] не так скоро его снова достигнет.

Таким образом, можно предположить, что помимо очевидных преимуществ в совершенствовании световой эффективности, обозначенных в начале этого параграфа, освоенная компанией Samsung технология установки кристаллов методом flip-chip, открывает значительные перспективы по увеличению срока службы и надежности своих светодиодов. В истинности этих предположений попробуем разобраться, используя результаты независимых и объективных исследований характеристик светодиодов новой серии 3535 Ceramic Lh451B от фирмы Samsung в светотехнической лаборатории испытательного центра «АРХИЛАЙТ». Несмотря на то, что о нижеследующем условии мы говорили неоднократно в прежних статьях, посвященных подобным исследованиям, не лишним было бы отметить их и сейчас. Речь идет о порядке проведения такого исследования, для «чистоты эксперимента» и соблюдения принципа максимальной объективности которого переданные образцы сопровождались только указанием режима, при котором требовалось проводить измерения, а наименование бина (биновой комбинации) заказчиком не сообщалось. Эта информация «втемную» была помещена в конверт, закрыта и опечатана. При рассмотрении результатов конверт вскрывался в присутствии заказчика и исполнителя, таким образом, исполнитель (лаборатория «АРХИЛАЙТ»), проводя исследования и рассчитывая их результаты, не мог знать, какому бину соответствует образец, и «подогнать ответ под задачу».

 

Описание образцов и результаты измерений

Светодиод выполнен в корпусе размером 3,5×3,5 мм с высотой около 2 мм. Внешний вид показан на рис. 1. Все его элементы крепятся к керамическому основанию толщиной около 0,4 мм. Особо стоит отметить узел из установленного на токо-ведущие контактные площадки подложки излучающего кристалла и систему вывода излучения в виде кремнийорганической линзы с «прослойкой» из люминофорной композиции. Последняя, ввиду абсолютно ровной поверхности подложки кристалла по причине отсутствия контактов (показано на рис. 2а), представляет собой подобие отрезка клейкой ленты определенной толщины с необходимым содержанием люминофора, которая подобно ламинированию наклеивается на указанную поверхность. Простота и высокая технологичность нанесения этого покрытия — это еще одно важное достоинство примененного flip-chip — метода установки кристалла. Однако при таком способе нанесения люминофора торцы кристалла, через которые выводится хоть и небольшая, но ощутимая доля излучения, могут остаться незакрытыми. Это приведет к появлению значительной доли исходного синего света в боковых областях пространственной диаграммы распределения силы света. Чтобы такого не случилось, размер «лоскута» ленты с люминофором несколько больше, чем размер кристалла, поэтому она перегибается через его грани и закрывает торцы. Это заметно по оставшемуся следу на отсоединенной от кристалла линзе вместе с люминофором, показанному на рис. 2б стрелками. Но для полной «герметизации» этой оптической системы от просачивания синего излучения, а также для механического крепления вся полость под линзой, не занятая кристаллом заполнена непрозрачным компаундом (рис. 2а). Большинство подобных технологических приемов применяется с целью оптимизации процесса нанесения люминофора и одновременной минимизации неравномерности колориметрических характеристик по фотометрическому телу светодиода. Анализ последних, как показатель того, насколько указанные приемы оказались успешными, будет проведен позже. А на этом этапе изучения конструкции светодиода также следует обратить внимание и на саму установку кристалла методом flip-chip.

Рис. 1. Внешний вид светодиода Lh451B

Рис. 2.
а) Светодиод Lh451B со снятой линзой и люминофорным покрытием кристалла;
б) «оттиск» кристалла на поднутрении отсоединенной линзы с люминофором

Как говорилось выше, крайне важным моментом, принципиально отличающим такую установку от прежнего варианта, является существенное снижение теплового сопротивления p-n-переход — подложка светодиода. В классическом случае применения кристалла на подложке из сапфира (Al2O3) (с приваркой контактных проводников) основным элементом, на откуп которому отдавалось значение указанного теплового сопротивления, был компаунд (эпоксидный клеевой состав), служащий креплением кристалла к подложке (основанию) светодиода. Вдобавок тепло от активной области должно было передаться на этот компаунд через сам сапфир. Со временем эта система, подвергающаяся сильным механическим напряжениям при нагреве и остывании, расшатывалась, и ее тепловое сопротивление значительно увеличивалось. Все это приводило к перегреву активной области и в результате к ускоренной деградации параметров излучения. При установке кристалла описанного дизайна методом flip-chip, все эти слабые места тепловой схемы светодиода отсутствуют. Таким образом, значения теплового сопротивления p-n-переход кристалла на Al2O3 — подложка светодиода, исчисляющиеся единицами, а не десятками °C/Вт, стали вполне реальными. И даже хорошо заметные на рис. 3 следы припайки кристалла в светодиоде Lh451B, имеющие существенные по площади области, не заполненные припоем, по-видимому, мало влияют на эти значения. Такой вывод можно сделать, если обратить внимание на содержание таблицы 1, в которой представлены результаты измерений теплового сопротивления образцов светодиодов. Измерения сделаны при рекомендованном спецификацией режиме +25 °C. При этом можно наблюдать не только практическое совпадение полученных и декларируемых значений, но и их истинную малую абсолютную величину. Это говорит о высокой эффективности примененного метода установки кристалла и о его надежности.

Рис. 3. Топология контактных площадок подложки светодиода Lh451B и оставшиеся на них следы припайки кристалла (показаны стрелками)

Таблица 1. Результаты измерений теплового сопротивления образцов светодиодов
Образец Потребляемый ток If, мА Тепловое сопротивление Rt,
°С/Вт, полученное
Тепловое сопротивление Rt,
°С/Вт, по D.Sh.
Lh451B 350 4,2 4,0
Lh451B 700 7,6

Другие данные по полученным и декларируемым значениям параметров приведены в таблице 2. Можно заметить, что подавляющему большинству из них свойственно очень близкое соответствие. Следует отметить, что спецификация составлена по принципу так называемого «горячего бининга», когда параметры указываются при температуре активной области кристалла Tj = +85 °C, характерной для реальных условий эксплуатации светодиода. Это обстоятельство заставляет производителя быть гораздо честнее и минимизирует «лукавство» по декларации «высоких» характеристик в наиболее выгодных температурных условиях светодиода. Однако даже при таких обстоятельствах значения, например, световой эффективности имеют очень высокий уровень при соответствующих плотностях тока. Некоторые косвенные параметры, такие как КПД (доля электроэнергии, преобразованной в излучение) или спектральная световая эффективность, являются типичными для приборов такого класса.

Таблица 2. Данные по полученным и декларируемым значениям параметров светодиодов Lh451B
Тип светодиода Lh451B — 3535 SPHWh3L3D30CD4RTP3 D2R4P1
Параметры Полученные Полученные Норма по D.S.
(при Tj = +85 °C)
Режим 350 мА
(при Tj = +85 °C)
700 мА
(при Tj = +85 °C)
350 мА
Мощность излучения, Вт 0,45 0,82  
Световой поток, лм 154,7 282,3 160-170
(мин. 288 при 0,7 А)*
Сила света максимальная, кд 46,95 86,7  
Сила света осевая, кд 46,88 86,6  
Освещенность по оси на расстоянии 2 м, лк 11,7 21,7  
Сила излучения максимальная, Вт/ср 0,136 0,251  
Угол излучения 2Q0,5Iv, град. 0-0 127,52 128,44 124
0-90 130,32 126,84 124
средний 2Q0,5Iv 128,92 127,64 124
Угол излучения 2Q0,1Iv, град. 154,41 153,66 175
Потребляемый ток, A 0,35 0,7 0,35
Напряжение питания статическое, В 2,774 2,909 2,6-2,8
Напряжение питания импульсное, В 2,877   2,8
Потребляемая мощность статическая, Вт 0,971 2,036 0,980
Потребляемая мощность импульсная, Вт 1,007   0,980
Световая эффективность статическая, лм/Вт 159,34 138,63 >163
Световая эффективность импульсная, лм/Вт 153,63   >163
Температура p-n-перехода Tj, °С 85 85 85
Относительная сила света, кд/клм 303,4 307,1  
КПД светодиода, % 46,1 40,17  
Спектральная световая эффективность, лм/Вт 345,4 345,0  
Энергетическая освещенность
по оси на расстоянии 2 м, Вт/м2
0,034 0,063  
Длина волны максимальная, нм 449,5 449 452
Длина волны центроидная, нм 557,5 557  
Ширина спектра излучения по уровню 0,5Р, нм 179,5 180,5 170
Ширина спектра излучения по уровню 0,1Р, нм 261,5 262,5 250
Координаты цветности X 0,3529 0,3519 0,35
Y 0,3727 0,3716 0,362
Z 0,2744 0,2765  
Доля ОСПЭЯ относительно V(λ), % 61,5 61,8  
Индекс цветопередачи Ra (CRI) 71,6 71,8 >70
Коррелированная цветовая температура (ССТ), K 4794 4825 5000 (R4)
Цветовая температура по Планку (приведенная), K 4276 4383  

Примечание: * — в даташите подразумевается допуск указанного светового потока ±7%.

По колориметрическим характеристикам предоставленные образцы также оказались в соответствии со значениями, указанными в спецификации. Так, например, коррелированная цветовая температура (КЦТ) крайне близка к заявленной для этого ранка, а координаты цветности находятся, хотя и в области верхней границы, но в пределах бина, определенного при сортировке на производстве, что иллюстрирует рис. 4. Следует отметить, что даже удвоение тока через кристалл не привело к сколь-нибудь значимым изменениям КЦТ, и это свидетельствует о значительном запасе динамики изменения тока относительно штатного значения в 350 мА. Хотя именно о КЦТ и ее трактовке в настоящем исследовании стоит сказать особо. Дело в том, что масштабные споры о методах ее определения у светодиодов и в устройствах на их основе так и не привели к некоему конструктивному и единому мнению. Поэтому порой результаты измерений ее значений у одних и тех же источников могут отличаться. Как известно, вся проблема с этим решением основана на существенной неравномерности спектрального состава излучения светодиода в зависимости от угла излучения. Основная причина тому — несовершенство методов нанесения люминофорного покрытия, первичная и вторичная оптика, а также имеющаяся неравномерность плотности светового потока по площади кристалла. С одной стороны, очевидно, что, обладая узким (в 1 град.) полем зрения, наш глаз не может интегрировать световой поток не только от всей, но и даже от небольшой доли пространственной диаграммы излучения, поэтому важно, чтобы обозначенное значение КЦТ было одинаково по всей диаграмме (иначе оно не будет соответствовать спецификации). Но с другой стороны, если декларировать именно КЦТ суммарного потока источника, то тогда действительно можно говорить об интегральном значении КЦТ независимо от ее неравномерности распределения. По мнению автора, наиболее справедливым результатом рассуждения о корректности сути КЦТ окажется условие, при котором первая ситуация будет характеризовать осветительные приборы, а вторая — источники света. Вероятно, благодаря именно этой трактовке «соломонова решения» о методике измерений, с января 2016 г. в ГОСТ Р 54350-2015 отсутствует требование по измерению КЦТ интегральным методом. Это, по сути, значительно ужесточает требование по неравномерности КЦТ, поскольку она может быть измерена в любой точке фотометрического тела и должна оставаться в рамках заявленного значения, что обеспечить в большинстве случаев крайне затруднительно. Но по смыслу — гораздо правильнее и логичнее. Это заключение как раз касается именно осветительных приборов, стандарт на методы измерений которых и приведен в примере, этим же подтверждаются предыдущие предположения о трактовке КЦТ. Как обстоят дела с этим вопросом у светодиодов Lh451B от фирмы Samsung и что сулит их применение в осветительных приборах с точки зрения описанной проблемы, удобнее рассмотреть по соответствующим результатам измерений.

Рис. 4. Координаты цветности исследуемого светодиода:
а) данные спецификации, параметры бина приведены на сноске графика;
б) измеренные значения на цветовом графике МКО-31 для зоны белого цвета

На рис. 5 показана та самая зависимость коррелированной цветовой температуры от угла излучения, о которой речь шла выше. График зависимости составлен таким образом, что можно проследить изменение КЦТ в каждой области абсолютной диаграммы углового распределения силы света с обозначенными на ней значениями и саму зависимость КЦТ от угла излучения, отложенную по второй оси Y. Прежде всего, стоит отметить, что, несмотря на указанное на графике и в таблице 2 интегральное значение КЦТ, ее разброс (от центра диаграммы до углов по уровню 0,1Ф, где Ф — световой поток светодиода) составил порядка 2500 К. Причем благодаря форме диаграммы этот разброс относительно самого интегрального значения практически симметричен в обе стороны углов.

Рис. 5. Зависимость коррелированной цветовой температуры от угла излучения:
а) в режиме 350 мА;
б) в режиме 700 мА

Из приведенных результатов очевидно, что полученную неравномерность КЦТ невозможно назвать незначительной, даже если ограничить ее оценку углами -60…+60°, где сосредоточена основная доля светового потока. С точки зрения ответа на вопрос о причинах такого разброса оказалась полезной зависимость, показанная на рис. 5б, измеренная при удвоенной (относительно рис. 5а) плотности тока. Можно заметить, что график CCT(Q) на этой диаграмме более линеен, что означает бóльшую равномерность плотности мощности излучения по площади кристалла. Это можно объяснить большим приложенным напряжением, приводящим к увеличению эффективности излучения в периферийных зонах активной области кристалла, имеющего значительную площадь. Приведенные рассуждения подтверждают и полученные при измерениях значения углов излучения, отличающиеся на несколько градусов при описанных режимах тока именно в средней области диаграммы (по уровню 2Q0,5Iv), как и показывает таблица 2. Однако на абсолютное значение разброса КЦТ это обстоятельство практически не повлияло. Последнее означает, что примененный метод нанесения люминофорного состава не в полной мере учитывает обозначенную выше неравномерность плотности светового потока (мощности излучения) кристалла, а имеющаяся кремнийорганическая линза, хотя и обладает незначительной оптической силой, все же катализирует эффект неравномерности КЦТ. Можно предположить, что и в случае применения исследуемых светодиодов в составе осветительного прибора, в особенности содержащего вторичную оптику, он будет обладать аналогичной неравномерностью КЦТ по углу излучения. Но если вернуться к анализу соответствия измеренных в исследовании характеристик светодиодов декларируемым и рассуждать с позиции того, что в документе подразумевается интегральное значение КЦТ (если можно так выразиться — «КЦТ светового потока»), то, как было сказано выше, здесь имеется полное соответствие (табл. 2, рис. 5).

Несколько слов о результатах исследования электрических параметров. Описанные в начале статьи преимущества светодиода с кристаллом, установленным методом flip-chip, касаются и электрических характеристик. Прежде всего, это — минимально возможное прямое напряжение. Отсутствие дополнительных токоведущих проводников, неизбежных потерь на далеко не идеальной проводимости сварных соединений, значительная площадь контактных площадок и эвтектический сплав с высокой проводимостью — все это звенья цепи увеличения КПД преобразования электроэнергии в излучение у flip-chip — установленного кристалла. Безусловно, все эти обстоятельства положительно сказываются на значении световой эффективности светодиода и ее зависимости от прямого тока. Однако организация равномерности растекания тока по площади кристалла в применяемом типе кристаллов относительно дизайна вертикальной структуры — более проблемная, и поэтому не может обеспечить эту равномерность в большом диапазоне приложенных напряжений. Это также служит основной причиной обозначенной выше неравномерности плотности светового потока по площади кристалла. Также следует отметить высокую крутизну вольт-амперной характеристики, имеющей такую форму благодаря минимальному паразитному сопротивлению цепи «выводы светодиода — активная область кристалла». А низкое дифференциальное сопротивление (порядка 0,5 Ом при токе 350 мА) обеспечивает высокие динамические нагрузки (использование на больших токах в импульсном режиме). Учитывая малую площадь светодиода для передачи тепла внешнему радиатору, скорее всего, именно это и имела в виду компания Samsung, указывая в спецификации возможность светодиода работать на токах до 1500 мА и даже до 2000 мА при скважности импульсов 10. Более наглядно об этих выводах расскажет рис. 6. Однако нужно отдать должное производителю в том, что при оценке срока службы светодиодов по методике LM80, в спецификации указано время испытания 10 000 ч при токе 1 А и температуре (скорее всего — Tj), равной +105 °C. По результатам многочисленных исследований аналогичных светодиодов, например в [3, 4], на предмет прогноза деградационной характеристики, эта информация крайне близка к истине. Следовательно, можно сделать вывод, что и другие, не участвующие в настоящем исследовании параметры и их значения приведены корректно и на них вполне можно ориентироваться при выборе этого семейства светодиодов для применения в светотехнических устройствах.

Рис. 6. Вольт-амперные характеристики:
а) измеренная;
б) указанная в спецификации;
в) — измеренные зависимости дифференциального сопротивления и потребляемой мощности от прямого тока (характеристики измерены при Tj = +25 °C)

Литература
  1. S. G. Nikiforov. Photometric Method of Study of Semiconductor Heterostructures. // Inorganic Materials, 2011, Vol. 47, No. 14.
  2. E. К. Наими, С. Г. Никифоров, О. И. Рабинович, В. П. Сушков. Влияние ультразвуковой вибрации на деградацию светоизлучающих диодов на основе InGaN // Материалы электронной техники. 2009. №1.
  3. Rabinovich O. I., Nikiforov S. G., Sushkov V. P., Shishov A. V. New results of InGaN LED simulation // Proceedings of SPIE — The International Society for Optical Engineering, Volume 6468, 2007, Article number 64680U
  4. С. Г. Никифоров. Прогноз срока службы и изменения параметров промышленных светодиодов при наработке с помощью фотометрического метода // Инновации и инвестиции. 2015. №1.

WHT Z06 Модификации: Светодиодные ДХО и задние фонари

Модификации WHT Z06: Светодиодные ДХО и задние фонари
Модификации WHT Z06:
Светодиодные ДХО и задние фонари

Я сделал два проекта преобразования C6 Corvette LED, задние фонари в 2009 году и дневные ходовые огни (ДХО) в 2017 году.


Задние фонари

Я всегда думал, что C6 должен был быть сделан со светодиодным хвостом. огни.Мало того, что они выглядят круто, так еще и обладают тонкой безопасностью. к ним аспект. Они включаются гораздо быстрее. Лампы накаливания требуют 200 мс, чтобы выйти на яркость. Устранение этой задержки означает водитель, следующий за вами, может реагировать на ваши стоп-сигналы 200 мс раньше. Когда вы едете со скоростью 55 миль в час, это шестнадцать футов!

Существует несколько модификаций C6 на вторичном рынке, но большинство из них кажутся мне дешевыми. В ценовом диапазоне от 500 до 2100 долларов они ничего, кроме. Чего я действительно хотел, так это заводского вида со светодиодными внутренностями.

Я узнал, что Pratt & Miller использует светодиодный хвост в своей гонке C6R. и трамваи C6RS; дальнейшее расследование показало, что они используют светодиод модули задних фонарей, впервые увиденные на Mercury Mountaineer 2006 года. Они вклеены в стандартный отражатель задних фонарей C6 Corvette. сборки.


Светодиодные модули производятся Sylvania/OSRAM и являются частью их Светодиодная система освещения Joule. Этот продуманный дизайн обеспечивает поверхностное крепление Светодиоды в блоке радиатора снаружи блока задних фонарей.А прозрачная пластиковая трубка несет свет к зеркалу, которое светит им на отражателе заднего фонаря. Хранение светодиодов вне хвоста свет является важной особенностью, потому что светоотдача светодиодов чувствительна до температуры окружающей среды.

Есть два номера деталей светодиодных модулей Джоуля, которые широко использовались. Mercury Mountaineer 2006 года использует L1224R-01 (Ford 6L9Z-13B765-AA). а в Chevrolet Malibu LTZ 2008–2012 гг. используется L1230R-02 (GM 25874489). Фокусные расстояния закодированы в номере детали и составляют 24 и 30 мм, а фокусное расстояние патрона лампы накаливания в заднем фонаре C6 Corvette — 29.45 мм. В попытке выдерживать правильное фокусное расстояние, я использовал модули L1230R-02. А Недостатком этого выбора является то, что L1230R-02 использует 4-контактный разъем USCAR. разъем, который трудно получить.

Монтаж

Я хотел, чтобы эта модификация была обратимой, поэтому склеивание модулей в не вариант. Сначала я подумал о том, чтобы сделать адаптер, который Светодиодный модуль будет фиксироваться и, в свою очередь, фиксироваться в заднем фонаре сборка. Однако геометрия фиксирующих выступов светодиодного модуля а те, что на гнезде заднего фонаря C6, усложняют эту конструкцию изготовить.Кроме того, потребуется два уплотнителя вместо одного. и это повлияет на фокусное расстояние.

Мое решение состояло в том, чтобы сделать адаптеры, которые бы стыковались с хвостом C6. зажгите и приклейте их эпоксидной смолой к светодиодным модулям. Чтобы сделать мастер формы, Я вырезал запасную розетку заднего фонаря C6 и приклеил к ней проставку. Затем я сделал форму, используя Alumilite QuickSet RTV силикона и отлил ряд переходников из Alumilite Regular уретановая смола.

Подготовка к изготовлению формы

Конечный продукт удивительно прочен и может выдерживать температуры. до 250°F.Для отверждения силикона требуется 4-8 часов. но только 4-8 минут для схватывания смолы, поэтому после того, как форма была завершил его только я смог быстро сделать все части. Один раз переходники были готовы, осталось только обрезать ушки светодиодные модули и эпоксидные части вместе с J-B Сварка.

Окончательная сборка модуля Заблокирован в задний фонарь

Я сделал надрез на адаптере, чтобы было легче сохранять ориентацию разъема. при склеивании.Нанеся немного диэлектрической смазки, я повторно использовал погодные уплотнения от ламп накаливания.

Нагрузочные резисторы

Распространенная проблема со светодиодными преобразованиями заключается в том, что сигнал поворота и аварийка мигает слишком быстро. Флэшер — это, по сути, катушка намотана на биметаллическую полосу. Когда вы применяете ток катушка нагревает полосу, заставляя ее изгибаться и разрывать цепь. По мере того как полоса остывает, она выпрямляется и замыкает цепь.

Светодиоды потребляют меньше тока, чем лампы накаливания, которые они заменяют.Это означает, что биметаллическая пластина не так сильно нагревается. С тех пор требуется меньше времени, чтобы охладить циклы мигалки быстрее. Добавление резисторы имитируют нагрузку лампы накаливания и вызывают мигалка циклически повторяется с исходной скоростью.

C6 Corvette использует клиновидную лампу с двойной нитью накаливания 3057LL во всех четыре задних фонаря в сборе. Первичная нить – это рассчитан на 2,1 А при 12,8 В. Пара на каждой стороне подключена параллельно при отсутствии РПО Т79 (задние противотуманки). светодиод модули оцениваются в 3 балла.5 Вт при 13,5 В, что составляет 259 мА. Если мы сложим ток от двух ламп накаливания и вычтем ток от двух светодиодных модулей мы находим, что мы хотели бы каждый нагрузочный резистор потребляет около 3,7 А при 12,8 В. Это означает, что мы можем использовать резисторы мощностью 3,5 Ом, 50 Вт.

Жгут проводов

Вместо того, чтобы ломать жгут проводов, я сделал короткий переходник и вставил его в разъем C455, который находится сзади справа задний фонарь в сборе. Это соединение, которое соединяет I / P жгут проводов к жгуту крышки палубы и обеспечивал доступ ко всем соответствующие цепи задних фонарей; вот распиновка разъема (Жгут задней части кузова к жгуту I/P).

Штифт Цвет провода Функция
А БК Земля
Б Л-БУ Напряжение питания стоп-сигнала
С L-GN Напряжение питания резервной лампы
Д YE Напряжение питания заднего левого стоп-сигнала
Е БН Напряжение питания парковочных фонарей
Ф ТН Привод разблокировки замка заднего отсека
Г Д-ГН Напряжение питания заднего правого стоп-сигнала
Н ОГ Напряжение питания задних противотуманных фонарей (T79)

Обратите внимание, что RPO T79 является экспортным вариантом для задних противотуманных фар и поэтому контакт H не используется для бытовых нужд.

Я прикрепил нагрузочные резисторы к куску алюминия 1/8 дюйма и установил что под землей на правой стороне бампера. Я использовал 3-контактный Delphi разъем, чтобы можно было отключить резисторы и использовать лампы накаливания без снятия жгута проводов.

Резисторы подключаются между землей (контакт А) и левым (контакт D) и правой (штырь G) задней/стоп-сигналов и цепей указателей поворота.

8-контактные разъемы Delphi легко доступны, но 4-контактный Разъемы USCAR — нет.В конце концов мне повезло, и я нашел кого-то у кого было четыре. Поскольку все больше автомобилей используют эти модули, разъемы должны стать товарной единицей. После того, как я закончил сращивание проводов Вместе я завернул его в Эллиота Лента ET-301 сухая виниловая жгутовая лента, которая придавала ей полностью заводской внешний вид.

Вот список деталей для жгута проводов:

Примечания

ОСРАМ ОЕМ Заявка
Л1224Р-01 6L9Z-13B765-AA 2006-2007 Меркурий Альпинист
Л1224Р-01 8F9Z-13B765-А 2008-2010 Меркурий Альпинист
Л1230Р-02 25874489 2008-2012 Шевроле Малибу ЛТЗ
Л1224Р-01 8F9Z-13B765-А 2008-2009 Форд Таурус Х
Л1224Р-01 8F9Z-13B765-А 2008-2009 Меркурий Соболь
Л3230Р-3Н АР3З-13Б765-А 2010-2012 Форд Мустанг
  • Выходной сигнал 3057LL составляет 32/2 MSCD (402/25 лм).Модуль Джоуля выдает 47/3,5 лм (при 12,8 В). Причина, по которой светодиодный модуль ярче, заключается в том, что он выводит только красный цвет SAE.
  • Яркость светодиодного заднего фонаря должна составлять 10% от стоп-сигнала. светлая яркость. Меньшая светоотдача достигается за счет импульсного широтная модуляция. В спецификациях указано, что рабочий цикл составляет 5,7 % при частоте 240 Гц. однако я измерил, что это больше похоже на 255 Гц с помощью осциллографа:
    ШИМ-сигнал Деталь ШИМ
  • Штыревые разъемы USCAR, используемые на светодиодных модулях Joule, 064-S-003-1-A01 (3-контактный) и 064-S-004-1-A02 (4-контактный).

Дневные ходовые огни

Стандартные дневные ходовые и указатели поворота C6 Corvette также лампы накаливания, поэтому, конечно, я хотел заменить их на светодиодные.

Sylvania предлагает две линейки автомобильных светодиодных ламп. Первый — это 4157A (4157ASL.BP2), который представляет собой цилиндр с 18 светодиодами для поверхностного монтажа. Они приблизительно соответствуют выходной мощности штатной лампы, но я обнаружил, что тусклый (маркер свет), чтобы казаться тусклее, чем у стандартной лампы 4157NA.

Сильвания 4157A

Другой вариант — Sylvania Zevo 4157A (4157ALED.БП2). Тусклый Схема идеальна, а яркость ярче, но только при взгляде от непосредственно встроенного и хорошо выглядит вне угла. Это то, что я использовал.

Сильвания Зево 4157A Устанавливается в разъем ДХО

Нагрузочные резисторы

Стандартная лампа DRL / указателя поворота на C6 Corvette — 4157NA.Есть два элемента, первичный имеет номинал 2,2 A @ 12,8 В, потребляет 28,5 Вт и выдает 302 люмен. Используя Резистор мощностью 6 Ом мощностью 50 Вт дает нам 25,6 Вт. Sylvania Zevo рассчитана на 1,5 Вт при 13,8 В, что дает нам 27,1 Вт.

Жгут проводов

Как и в случае с модом задних фонарей, я сделал два жгута проводов, чтобы добавить нагрузочный резистор с каждой стороны. Для каждой стороны имеется по одному разъему. С119 слева, а C120 справа, но распиновка в основном такая же.

Штифт Цвет провода Функция
А БК Земля
Б YE Фара ближнего света
С D-GN/WH Напряжение питания фар дальнего света
Д L-BU/WH Напряжение питания лампы переднего указателя поворота
Е БН Напряжение питания парковочных фонарей

Все цепи проходят с подключенными резисторами. между массой (контакт A) и напряжением питания указателя поворота (контакт D) схемы.Я установил каждый резистор на алюминиевую пластину для монтажа.

Каждый жгут вставляется в разъем C119 или C120, а пластина резистора прикреплен к шпильке, которая свисает с модуля HID с помощью M6-1.0 орех.

Сильвания 4157A

Вот список деталей для жгута проводов:

Примечания

  • GearWrench (ранее K-D Tools) 3888D плоскогубцы для нажимных штифтов могут помочь для снятия пластиковых клипс кузова с подкрылка и переднего бампера легкая монтажная крышка.

  • Я использовал провод 14AWG для цепей A и B и 20AWG для остальных. Это связано с тем, что газоразрядные лампы мощностью 55 Вт могут потреблять более 100 Вт при включении, в то время как дальний свет лампы накаливания H9 потребляет 64 Вт.


Copyright © 2009, 2010, 2011, 2012, 2015, 2017, 2018, 2019, 2021
Крейг Лерес

509 Превышен предел пропускной способности

509 Превышен предел пропускной способности Сервер временно не может обслуживать ваши запрос из-за того, что владелец сайта достиг своего ограничение пропускной способности.Пожалуйста, повторите попытку позже.

%PDF-1.4 % 2001 0 объект > эндообъект внешняя ссылка 2001 267 0000000016 00000 н 0000007276 00000 н 0000007458 00000 н 0000009642 00000 н 0000010281 00000 н 0000010990 00000 н 0000011599 00000 н 0000012016 00000 н 0000012398 00000 н 0000012513 00000 н 0000012626 00000 н 0000012877 00000 н 0000013526 00000 н 0000013783 00000 н 0000014385 00000 н 0000014636 00000 н 0000014907 00000 н 0000015540 00000 н 0000015797 00000 н 0000020250 00000 н 0000020390 00000 н 0000021119 00000 н 0000021148 00000 н 0000021718 00000 н 0000021998 00000 н 0000022534 00000 н 0000025261 00000 н 0000027921 00000 н 0000030742 00000 н 0000033221 00000 н 0000036397 00000 н 0000039556 00000 н 0000043080 00000 н 0000043151 00000 н 0000043256 00000 н 0000069818 00000 н 0000070090 00000 н 0000070527 00000 н 0000114404 00000 н 0000147618 00000 н 0000174962 00000 н 0000205420 00000 н 0000256987 00000 н 0000268138 00000 н 0000268256 00000 н 0000268280 00000 н 0000268359 00000 н 0000268473 00000 н 0000268550 00000 н 00002 00000 н 00002

00000 н 0000290898 00000 н 0000291042 00000 н 0000291123 00000 н 0000291243 00000 н 0000291267 00000 н 0000291346 00000 н 0000291423 00000 н 0000311697 00000 н 0000312033 00000 н 0000312320 00000 н 0000312464 00000 н 0000312545 00000 н 0000312665 ​​00000 н 0000312782 00000 н 0000312806 00000 н 0000312885 00000 н 0000312962 00000 н 0000339958 00000 н 0000340292 00000 н 0000340579 00000 н 0000340723 00000 н 0000340804 00000 н 0000340924 00000 н 0000340948 00000 н 0000341027 00000 н 0000341104 00000 н 0000368263 00000 н 0000368596 00000 н 0000368881 00000 н 0000369025 00000 н 0000369106 00000 н 0000369226 00000 н 0000369250 00000 н 0000369329 00000 н 0000369406 00000 н 0000391229 00000 н 0000391565 00000 н 0000391852 00000 н 0000391996 00000 н 0000392077 00000 н 0000392197 00000 н 0000392221 00000 н 0000392300 00000 н 0000392377 00000 н 0000413701 00000 н 0000414038 00000 н 0000414325 00000 н 0000414469 00000 н 0000414550 00000 н 0000414670 00000 н 0000414693 00000 н 0000414716 00000 н 0000414739 00000 н 0000414762 00000 н 0000414884 00000 н 0000414983 00000 н 0000415133 00000 н 0000415255 00000 н 0000415354 00000 н 0000415504 00000 н 0000438063 00000 н 0000438545 00000 н 0000438623 00000 н 0000439012 00000 н 0000439090 00000 н 0000439452 00000 н 0000439530 00000 н 0000439929 00000 н 0000440007 00000 н 0000440369 00000 н 0000440447 00000 н 0000440846 00000 н 0000440924 00000 н 0000441285 00000 н 0000441363 00000 н 0000441761 00000 н 0000441839 00000 н 0000442202 00000 н 0000442280 00000 н 0000442394 00000 н 0000442715 00000 н 0000442793 00000 н 0000443170 00000 н 0000443248 00000 н 0000443632 00000 н 0000443710 00000 н 0000444099 00000 н 0000444177 00000 н 0000444559 00000 н 0000444637 00000 н 0000445022 00000 н 0000445100 00000 н 0000445484 00000 н 0000445562 00000 н 0000445763 00000 н 0000445841 00000 н 0000446162 00000 н 0000446240 00000 н 0000446621 00000 н 0000446699 00000 н 0000447083 00000 н 0000447161 00000 н 0000447545 00000 н 0000447623 00000 н 0000448004 00000 н 0000448082 00000 н 0000448463 00000 н 0000448541 00000 н 0000448930 00000 н 0000449008 00000 н 0000449388 00000 н 0000449466 00000 н 0000449849 00000 н 0000449927 00000 н 0000450310 00000 н 0000450388 00000 н 0000450776 00000 н 0000450854 00000 н 0000451239 00000 н 0000451317 00000 н 0000451702 00000 н 0000451780 00000 н 0000452168 00000 н 0000452246 00000 н 0000452633 00000 н 0000452711 00000 н 0000453098 00000 н 0000453176 00000 н 0000453564 00000 н 0000453642 00000 н 0000454030 00000 н 0000454108 00000 н 0000454495 00000 н 0000454573 00000 н 0000454894 00000 н 0000454972 00000 н 0000455369 00000 н 0000455447 00000 н 0000455803 00000 н 0000455881 00000 н 0000456281 00000 н 0000456359 00000 н 0000456714 00000 н 0000456792 00000 н 0000457191 00000 н 0000457269 00000 н 0000457625 00000 н 0000457703 00000 н 0000458102 00000 н 0000458180 00000 н 0000458536 00000 н 0000458614 00000 н 0000459003 00000 н 0000459081 00000 н 0000459483 00000 н 0000459561 00000 н 0000459916 00000 н 0000459994 00000 н 0000460395 00000 н 0000460473 00000 н 0000460828 00000 н 0000460906 00000 н 0000461305 00000 н 0000461383 00000 н 0000461739 00000 н 0000461817 00000 н 0000462219 00000 н 0000462297 00000 н 0000462651 00000 н 0000462729 00000 н 0000463050 00000 н 0000463128 00000 н 0000463506 00000 н 0000463584 00000 н 0000463906 00000 н 0000463984 00000 н 0000464365 00000 н 0000464443 00000 н 0000464822 00000 н 0000464900 00000 н 0000465279 00000 н 0000465357 00000 н 0000465739 00000 н 0000465817 00000 н 0000466204 00000 н 0000466282 00000 н 0000466669 00000 н 0000466747 00000 н 0000467127 00000 н 0000467205 00000 н 0000467527 00000 н 0000467605 00000 н 0000468000 00000 н 0000468078 00000 н 0000468439 00000 н 0000468517 00000 н 0000468919 00000 н 0000468997 00000 н 0000469395 00000 н 0000469473 00000 н 0000469834 00000 н 0000469912 00000 н 0000470309 00000 н 0000470387 00000 н 0000470749 00000 н 0000470827 00000 н 0000471224 00000 н 0000471302 00000 н 0000471663 00000 н 0000471741 00000 н 0000471943 00000 н 0000472021 00000 н 0000472385 00000 н 0000472463 00000 н 0000472865 00000 н 0000005636 00000 н трейлер ]/предыдущая 1184607>> startxref 0 %%EOF 2267 0 объект >поток ч·V{PTUι}

%PDF-1.4 % 6846 0 объект > эндообъект внешняя ссылка 6846 204 0000000016 00000 н 0000008687 00000 н 0000008914 00000 н 0000008951 00000 н 0000009423 00000 н 0000010040 00000 н 0000010153 00000 н 0000010420 00000 н 0000011048 00000 н 0000012964 00000 н 0000013079 00000 н 0000021889 00000 н 0000022916 00000 н 0000023784 00000 н 0000043033 00000 н 0000043265 00000 н 0000043349 00000 н 0000043406 00000 н 0000043472 00000 н 0000043551 00000 н 0000043991 00000 н 0000044070 00000 н 0000044093 00000 н 0000044208 00000 н 0000044287 00000 н 0000044310 00000 н 0000044389 00000 н 0000044583 00000 н 0000044777 00000 н 0000044971 00000 н 0000045165 00000 н 0000045359 00000 н 0000045552 00000 н 0000045746 00000 н 0000045940 00000 н 0000046134 00000 н 0000046328 00000 н 0000046521 00000 н 0000046715 00000 н 0000046909 00000 н 0000047100 00000 н 0000047292 00000 н 0000047486 00000 н 0000047678 00000 н 0000047870 00000 н 0000048062 00000 н 0000048254 00000 н 0000048404 00000 н 0000048495 00000 н 0000048587 00000 н 0000048675 00000 н 0000048698 00000 н 0000048823 00000 н 0000048939 00000 н 0000048962 00000 н 0000049025 00000 н 0000049100 00000 н 0000049212 00000 н 0000049294 00000 н 0000049392 00000 н 0000049523 00000 н 0000049605 00000 н 0000049723 00000 н 0000049929 00000 н 0000050126 00000 н 0000050208 00000 н 0000050310 00000 н 0000050398 00000 н 0000050538 00000 н 0000050620 00000 н 0000050799 00000 н 0000050881 00000 н 0000050997 00000 н 0000051135 00000 н 0000051217 00000 н 0000051401 00000 н 0000051483 00000 н 0000051731 00000 н 0000051870 00000 н 0000052034 00000 н 0000052116 00000 н 0000052256 00000 н 0000052338 00000 н 0000052524 00000 н 0000052606 00000 н 0000052785 00000 н 0000052867 00000 н 0000053009 00000 н 0000053123 00000 н 0000053394 00000 н 0000053476 00000 н 0000053584 00000 н 0000053850 00000 н 0000054039 00000 н 0000054121 00000 н 0000054277 00000 н 0000054465 00000 н 0000054630 00000 н 0000054712 00000 н 0000054796 00000 н 0000054896 00000 н 0000055071 00000 н 0000055153 00000 н 0000055237 00000 н 0000055462 00000 н 0000055544 00000 н 0000055638 00000 н 0000055742 00000 н 0000055921 00000 н 0000056003 00000 н 0000056083 00000 н 0000056230 00000 н 0000056312 00000 н 0000056398 00000 н 0000056530 00000 н 0000056612 00000 н 0000056754 00000 н 0000056836 00000 н 0000056962 00000 н 0000057044 00000 н 0000057166 00000 н 0000057248 00000 н 0000057330 00000 н 0000057412 00000 н 0000057494 00000 н 0000057602 00000 н 0000057684 00000 н 0000057792 00000 н 0000057874 00000 н 0000057956 00000 н 0000058038 00000 н 0000058120 00000 н 0000058218 00000 н 0000058300 00000 н 0000058410 00000 н 0000058492 00000 н 0000058590 00000 н 0000058672 00000 н 0000058754 00000 н 0000058836 00000 н 0000058918 00000 н 0000059000 00000 н 0000059098 00000 н 0000059180 00000 н 0000059262 00000 н 0000059344 00000 н 0000059490 00000 н 0000059572 00000 н 0000059654 00000 н 0000059736 00000 н 0000059934 00000 н 0000060092 00000 н 0000060325 00000 н 0000060407 00000 н 0000060563 00000 н 0000060683 00000 н 0000060847 00000 н 0000060929 00000 н 0000061035 00000 н 0000061117 00000 н 0000061259 00000 н 0000061341 00000 н 0000061463 00000 н 0000061545 00000 н 0000061679 00000 н 0000061761 00000 н 0000061885 00000 н 0000061967 00000 н 0000062114 00000 н 0000062196 00000 н 0000062322 00000 н 0000062430 00000 н 0000062512 00000 н 0000062630 00000 н 0000062712 00000 н 0000062866 00000 н 0000062948 00000 н 0000063030 00000 н 0000063112 00000 н 0000063194 00000 н 0000063276 00000 н 0000063358 00000 н 0000063440 00000 н 0000063522 00000 н 0000063604 00000 н 0000063738 00000 н 0000063820 00000 н 0000063954 00000 н 0000064036 00000 н 0000064176 00000 н 0000064258 00000 н 0000064392 00000 н 0000064474 00000 н 0000064618 00000 н 0000064700 00000 н 0000064782 00000 н 0000064864 00000 н 0000064982 00000 н 0000065064 00000 н 0000065170 00000 н 0000065252 00000 н 0000065334 00000 н 0000008400 00000 н 0000004469 00000 н трейлер ]/Предыдущая 3003764/XRefStm 8400>> startxref 0 %%EOF 7049 0 объект >поток чХ{ТСВ? ID%0(R 5RG#ЖFPAl泝+SVZڵ

Знакомство с фототранзистором | УЧИТЬСЯ.PARALLAX.COM

Транзистор похож на клапан, который регулирует количество электрического тока, проходящего через два из трех его выводов. Третий вывод контролирует, сколько тока проходит через два других. В зависимости от типа транзистора протекание тока может регулироваться напряжением, током или, в случае фототранзистора, светом.

На приведенном ниже рисунке показана схема и чертеж части фототранзистора из комплекта Robotics Shield.Яркость света, падающего на клемму базы (B) фототранзистора, определяет, сколько тока он пропускает на клемму коллектора (C) и выходит через клемму эмиттера (E). Более яркий свет приводит к большему току; менее яркий свет приводит к меньшему току.

Фототранзистор немного похож на светодиод. Два устройства действительно имеют два сходства. Во-первых, если вы подключите фототранзистор в схеме наоборот, он не будет работать правильно.Во-вторых, он также имеет два контакта разной длины и плоское пятно на пластиковом корпусе для идентификации клемм. Более длинный из двух контактов указывает на вывод коллектора фототранзистора. Более короткий контакт указывает на эмиттер и соединяется ближе к плоскому пятну на прозрачном пластиковом корпусе фототранзистора.

Световые волны

В океане можно измерить расстояние между пиками двух соседних волн в футах или метрах. Для света, который также распространяется волнами, расстояние между соседними пиками измеряется в нанометров (нм), что составляет миллиардные доли метра.На рисунке ниже показаны длины волн для цветов света, с которыми мы знакомы, а также для некоторых цветов, которые человеческий глаз не может обнаружить, таких как ультрафиолетовый и инфракрасный.

Фототранзистор в комплекте Robotics Shield наиболее чувствителен к длинам волн 850 нм, что находится в инфракрасном диапазоне. Инфракрасный свет не виден человеческому глазу, но многие различные источники света излучают его в значительных количествах, включая галогенные лампы и лампы накаливания и особенно солнце. Этот фототранзистор также реагирует на видимый свет, хотя он менее чувствителен, особенно к длинам волн ниже 450 нм.

Схемы фототранзисторов, описанные в этой главе, предназначены для работы в помещении с флуоресцентным освещением или лампами накаливания. Обязательно избегайте попадания прямых солнечных лучей и прямых галогенных ламп; они зальют фототранзисторы слишком большим количеством инфракрасного света.

  • В зоне робототехники закройте жалюзи, чтобы не допустить попадания прямых солнечных лучей, и направьте все галогенные лампы вверх, чтобы свет отражался от потолка.

 

Характеристики светодиодов CREE XM-L2 U2 и U3

Компания CREE

является одним из лидеров рынка по производству светодиодов.Одними из самых популярных стали мощные диоды серии Xlamp. На базе CREE XM-L2 производятся фонари для велосипедов, компактные мощные фонари.

Умные китайские продавцы особенно любят ставить на свою продукцию маркировку CREE, наличие таких надписей многократно поднимает уровень продаж. Ведь большинство покупателей не смогут отличить настоящую Cree от подделки, даже просто не смогут сравнить светоотдачу, свет яркий — это хорошо. Но если бы не было признаков Кри, то больше шансов, что вы бы купили что-то другое, что оправдает их доверие.

Основные параметры CREE XM-L2 U2 и U3

Для тех, кто не особо разбирается в технической документации, составить таблицу основных параметров. Только не путайте серии Cree XM-L и XM-L2, они отличаются по цвету. В XML он зеленый, XML2 серебряный. Еще можно подсунуть очень популярный бин LED CREE XM-T6 L, у него чуть хуже характеристики, но визуально разницы не заметишь.

Параметр У2 У3
Световой поток Люмен 300-320 320-340
Мощность 2 Вт 2 Вт
Рабочая температура, град -40 До +85 -40 До +85
Номинальный ток, мА 700 700
Напряжение питания при токе 700 мА 2.85 вольт 2,85 В
Напряжение питания при токе 1500 мА 3,05 В 3,05 В
Напряжение питания при токе 3000 мА 3,3 В 3,3 В
Длина и ширина в мм 5 х 5 5 х 5
Угол обзора, град 125 125
Индекс цветопередачи от 70 до 90 Ra от 70 до 90 Ra

Как отличить оригинал от подделки

На светоизлучающих диодах повышенной яркости в основном собираются дорогие многофункциональные фонари, например Ultrafire.Некоторые лампы, например на Алиэкспресс, китайцы показывают высокую яркость как будто по инопланетной технологии. Для установления истинной яркости ему необходимо знать марку светового потока светодиода. Помимо оригинальных ламп, на китайские фонарики продается большое количество подделок. Внешний вид подделки может напоминать оригинал, но точного сходства нет. Соответственно качество ниже и срок службы будет намного меньше, ведь из-за низкого качества они могут преждевременно выйти из строя.

Один из самых простых способов определить, что китайцы обманывают, это посмотреть характеристики (даташит) на оригинал и сравнить размеры. Обычно подделки большего размера, чтобы обеспечить требуемую светоотдачу. По сравнению с оригиналом имеет меньшее количество люменов на ватт. Купив фонарь, не переживайте, вы просто получили товар, который соответствует потраченной сумме.

Подробные характеристики U2 и U3

Результаты

Вне зависимости от поколения светодиод обеспечивает очень хорошую светоотдачу.Если продавец запрашивает немалую доплату за второе поколение, то может смело избавляться от своего, он пытается развести ваши деньги, так как у них одинаковая цена, а разница только на бумаге.

 

Руководство по фарам

люмен

Как установить комплект фар в сборе

Если передняя часть вашего автомобиля является его «лицом», то фары долгое время считались его «глазами». Все их замечают. Одно из самых отличительных изменений, которые вы можете внести в облик своего автомобиля или грузовика, — это заменить заводские фары в сборе на изготовленные по индивидуальному заказу.Ваш автомобиль обретет индивидуальность и приобретет характерный внешний вид, который будет отличать его от всех других похожих автомобилей на дороге.

Налобные фонари

Lumen спроектированы таким образом, чтобы соответствовать точному местоположению ваших заводских устройств, и стоят меньше, чем вы думаете. В рамках этой статьи мы рассмотрим пошаговые основы установки полных блоков фар, разработанных для вашего конкретного автомобиля.

Прежде чем начать

Для любой новой детали, фар или чего-либо еще, всегда рекомендуется начинать с распаковки компонентов и проверки их состояния.Для ваших новых фар в сборе достаньте их из коробки и убедитесь, что на них нет физических повреждений.

Если ваши фары имеют одиночные провода для ДХО или гало, подключите эти провода (красный или белый, как правило, положительный, а черный, как правило, отрицательный) к источнику 12 В, например к автомобильному аккумулятору, чтобы убедиться, что все фары работают.

Убедитесь, что все, что вы заказали, включено в комплект поставки, и если производитель светильника приложил свои собственные инструкции по установке, используйте их вместе с этим руководством.

Снятие и установка накладок бампера (при необходимости)

Необходимые инструменты: плоские гаечные ключи , торцевые ключи, заклепочный пистолет (для некоторых автомобилей), отвертки, биты с головкой Torx (если применимо), электрическая дрель (если применимо)

Часто это первый шаг, потому что многие современные автомобили требуют, чтобы пластиковая крышка переднего бампера была сдвинута на дюйм или полностью снята, чтобы получить доступ к точкам крепления, к которым крепятся болтами фары. Если вы не уверены, нужен ли этот шаг, мы рекомендуем проконсультироваться с производителем вашего автомобиля или получить доступ к онлайн-руководству по ремонту.Снять и переустановить кожух переднего бампера относительно легко, поскольку большинство из них предназначены для отвинчивания и снятия с помощью основных ручных инструментов.

Присмотревшись к накладке бампера, вы заметите, что болты, которые крепят ее на месте, обычно открываются, когда вы открываете капот. Их также можно найти под автомобилем, где крышка бампера соединяется с брызговиками, и рядом с краем отверстий колесных арок, где подкрылки соединяются с крыльями. На таких болтах также могут быть небольшие пластиковые колпачки или зажимы, поэтому снимите их с помощью небольшой плоской отвертки.

Удалите сами болты с помощью подходящего торцевого или плоского ключа. Если производитель вашего автомобиля использовал заклепки для закрепления вещей (зон колесных арок), их необходимо высверлить с помощью традиционной дрели. Тогда вам понадобится заклепочный пистолет, чтобы установить новые — не дорогая покупка, а правильный инструмент для использования. При высверливании заклепок лучше всего подходят сверла, предназначенные для сверления отверстий в металле, из-за более высокой теплоемкости.

После снятия всех креплений кожух бампера можно снять.Многие из них предназначены для горизонтального скольжения по специальным кронштейнам, установленным внизу, прежде чем полностью отсоединиться, поэтому сначала переместите крышку бампера таким образом, если вы не можете получить конкретные инструкции по своей марке и модели.

Отвинчивание старой фары в сборе

Необходимые инструменты: Торцевой ключ, отвертка(и)

В зависимости от года выпуска и модели автомобиля вам может потребоваться снять переднюю решетку радиатора, чтобы получить доступ к болтам или зажимам которые фиксируют фару в сборе.Это можно сделать, открутив винты сверху или по бокам решетки и/или отпустив прижимные зажимы, имеющиеся на некоторых автомобилях, с помощью отвертки с плоской головкой.

После снятия любой решетки, отделки и крышки бампера, чтобы обеспечить доступ к точкам крепления узла фары, вы можете приступить к их откручиванию – обычно для таких целей лучше всего подходит небольшой торцевой ключ. Ищите прижимные болты в металлических панелях кузова сверху и сбоку от ваших фар.Некоторые автомобили также оснащены прижимными зажимами на узле фары, которые можно освободить с помощью отвертки с плоской головкой.

После того, как все применимые прижимные болты и зажимы были удалены, пришло время снять старую фару в сборе с автомобиля, слегка покачивая ее при движении. Помните, что если вы не отсоединили их ранее сзади, жгуты электропроводки все еще прикреплены. Пока не вынимайте лампочки из заводских корпусов. Отложите свои OEM-фары в сборе на тот случай, если вы однажды захотите переустановить их, например, если вы решите продать автомобиль.

Отсоединение и повторное подсоединение электрических проводов

Необходимые инструменты: Инструмент для зачистки проводов, соединители проводов, плоскогубцы (если применимо), изолента

После того, как вы вытащили старую фару в сборе из автомобиля на небольшое расстояние, пришло время полностью осмотреть прикрепленные жгуты проводов. Даже если вы сняли один или несколько разъемов с задней части узла перед тем, как отвинтить его, могут остаться другие (например, отдельные провода к лампам боковых габаритов), которые ранее были скрыты.Как только вы все увидите, отсоедините все электрические разъемы от задней части блока фар. Обычно достаточно либо простого сжатия краев разъема, либо потягивания за язычок, чтобы разъем освободился из захвата, но если присутствует тонкая проволочная планка, ее обычно необходимо сначала сдвинуть в разблокированное положение. Если вы не уверены, как блокирующий зажим предназначен для освобождения, лучше изучить инструкции для вашей марки и модели.

Теперь вы готовы начать установку новых ламп.Сначала мы выполним все электрические соединения, пока у нас есть доступ к задней части узлов. Затем мы выполним механическую установку в переднюю часть кузова автомобиля.

Перенос ламп со старой сборки на новую

В зависимости от года выпуска и модели автомобиля, а также конструкции новых нестандартных фар вам может потребоваться замена некоторых ламп. В общем, новый свет будет включать лампы ближнего/дальнего света фар. Во многих случаях лампа указателя поворота (лампа накаливания) не входит в комплект поставки.Это очень легко исправить. Вам нужно будет снять сигнальную лампу со старой лампы (НЕ отсоединяйте провода) и установить ее в существующем корпусе в новую лампу. Там может быть бумажная наклейка, которую необходимо удалить в первую очередь.

Часть установки Plug’n’play

Как ваши старые, так и новые фары имеют фары ближнего и дальнего света. Когда вы снимали старые блоки, вы отсоединяли электрическую вилку от жгута проводов автомобиля или грузовика. На новой сборке вы должны найти электрическую вилку по форме точно такую ​​же, как на старой сборке.Эта часть электрической установки называется «подключи и работай», потому что вам буквально нужно только подключить новую вилку к существующему жгуту проводов. Если вы приобрели лампы без каких-либо дополнительных осветительных элементов, таких как ореолы или светодиодные фонари, вы закончили с электрической установкой.

Подключение дополнительных проводов, имеющихся в сборках галогенных и светодиодных фар

Подключение к стояночным/ходовым огням


ШАГ 1. Сначала найдите стояночные огни на корпусе фары вашего автомобиля.

Некоторые габаритные огни поставляются с двумя (ходовые огни, масса) или тремя (ходовые огни, сигнал поворота, масса) проводами.

Чтобы определить какие провода какие на габаритных огнях используем вольтметр.

Вольтметр имеет положительную (красную) и отрицательную (черную) стрелки.

ЭТАП 2. Сначала включите стояночный свет и сигнал. Затем прижмите отрицательную иглу к заземлению или отрицательному проводу (как показано на рисунке). Затем подключите положительный провод к одному из цветных проводов указателя поворота.

ШАГ 3. Чтобы понять, как читать показания вольтметра простым языком: Когда стрелка остается постоянно на высоком напряжении, провод, который был защемлен, является ходовым/стояночным светом. Это означает, что стояночный свет на вашем автомобиле остается включенным всякий раз, когда включены фары.

ОСТОРОЖНО! Если стрелка на счетчике прыгает, провод — сигнал поворота.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *