Parametri kryesor elektrik i diodave që lëshojnë dritë (LED) është rryma e tyre e funksionimit. Kur shohim tensionin e funksionimit në tabelën e karakteristikave LED, duhet të kuptojmë se po flasim për rënien e tensionit në LED kur rrjedh rryma e funksionimit. Kjo do të thotë, rryma e funksionimit përcakton tensionin e funksionimit të LED. Prandaj, vetëm një stabilizues aktual për LED mund të sigurojë funksionimin e tyre të besueshëm.
Stabilizuesit duhet të sigurojnë një rrymë funksionimi konstante për LED-et kur furnizimi me energji elektrike ka probleme me devijimet e tensionit nga norma (do të jeni të interesuar të dini). Një rrymë e qëndrueshme funksionimi është kryesisht e nevojshme për të mbrojtur LED nga mbinxehja. Në fund të fundit, nëse tejkalohet rryma maksimale e lejuar, LED-të dështojnë. Gjithashtu, stabiliteti i rrymës së funksionimit siguron qëndrueshmërinë e fluksit ndriçues të pajisjes, për shembull, kur bateritë shkarkohen ose luhatjet e tensionit në rrjetin e furnizimit.
Stabilizuesit aktualë për LED kanë lloje të ndryshme modelesh, dhe bollëku i opsioneve të projektimit është i këndshëm për syrin. Figura tregon tre qarqet më të njohura të stabilizatorëve gjysmëpërçues.
Në qarqet a) dhe b), rryma e stabilizimit përcaktohet nga vlera e rezistencës R. Duke përdorur një rezistencë nënlinje në vend të një rezistence konstante, mund të rregulloni rrymën e daljes së stabilizuesve.
Prodhuesit e komponentëve elektronikë prodhojnë shumë çipa rregullator LED. Prandaj, aktualisht, stabilizuesit e integruar përdoren më shpesh në produktet industriale dhe modelet e radios amatore. Mund të lexoni për të gjitha mënyrat e mundshme për të lidhur LED.
Shumica e mikroqarqeve për fuqizimin e LED-ve janë bërë në formën e konvertuesve të tensionit të pulsit. Konvertuesit në të cilët roli i një pajisjeje të ruajtjes së energjisë elektrike luhet nga një induktor (mbytës) quhen përforcues. Në përforcuesit, shndërrimi i tensionit ndodh për shkak të fenomenit të vetë-induksionit. Një nga qarqet tipike përforcuese është paraqitur në figurë.
Qarku i stabilizatorit aktual funksionon si më poshtë. Një çelës tranzistor i vendosur brenda mikroqarkut mbyll periodikisht induktorin në telin e përbashkët. Në momentin që çelësi hapet, në induktor lind një EMF vetë-induksioni, i cili korrigjohet nga një diodë. Është karakteristike që EMF vetë-induksion mund të tejkalojë ndjeshëm tensionin e burimit të energjisë.
Siç mund ta shihni nga diagrami, kërkohen shumë pak komponentë për të bërë një përforcues në TPS61160 të prodhuar nga Texas Instruments. Shtojcat kryesore janë induktori L1, dioda Schottky D1, e cila korrigjon tensionin e pulsit në daljen e konvertuesit dhe grupi R.
Rezistenca kryen dy funksione. Së pari, rezistenca kufizon rrymën që rrjedh nëpër LED, dhe së dyti, rezistenca shërben si një element reagimi (një lloj sensori). Tensioni matës hiqet prej tij dhe qarqet e brendshme të çipit stabilizojnë rrymën që rrjedh nëpër LED në një nivel të caktuar. Duke ndryshuar vlerën e rezistencës, mund të ndryshoni rrymën e LED-ve.
Konvertuesi TPS61160 funksionon në një frekuencë prej 1,2 MHz, rryma maksimale e daljes mund të jetë 1,2 A. Duke përdorur mikroqarkun, mund të fuqizoni deri në dhjetë LED të lidhur në seri. Shkëlqimi i LED-ve mund të ndryshohet duke aplikuar një sinjal të ndryshueshëm të ciklit të punës PWM në hyrjen "kontrolli i ndriçimit". Efikasiteti i qarkut të mësipërm është rreth 80%.
Duhet të theksohet se përforcuesit zakonisht përdoren kur voltazhi në LED është më i lartë se tensioni i furnizimit me energji elektrike. Në rastet kur është e nevojshme të zvogëlohet tensioni, shpesh përdoren stabilizues linearë. Një linjë e tërë e stabilizuesve të tillë MAX16xxx ofrohet nga MAXIM. Një diagram tipik i lidhjes dhe struktura e brendshme e mikroqarqeve të tilla është paraqitur në figurë.
Siç mund të shihet nga diagrami i bllokut, rryma LED stabilizohet nga një transistor me efekt në terren me kanal P. Tensioni i gabimit hiqet nga rezistenca R sens dhe furnizohet në qarkun e kontrollit të fushës. Meqenëse transistori me efekt në terren funksionon në modalitetin linear, efikasiteti i qarqeve të tilla është dukshëm më i ulët se ai i qarqeve të konvertuesit të pulsit.
Linja MAX16xxx e IC-ve përdoret shpesh në aplikacionet e automobilave. Tensioni maksimal i hyrjes së çipave është 40 V, rryma e daljes është 350 mA. Ata, si stabilizuesit e ndërrimit, lejojnë zbehjen e PWM.
Jo vetëm mikroqarqet e specializuara mund të përdoren si stabilizues aktual për LED. Qarku LM317 është shumë i popullarizuar në mesin e amatorëve të radios.
LM317 është një rregullator klasik i tensionit linear me shumë analoge. Në vendin tonë, ky mikroqark njihet si KR142EN12A. Një qark tipik për lidhjen e LM317 si stabilizues i tensionit është paraqitur në figurë.
Për ta kthyer këtë qark në një stabilizues aktual, mjafton të përjashtoni rezistencën R1 nga qarku. Përfshirja e LM317 si një stabilizues linear i rrymës është si më poshtë.
Llogaritja e këtij stabilizuesi është mjaft e thjeshtë. Mjafton të llogaritet vlera e rezistencës R1 duke zëvendësuar vlerën aktuale në formulën e mëposhtme:
Fuqia e shpërndarë nga rezistenca është e barabartë me:
Qarku i mëparshëm mund të shndërrohet lehtësisht në një stabilizues të rregullueshëm. Për ta bërë këtë, duhet të zëvendësoni rezistencën konstante R1 me një potenciometër. Diagrami do të duket si ky:
Të gjitha skemat e mësipërme të stabilizatorit përdorin një numër minimal pjesësh. Prandaj, edhe një radio amator rishtar që ka zotëruar aftësitë e punës me një hekur saldimi mund të montojë në mënyrë të pavarur struktura të tilla. Modelet në LM317 janë veçanërisht të thjeshta. Ju as nuk keni nevojë të dizajnoni një bord qarku të printuar për t'i bërë ato. Mjafton të lidhni një rezistencë të përshtatshme midis kunjit të referencës së mikroqarkut dhe daljes së tij.
Gjithashtu, dy përçues fleksibël duhet të bashkohen në hyrje dhe dalje të mikrocirkut dhe dizajni do të jetë gati. Nëse synohet të fuqizojë një LED të fuqishëm duke përdorur stabilizuesin aktual në LM317, mikroqarku duhet të jetë i pajisur me një radiator që do të sigurojë heqjen e nxehtësisë. Si radiator, mund të përdorni një pllakë të vogël alumini me një sipërfaqe prej 15-20 centimetra katrorë.
Kur bëni modele përforcuese, mund të përdorni mbështjellje filtri nga burime të ndryshme energjie si mbytje. Për shembull, unazat e ferritit nga furnizimet me energji kompjuterike janë të përshtatshme për këto qëllime; rreth tyre duhet të mbështillen disa dhjetëra kthesa teli të emaluar me një diametër prej 0,3 mm.
Në ditët e sotme, entuziastët e makinave janë të angazhuar shpesh në përmirësimin e teknologjisë së ndriçimit të makinave të tyre, duke përdorur LED ose shirita LED për këto qëllime (lexo). Dihet se voltazhi i rrjetit në bord të një makine mund të ndryshojë shumë në varësi të mënyrës së funksionimit të motorit dhe gjeneratorit. Prandaj, në rastin e një makine, është veçanërisht e rëndësishme të përdorni jo një stabilizues 12 volt, por një të krijuar për një lloj specifik LED.
Për një makinë, ne mund të rekomandojmë dizajne të bazuara në LM317. Ju gjithashtu mund të përdorni një nga modifikimet e një stabilizuesi linear me dy transistorë, në të cilin një transistor i fuqishëm me efekt në terren me kanal N përdoret si element fuqie. Më poshtë janë opsionet për skema të tilla, duke përfshirë skemën.
Për ta përmbledhur, mund të themi se për funksionimin e besueshëm të strukturave LED, ato duhet të mundësohen duke përdorur stabilizues aktualë. Shumë qarqe stabilizues janë të thjeshta dhe të lehta për t'u bërë vetë. Shpresojmë që informacioni i dhënë në material do të jetë i dobishëm për të gjithë ata që janë të interesuar në këtë temë.
Lexuesit e rregullt shpesh janë të interesuar se si të fuqizojnë siç duhet LED për të maksimizuar jetën e tyre të shërbimit. Kjo është veçanërisht e vërtetë për LED-të e prodhimit të panjohur me karakteristika teknike të dobëta ose të mbivlerësuara.
Është e pamundur të përcaktohet cilësia nga pamja dhe parametrat. Shpesh duhet t'ju tregojmë se si të llogarisni një furnizim me energji elektrike për LED, cili është më mirë të blini ose të bëni vetë. Në thelb, unë rekomandoj të blini një të gatshme; çdo qark pas montimit kërkon testim dhe rregullim.
Një LED është një element elektronik gjysmëpërçues me rezistencë të ulët të brendshme. Nëse aplikoni një tension të stabilizuar në të, për shembull 3V, një rrymë e madhe do të rrjedhë përmes saj, për shembull 4 Amper, në vend të 1A të kërkuar. Fuqia në të do të jetë 12 W, dhe përçuesit e hollë që lidhin kristalin do të digjen. Përçuesit janë qartë të dukshëm në diodat me ngjyra dhe RGB, sepse ato nuk kanë një fosfor të verdhë.
Nëse furnizimi me energji për LED është 12 V me një tension të stabilizuar, atëherë një rezistencë është instaluar në seri për të kufizuar rrymën. Disavantazhi i kësaj lidhjeje do të jetë konsumi më i lartë i energjisë; rezistenca gjithashtu konsumon pak energji. Për elektrik dore të rikarikueshme 1.5 V LED, është e paarsyeshme të përdoret një qark i tillë. Numri i volteve në bateri zvogëlohet shpejt, dhe ndriçimi do të ulet në përputhje me rrethanat. Dhe pa e rritur atë në të paktën 3V, dioda nuk do të funksionojë.
Drejtuesit e specializuar LED të bazuar në kontrollorët PWM nuk i kanë këto disavantazhe. Kur tensioni ndryshon, rryma mbetet konstante.
Konsumi total i energjisë i qarkut elektrik të lidhur nuk duhet të kalojë fuqinë e njësisë.
Rënia e tensionit varet nga sa dritë lëshon çipi i akullit. Unë rekomandoj të blini LED të markës, të tilla si Bridgelux, ndryshimi i tyre në parametra është minimal. Ata janë të garantuar të ruajnë karakteristikat e deklaruara dhe të kenë një rezervë për to. Nëse blini në një treg kinez, siç është Aliexpress, atëherë mos prisni një mrekulli, 90% të rasteve do t'ju mashtrojnë dhe do t'ju dërgojnë junk me parametra 2-5 herë më keq. Kjo u kontrollua shumë herë nga kolegët e mi, të cilët porositën LED 5730 të lirë ndonjëherë 10 herë. Ata morën SMD5730 në 0.1W, në vend të 0.5W. Kjo u përcaktua nga karakteristikat e tensionit aktual.
Përveç kësaj, ato të lira kanë një gamë shumë të gjerë parametrash. Për ta përcaktuar këtë në shtëpi me duart tuaja, lidhni 5-10 prej tyre në seri. Unë rregulloj numrin e volteve derisa ato të shkëlqejnë pak. Do të shihni që disa shkëlqejnë më shumë, të tjerët mezi dallohen. Prandaj, disa do të nxehen më shumë në modalitetin nominal të funksionimit, të tjerët më pak. Fuqia në to do të jetë e ndryshme, kështu që ato më të ngarkuara do të dështojnë para pjesës tjetër.
Llogaritësi merr parasysh 4 parametra:
Kur motori është në punë, ka një mesatare prej 13.5V - 14.5V, dhe kur motori është i fikur, 12V - 12.5V. Kërkesa të veçanta kur lidheni në një çakmak makine ose në rrjetin e automjetit. Ngritjet afatshkurtra mund të jenë deri në 30 V. Nëse përdorni një rezistencë kufizuese të rrymës, atëherë rryma rritet në proporcion të drejtpërdrejtë me rritjen e tensionit të furnizimit LED. Për këtë arsye, është më mirë të instaloni një stabilizues në mikroqark.
Disavantazhi i përdorimit të tij në një makinë mund të jetë shfaqja e ndërhyrjes në radio në rangun VHF. Kontrolluesi PWM funksionon në frekuenca të larta dhe do të ndërhyjë në radion tuaj. Mund të provoni ta zëvendësoni me një lloj tjetër ose linear. Ndonjëherë mbrojtja me metal dhe vendosja e tij larg njësisë së kokës së makinës ndihmon.
Nga tabelat mund të shihet se për ato me fuqi të ulët në 1W, 3W ky tregues është 2B për të kuqe, të verdhë, portokalli. Për të bardhë, blu, jeshile është nga 3.2V në 3.4V. Për ato të fuqishme nga 7V në 34V. Këta numra do të duhet të përdoren për llogaritjet.
Një nga tensionet më të zakonshme është 12 volt, ato janë të pranishme në pajisje shtëpiake, makina dhe elektronikë të automobilave. Duke përdorur 12V mund të lidhni plotësisht 3 dioda LED. Një shembull është një shirit LED 12V, në të cilin 3 pjesë dhe një rezistencë janë të lidhura në seri.
Shembull në diodën 1W, rryma e saj e vlerësuar është 300 mA.
Në mënyrë të ngjashme, mund të llogarisni për një numër tjetër elementësh në qark.
Burimi i energjisë për LED mund të jetë një bateri e thjeshtë AA 1.5V. Një diodë LED zakonisht kërkon një minimum prej 3V; nuk ka asnjë mënyrë për ta bërë këtë pa një stabilizues. Këta drejtues të specializuar LED përdoren në elektrik dore në Cree Q5 dhe Cree XML T6. Një mikroqark miniaturë rrit numrin e volteve në 3V dhe stabilizon 700 mA. Ndezja nga 1.5 volt duke përdorur një rezistencë kufizuese të rrymës është e pamundur. Nëse përdorim dy bateri 1.5 volt, duke i lidhur ato në seri, marrim 3V. Por bateritë mbarojnë mjaft shpejt, dhe shkëlqimi do të bjerë edhe më shpejt. Në 2.5 V do të mbetet ende shumë kapacitet në bateri, por dioda pothuajse do të fiket. Dhe drejtuesi LED do të ruajë shkëlqimin nominal edhe në 1V.
Zakonisht porosis module të tilla në Aliexpress, kinezët kushtojnë 50-100 rubla, në Rusi ato janë pak të shtrenjta.
Vizatoni një diagram lidhjeje mbi të cilën do të shpërndani elementët nëse ato janë të lidhur jo vetëm në seri, por në kombinim me një lidhje paralele.
Në një furnizim kinez me energji nga një prodhues i panjohur, fuqia mund të jetë dukshëm më e ulët. Ato tregojnë lehtësisht fuqinë maksimale të pikut, dhe jo fuqinë e vlerësuar afatgjatë. Është më e vështirë të kontrollohet; duhet të ngarkoni furnizimin me energji në maksimum dhe të matni parametrat.
Për pikën e tretë, përdorni tabelat shembull për 1W,3W, 5W, 10W, 20W, 30W, 50W, 100W, të cilat janë dhënë më sipër. Por besoni më shumë në karakteristikat që ju ka dhënë shitësi. Për ato me një çip ka 3V, 6V, 12V.
Nëse konsumi total i energjisë i qarkut tejkalon fuqinë nominale të burimit të energjisë, rryma do të bjerë dhe ngrohja do të rritet. Do të rikuperohet në nivele normale nëse ngarkesa zvogëlohet.
Për shiritat LED, llogaritja është shumë e thjeshtë. Matni numrin e vateve për metër dhe shumëzoni me numrin e metrave. Mjafton të matni, në shumicën e rasteve fuqia mbivlerësohet dhe në vend të 14.4 W/m do të merrni 7 W/m. Shumë shpesh klientët e zhgënjyer vijnë tek unë me këtë problem.
Do t'ju tregoj shkurtimisht se çfarë përdor për të ndezur njësitë 12V, 19V, 24V dhe për t'u lidhur me makinat 12V.
Më shpesh blej module të gatshme në çipat PWM:
Jo të gjithë duan të shpenzojnë shumë para për të blerë një qendër të gatshme për një makinë, një llambë LED ose për të porositur një shofer të gatshëm. Prandaj, ata më drejtohen për të mbledhur diçka të mirë nga komponentët e disponueshëm. Çmimi i moduleve të tilla fillon nga 50 rubla në 300 rubla për një model 5A me një radiator. Blej disa copa paraprakisht, ato shiten shpejt.
Opsioni më i popullarizuar është IC linear, i thjeshtë, i besueshëm, i vjetëruar.
Modelet e bazuara në LM2596 janë shumë të njohura, por tashmë janë të vjetruara dhe ju këshilloj t'i kushtoni vëmendje një më moderne me efikasitet të mirë. Blloqe të tilla kanë nga 1 deri në 3 rezistenca akordimi, të cilat mund të përdoren për të rregulluar çdo parametër deri në 30V dhe deri në 5A.
Në fillim të vitit 2016, modulet LED dhe diodat COB me një drejtues të integruar filluan të fitojnë popullaritet. Ato janë të lidhura drejtpërdrejt me një rrjet 220 V, ideale për montimin e pajisjeve të ndriçimit me duart tuaja. Të gjithë elementët janë të vendosur në një pllakë përçuese të nxehtësisë. Kontrollorët PWM janë në miniaturë, falë kontaktit të mirë me sistemin e ftohjes. Ne nuk e kemi testuar ende besueshmërinë dhe qëndrueshmërinë; rishikimet e para do të shfaqen pas të paktën gjashtë muajsh përdorimi. Unë kam porositur tashmë modelin më të lirë dhe më të përballueshëm COB në 50W. Për t'i gjetur këto në pazarin kinez Aliexpress, futni "driver i integruar led" në kërkim.
Një problem global është falsifikimi i LED-ve Cree dhe Philips në një shkallë industriale. Kinezët kanë ndërmarrje të tëra për këtë; ata kopjojnë 95-99% të tyre nga jashtë; është e pamundur që një blerës i zakonshëm të bëjë dallimin. Gjëja më e keqe është kur një falsifikim i tillë ju shitet nën maskën e origjinalit Cree T6. False do ta lidhni sipas specifikimeve teknike te origjinalit. Një fallco ka karakteristika që janë mesatarisht 30% më të këqija. Më pak fluks ndriçues, temperaturë maksimale më e ulët e funksionimit, konsum më i ulët i energjisë. Nuk do të mësoni për mashtrimin shumë shpejt; ai do të funksionojë rreth 5-10 herë më pak se ai i vërtetë, veçanërisht në rrymë të dyfishtë.
Kohët e fundit kam matur fluksin ndriçues të elektrik dore të mi në anën e majtë Cree të bërë nga LatticeBright. E nxora të gjithë tabelën me shoferin dhe e vendosa në një top fotometrik. Rezultati ishte 180-200 lumen, origjinali kishte 280-300 lumen. Pa pajisje serioze, të cilat gjenden kryesisht në laboratorë, nuk do të mund të matni dhe për rrjedhojë të zbuloni të vërtetën.
Ndonjëherë hasni dioda të mbicllokuara, rryma në të cilën është 30%-60% më e lartë se ajo e vlerësuar, dhe në përputhje me rrethanat fuqia. Një prodhues i paskrupullt, veçanërisht ai kinez i bodrumit, përfiton nga fakti se jeta e shërbimit është e vështirë të matet në orë. Në fund të fundit, askush nuk e regjistron kohën e punuar, dhe kur një llambë ose drita LED dështon, shitësi nuk mund të gjendet më. Dhe nuk ka kuptim të kërkoni, periudha e garancisë për produkte të tilla është gjithmonë më e shkurtër se jeta e shërbimit.
Shënim i autorit: "Ka një sasi mjaft të madhe informacioni në internet në lidhje me furnizimin me energji të produkteve LED, por kur po përgatisja materialin për këtë artikull, gjeta një sasi të madhe informacioni absurd në faqet nga rezultatet më të mira të motorit të kërkimit. Në këtë rast, ekziston ose një mungesë e plotë ose perceptim i gabuar i informacionit dhe koncepteve themelore teorike.
LED janë më efikaset nga të gjitha burimet e zakonshme të dritës sot. Pas efikasitetit ka edhe probleme, për shembull, një kërkesë e lartë për qëndrueshmërinë e rrymës që i fuqizon ato, toleranca e dobët e kushteve komplekse të funksionimit termik (në temperatura të ngritura). Prandaj detyra e zgjidhjes së këtyre problemeve. Le të shohim se si ndryshojnë konceptet e furnizimit me energji elektrike dhe drejtuesit. Së pari, le të thellohemi në teori.
Burimi i rrymës dhe burimi i tensionit
njësia e fuqisëështë një emër i përgjithësuar për një pjesë të një pajisjeje elektronike ose pajisje të tjera elektrike që furnizon dhe rregullon energjinë elektrike për të fuqizuar këtë pajisje. Mund të vendoset si brenda pajisjes ashtu edhe jashtë, në një strehë të veçantë.
Shofer- një emër i përgjithësuar për një burim të specializuar, ndërprerës ose rregullator të fuqisë për pajisje elektrike specifike.
Ekzistojnë dy lloje kryesore të furnizimit me energji elektrike:
Burimi i tensionit.
Burimi aktual.
Le të shohim dallimet e tyre.
Burimi i tensionit- ky është një burim energjie, voltazhi i daljes së të cilit nuk ndryshon kur ndryshon rryma e daljes.
Një burim ideal i tensionit ka rezistencë të brendshme zero, por rryma e daljes mund të jetë pafundësisht e madhe. Në realitet, situata është ndryshe.
Çdo burim tensioni ka rezistencë të brendshme. Në këtë drejtim, voltazhi mund të devijojë pak nga nominali kur lidhni një ngarkesë të fuqishme (i fuqishëm - rezistencë e ulët, konsum i lartë i rrymës), dhe rryma e daljes përcaktohet nga struktura e saj e brendshme.
Për një burim real të tensionit, mënyra e emergjencës së funksionimit është mënyra e qarkut të shkurtër. Në këtë mënyrë, rryma rritet ndjeshëm; ajo kufizohet vetëm nga rezistenca e brendshme e burimit të energjisë. Nëse furnizimi me energji elektrike nuk ka mbrojtje nga qarku i shkurtër, ai do të dështojë
Burimi aktual- ky është një burim energjie, rryma e të cilit mbetet e vendosur pavarësisht nga rezistenca e ngarkesës së lidhur.
Meqenëse qëllimi i një burimi aktual është të mbajë një nivel të caktuar aktual. Modaliteti i funksionimit emergjent për të është modaliteti i papunë.
Për të shpjeguar arsyen me fjalë të thjeshta, situata është si më poshtë: le të themi se keni lidhur një ngarkesë me një rezistencë prej 1 Ohm me një burim rrymë me një vlerë 1 Amper, atëherë tensioni në daljen e tij do të vendoset në 1 Volt. Një fuqi prej 1 W do të lëshohet.
Nëse rritni rezistencën e ngarkesës, të themi, në 10 Ohms, atëherë rryma do të jetë ende 1A, dhe voltazhi do të vendoset tashmë në 10 V. Kjo do të thotë se do të lirohet 10 W fuqi. Në të kundërt, nëse ulni rezistencën në 0.1 Ohm, rryma do të jetë ende 1A, dhe voltazhi do të jetë 0.1 V.
Papunësia është një gjendje kur asgjë nuk është e lidhur me terminalet e burimit të energjisë. Atëherë mund të themi se në boshe rezistenca e ngarkesës është shumë e madhe (i pafund). Tensioni do të rritet derisa të rrjedhë një rrymë prej 1A. Në praktikë, një shembull i një situate të tillë është spiralja e ndezjes së një makine.
Tensioni në elektrodat e kandelave, kur hapet qarku i energjisë i mbështjelljes parësore të spirales, rritet derisa vlera e tij të arrijë tensionin e prishjes së hendekut të shkëndijës, pas së cilës rryma rrjedh nëpër shkëndijën që rezulton dhe energjia e akumuluar në spiralja shpërndahet.
Një kusht i qarkut të shkurtër për një burim aktual nuk është një mënyrë funksionimi emergjent. Gjatë një qarku të shkurtër, rezistenca e ngarkesës së burimit të energjisë tenton në zero, d.m.th. është pafundësisht i vogël. Atëherë voltazhi në daljen e burimit aktual do të jetë i përshtatshëm për rrjedhën e një rryme të caktuar, dhe fuqia e lëshuar do të jetë e papërfillshme.
Le të kalojmë në praktikë
Nëse flasim për nomenklaturë moderne ose emra që u jepen furnizimeve me energji elektrike më shumë nga tregtarët sesa nga inxhinierët, atëherë furnizimi me energji elektrike zakonisht quhet burim tensioni.
Kjo perfshin:
Karikuesi për një telefon celular (në to, konvertimi i vlerave derisa të arrihet rryma dhe tensioni i kërkuar i karikimit kryhet nga konvertuesit e instaluar në tabelën e pajisjes që ngarkohet.
Furnizimi me energji elektrike për laptop.
Furnizimi me energji elektrike për shiritin LED.
Drejtuesi është burimi aktual. Përdorimi i tij kryesor në jetën e përditshme është fuqizimi i një personi dhe të dyve me fuqi të zakonshme të lartë nga 0,5 W.
Fuqia LED
Në fillim të artikullit u përmend se LED-të kanë kërkesa shumë të larta për energji. Fakti është se LED mundësohet nga rryma. Është e lidhur me. Shikoje atë.
Fotografia tregon karakteristikat e tensionit aktual të diodave me ngjyra të ndryshme:
Kjo formë e degës (afër një parabole) është për shkak të karakteristikave të gjysmëpërçuesve dhe papastërtive që futen në to, si dhe veçorive të kryqëzimit pn. Rryma, kur voltazhi i aplikuar në diodë është më i vogël se pragu, pothuajse nuk rritet, ose më saktë rritja e tij është e papërfillshme. Kur tensioni në terminalet e diodës arrin një nivel pragu, rryma përmes diodës fillon të rritet ndjeshëm.
Nëse rryma përmes një rezistence rritet në mënyrë lineare dhe varet nga rezistenca e saj dhe tensioni i aplikuar, atëherë rritja e rrymës përmes një diode nuk i bindet këtij ligji. Dhe me një rritje të tensionit me 1%, rryma mund të rritet me 100% ose më shumë.
Plus kësaj: për metalet, rezistenca rritet me rritjen e temperaturës, por për gjysmëpërçuesit, përkundrazi, rezistenca bie dhe rryma fillon të rritet.
Për të zbuluar më në detaje arsyet për këtë, duhet të futeni në kursin "Themelet fizike të elektronikës" dhe të mësoni për llojet e transportuesve të ngarkesës, hendekun e brezit dhe gjëra të tjera interesante, por ne nuk do ta bëjmë këtë, ne shkurtimisht shqyrtoi këto çështje.
Në specifikimet teknike, voltazhi i pragut përcaktohet si rënia e tensionit në paragjykim përpara; për LED-të e bardha zakonisht është rreth 3 volt.
Në pamje të parë, mund të duket se në fazën e projektimit dhe prodhimit të llambës mjafton të vendosni një tension të qëndrueshëm në daljen e furnizimit me energji elektrike dhe gjithçka do të jetë mirë. Ata e bëjnë këtë në shirita LED, por ato ushqehen nga furnizime me energji të stabilizuar, dhe përveç kësaj, fuqia e LED-ve të përdorura në shirita është shpesh * e vogël, e dhjetat dhe e qindtat e një vat.
Nëse një LED i tillë mundësohet nga një drejtues me një rrymë dalëse të qëndrueshme, atëherë kur LED nxehet, rryma përmes saj nuk do të rritet, por do të mbetet e pandryshuar, dhe për këtë arsye tensioni në terminalet e tij do të ulet pak.
Dhe nëse nga furnizimi me energji elektrike (burimi i tensionit), pas ngrohjes rryma do të rritet, gjë që do ta bëjë ngrohjen edhe më të fortë.
Ekziston edhe një faktor tjetër - karakteristikat e të gjitha LED-ve (si dhe elementëve të tjerë) janë gjithmonë të ndryshme.
Zgjedhja e shoferit: karakteristikat, lidhja
Për të zgjedhur drejtuesin e duhur, duhet të njiheni me karakteristikat e tij teknike, kryesoret janë:
Rryma e vlerësuar e daljes;
Fuqia maksimale;
Fuqia minimale. Jo gjithmonë tregohet. Fakti është se disa drejtues nuk do të fillojnë nëse një ngarkesë më e vogël se një fuqi e caktuar është e lidhur me ta.
Shpesh në dyqane, në vend të energjisë, ato tregojnë:
Rryma e vlerësuar e daljes;
Gama e tensionit të daljes në formë (min.)V...(maks.)V, për shembull 3-15V.
Numri i LED-ve të lidhur varet nga diapazoni i tensionit, i shkruar në formën (min)...(max), për shembull 1-3 LED.
Meqenëse rryma nëpër të gjithë elementët është e njëjtë kur lidhet në seri, prandaj LED-et lidhen me drejtuesin në seri.
Nuk këshillohet (ose më saktë e pamundur) të lidhni LED paralelisht me drejtuesin, sepse rënia e tensionit në LED mund të ndryshojë pak dhe njëra do të mbingarkohet, dhe tjetra, përkundrazi, do të funksionojë në një mënyrë nën nominale një.
Nuk rekomandohet të lidhni më shumë LED sesa specifikohet nga modeli i drejtuesit. Fakti është se çdo burim energjie ka një fuqi të caktuar maksimale të lejueshme, e cila nuk mund të tejkalohet. Dhe për çdo LED të lidhur me një burim të rrymës së stabilizuar, voltazhi në daljet e tij do të rritet me afërsisht 3V (nëse LED është i bardhë), dhe fuqia do të jetë e barabartë me produktin e rrymës dhe tensionit, si zakonisht.
Bazuar në këtë, ne do të nxjerrim përfundime: për të blerë drejtuesin e duhur për LED, duhet të përcaktoni rrymën që konsumojnë LED dhe tensionin që bie në to, dhe të zgjidhni drejtuesin sipas parametrave.
Për shembull, ky drejtues mbështet lidhjen e deri në 12 LED të fuqishëm 1W me një konsum aktual prej 0,4A.
Ky prodhon një rrymë prej 1.5A dhe një tension nga 20 në 39V, që do të thotë se mund të lidheni me të, për shembull, një LED 1.5A, 32-36V dhe një fuqi 50W.
konkluzioni
Një drejtues është një lloj furnizimi me energji elektrike i krijuar për të siguruar LED me një rrymë të caktuar. Në parim, nuk ka rëndësi se si quhet ky burim energjie. Furnizimet e energjisë quhen furnizime me energji elektrike për shiritat LED 12 ose 24 volt; ato mund të furnizojnë çdo rrymë nën maksimum. Duke ditur emrat e saktë, nuk ka gjasa të bëni një gabim kur blini një produkt në dyqane dhe nuk do t'ju duhet ta ndryshoni atë.
Pajisjet e ndriçimit që përmbajnë një LED të rregullt kohët e fundit kanë filluar të përdoren për të krijuar ndriçim artificial dekorativ për dhomat. Ky drejtim i ri është dëshmuar të jetë shumë premtues, i përdorur gjerësisht jo vetëm në ambiente të brendshme, por edhe për ndriçimin e ndritshëm dhe efektiv të objekteve arkitekturore dhe peizazhore. Për të siguruar që konsumi i energjisë është minimal dhe prodhimi i dritës është maksimal, rekomandohet përdorimi i LED-ve me fuqi të lartë, të cilat kompania jonë ofron për të blerë në Moskë.
Në mënyrë që një LED i fuqishëm të funksionojë në mënyrë të qëndrueshme dhe pa ndërprerje, është e nevojshme t'i sigurohet atij energji të vazhdueshme përmes një burimi aktual, i cili quhet edhe drejtues. Pajisjet janë krijuar për të fuqizuar qarqet LED dhe modulet me vlera të larta të fuqisë dhe funksionojnë nën ngarkesë të lartë konstante. Burimet e rrymës për LED me fuqi të lartë reduktojnë rrymën në rrjetin elektrik në një vlerë të paracaktuar, duke siguruar kështu ndriçimin e pandërprerë, sigurinë operacionale dhe jetëgjatësinë e gjatë të shërbimit të të gjithë sistemit.
Burimi aktual për LED me fuqi të lartë është një pajisje e thjeshtë, e zakonshme dhe me përmasa të vogla që është e nevojshme për të siguruar energji për pajisjet elektronike që funksionojnë me rrymë të drejtpërdrejtë. Këto pajisje mbështesin një rrymë dhe fuqi specifike dalëse. Burimet aktuale janë të nevojshme për të siguruar funksionimin e pandërprerë të LED-ve të fuqishëm dhe dritave të modulit.
Burimet e rrymës për pajisjet dhe modulet LED me fuqi të lartë karakterizohen nga një vlerë e stabilizuar e rrymës së daljes. Burimet funksionojnë në sisteme LED me shumë çipa me fuqi të lartë me vlera të larta fuqie.
Furnizimet e energjisë për burimet e ndriçimit LED me fuqi të lartë zgjidhen bazuar në disa parametra:
Sot ne kemi një gamë të gjerë drejtuesish për LED me fuqi të lartë. Në të gjitha këto pajisje, vlera aktuale nuk ndryshon, ndryshon vetëm tensioni i daljes në varësi të ngarkesës së lidhur. Strehimi i burimit aktual për LED me fuqi të lartë mund të jetë prej plastike ose alumini.
Të gjitha burimet aktuale që kompania jonë ofron për të blerë mund të klasifikohen sipas parimit të projektimit të banesave:
Aktualisht ne ofrojmë një gamë të gjerë burimesh të ndryshme aktuale. Ka drejtues universalë që janë krijuar për një numër të pacaktuar LED, gjëja kryesore është që fuqia e burimit aktual të mos e kalojë fuqinë totale të të gjitha LED-ve të lidhura. Ju gjithashtu mund të gjeni burime aktuale që janë krijuar për një numër të caktuar diodash.
Efikasiteti i burimeve universale të rrymës për LED me fuqi të lartë është pak më i vogël se ai i drejtuesve konvencionalë për shkak të veçorive të qarkut të tyre. Burimet aktuale me një numër të caktuar diodash bëhen me mbrojtje të integruar nga mbingarkesa. Por nëse lidhni një numër më të vogël diodash me to, atëherë ka shumë të ngjarë që mbrojtja të funksionojë dhe sistemi do të shfaqë një mesazh alarmi.
Kur përdorni drejtuesin, duhet të ndiqni disa rregulla në mënyrë që sistemi të funksionojë normalisht gjatë gjithë jetës së tij të shërbimit:
Dyqani ynë punëson konsulentë me përvojë, të cilët do t'ju tregojnë të gjitha parametrat e nevojshëm për nevojat tuaja, do t'ju ndihmojnë të llogaritni saktë fuqinë e pajisjes për pajisje specifike dhe të vendosni për zgjedhjen e modelit të furnizimit me energji elektrike.
Kërkesat bazë për furnizimin me energji elektrike për llambat LED konsiderohen si më optimalet për sa i përket efikasitetit, besueshmërisë dhe ekologjisë. Janë marrë parasysh kërkesat për rrymën hyrëse dhe mënyrat e mundshme për të përmbushur kërkesat e GOST. Kërkesat për parametrat e daljes duke marrë parasysh specifikat e ngarkesës merren parasysh. Propozohet një topologji konverteri që plotëson të gjitha kërkesat e konsideruara me kosto minimale materiale.
Është vërejtur se një rritje në mirëqenien e çdo qytetërimi çon në një rritje të sasisë së energjisë së konsumuar në format e tij të ndryshme. Kështu ka qenë gjithmonë, që nga fiset më primitive e deri më sot, dhe nuk ka asnjë arsye për të dyshuar se kjo do të vazhdojë, të paktën në të ardhmen e afërt. Rritja e përgjithshme e konsumit të energjisë vlen edhe për energjinë elektrike, si lloji më i përshtatshëm i energjisë për sa i përket prodhimit, përdorimit dhe dërgimit te konsumatori, pa përmendur mjedisin në vendet e përdorimit të saj. Me rritjen e konsumit, menjëherë lindin probleme lidhur me dërgimin e energjisë elektrike tek konsumatori. Kapaciteti i kufizuar i rrjeteve elektrike ekzistuese na detyron të kërkojmë mënyra për të rritur efikasitetin e transmetimit dhe përdorimit të energjisë elektrike.
Dihet se në ndërtesat rezidenciale dhe jo-industriale, të cilat përbëjnë pjesën e luanit të konsumatorëve, një pjesë e konsiderueshme e të gjithë energjisë elektrike të konsumuar (rreth 50%) shpenzohet për ndriçim. Prandaj, rritja e efikasitetit të ndriçuesve ka një ndikim të rëndësishëm në humbjet e përgjithshme në tela dhe në xhiron e rrjetit. Një krahasim i karakteristikave të llojeve të ndryshme të llambave moderne (Tabela 1) tregon se e ashtuquajtura "llambë Ilyich" është një llambë e shekullit të 20-të, e cila tashmë ka kaluar në histori. Shekulli i ri, 21 kërkon përdorimin e zgjidhjeve të reja, efektive.
Siç mund të shihet nga Tabela 1, zëvendësimi i llambave tradicionale inkandeshente me llambat fluoreshente dhe LED moderne mund të zvogëlojë kostot e energjisë për ndriçimin me 4...5 herë. Por a do të zvogëlojë kjo ngarkesën në rrjetin elektrik?
Figura 1 tregon oshilogramet e konsumit aktual të llambave të ndryshme fluoreshente (1a - një llambë me çakëll në bazë pa mbytje, 1b, 1c - llamba me mbytje). Shifra tregon se të gjitha llambat fluoreshente kanë një faktor të ulët të fuqisë: pa mbytje - për shkak të shtrembërimeve të mëdha të rrymës harmonike, me një mbytje - për shkak të një zhvendosjeje të madhe faze. Si rezultat, me shkëlqim të barabartë, llambat fluoreshente konsumojnë dukshëm më pak energji aktive, por krijojnë një ngarkesë edhe më të madhe në rrjet sesa një llambë inkandeshente me shkëlqim të barabartë. Sigurisht, kjo ju lejon të kurseni karburantin e djegur në furrat e termocentraleve, por nuk e zgjidh aspak problemin e dërgimit të energjisë elektrike te konsumatori. Si rezultat, në fund të gjithë do të jenë në humbje: pronarët e rrjeteve elektrike (në ngarkesën maksimale që mund të përballojnë rrjetet, këta të fundit do të jenë në gjendje të transmetojnë 2...4 herë më pak energji aktive dhe, në përputhje me rrethanat, të gjenerojnë më pak të ardhura ), prodhuesit e energjisë elektrike (centralet e gjeneratorëve me të njëjtën rrymë maksimale të lejueshme të mbështjelljes së gjeneratorit do të prodhojnë më pak energji të dobishme) dhe, në fund të fundit, konsumatorët e energjisë elektrike (duke bërë kosto shtesë për instalimin e llambave ekonomike, konsumatorët nuk do të mund të shijojnë uljen. në kostot e ndriçimit për një kohë të gjatë - kompanitë elektrike do t'i përgjigjen shpejt uljes së të ardhurave të tyre dhe do të përgjigjen njëzëri duke rritur tarifat). Për të rritur efikasitetin e shpërndarjes së energjisë elektrike, është e nevojshme të eliminohet rryma e padobishme boshe dhe të transmetohet vetëm fuqia aktive përmes telave. Për të zgjidhur këtë problem me konsumin e rrymës pulsuese, si dhe me një natyrë të theksuar jolineare ose reaktive të ngarkesës, është e nevojshme të përdoret një nga llojet e shumta të korrigjuesve të faktorit të fuqisë (PFC). Meqenëse është pothuajse e pamundur të vendosësh një PFC në bazën e një llambë inkandeshente, thjesht zëvendësimi i një llambë inkandeshente me një llambë fluoreshente më të shtrenjtë të kursimit të energjisë me të njëjtën bazë do të zvogëlojë kostot e ndriçimit për ca kohë (dhe për arsyet e përmendura më lart, kostot shtesë nuk ka gjasa të kenë kohë për të paguar), por nuk do të zvogëlojnë aspak ngarkesën aktuale në rrjet. Për më tepër, duke qenë se vetë llamba fluoreshente është një gjë mjaft e rëndë, dhe gjithashtu e brishtë dhe e mbushur me avull toksik të merkurit, avantazhi i llambave LED, të cilat nuk kanë disavantazhet e mësipërme, bëhet i dukshëm.
Karakteristikat fizike të LED-ve përcaktojnë kërkesa specifike për furnizimin me energji elektrike për teknologjinë LED. Për më tepër, për të zvogëluar me të vërtetë ngarkesën në rrjetin elektrik, domethënë për të siguruar një faktor të lartë fuqie, burimet duhet të plotësojnë disa kërkesa për madhësinë e harmonikave të rrymës hyrëse.
Problemi i faktorit të ulët të fuqisë ka ekzistuar për aq kohë sa ka ekzistuar fuqia AC. Transformatorët rritës dhe zbritës, motorët elektrikë me rrymë alternative, të përfshirë në numër të madh në rrjetin elektrik, krijojnë një komponent të rëndësishëm reaktiv të rrymës, si rezultat i së cilës, me një rrymë mjaft të madhe në tela, fuqia e dobishme është një pjesë e vogël e asaj që mund të merret me një ngarkesë thjesht aktive. Në të vërtetë, me një tension sinusoidal në rrjet në rastin e një ngarkese aktive, rryma në rrjet është proporcionale me tensionin:
Fuqia e dobishme është:
Faktori i fuqisë, i përcaktuar si raporti i fuqisë së dobishme me produktin e vlerave rms të rrymës dhe tensionit, në këtë rast është i barabartë me:
Në prani të një komponenti reaktiv të shkaktuar nga natyra induktive e ngarkesës, rryma mbetet në fazë me tensionin:
Fuqia e dobishme dhe faktori i fuqisë janë të barabartë, përkatësisht:
Pra, me një rrymë sinusoidale, faktori i fuqisë është i barabartë me famëkeqin "kosinus ph", me të cilin kushdo që ka dalë mirë në shkollë të mesme duhet ta njohë shumë. Sidoqoftë, këto dy koncepte nuk mund të identifikohen, pasi faktori i fuqisë mund të ndryshojë nga 100% jo vetëm për shkak të zhvendosjes së fazës midis rrymës dhe tensionit, por edhe për shkak të shtrembërimeve të mëdha harmonike të rrymës. Nëse shikoni formën e valës së tensionit në çdo prizë elektrike duke përdorur një oshiloskop, tani askush nuk habitet nga veçoria e dukshme me sy të lirë - pjesa e sipërme e valës sinus duket të jetë e prerë. Kjo shpjegohet me përdorimin e gjerë të furnizimeve me energji elektrike për kompjuterë personalë, televizorë dhe pajisje të tjera shtëpiake që përmbajnë një ndreqës me një kondensator ruajtjeje në hyrje dhe nuk përmbajnë një PFC. Burime të tilla konsumojnë rrymë në impulse të shkurtra kur voltazhi i rrjetit arrin vlerën e tij të amplitudës. Gjatë pjesës tjetër të periudhës së rrjetit, nuk ka konsum aktual. Natyrisht, vlerat maksimale dhe rms të rrymës në rrjet rezultojnë të jenë dukshëm më të larta se në rastin e konsumit gjatë gjithë periudhës.
Për qartësi, le të shqyrtojmë përafrimin e konsumit aktual të pajisjeve të tilla në formën e një impulsi të shkurtër drejtkëndor (Fig. 2), saktësisht në fazë me tensionin e rrjetit, dhe do të supozojmë se cikli i punës γ , domethënë, raporti i kohëzgjatjes së pulsit me periudhën e përsëritjes së tij (në rastin tonë, në gjysmën e periudhës së tensionit të rrjetit) është shumë më pak se uniteti:
Meqenëse pulsi është i shkurtër dhe përkon në kohë me majën e sinusoidit, vlera e menjëhershme e tensionit të rrjetit gjatë gjithë pulsit mund të konsiderohet e pandryshuar dhe e barabartë me vlerën e amplitudës. Sipas këtij supozimi, konsumi i energjisë dhe rryma rms janë të barabarta, përkatësisht:
Faktori i fuqisë është i barabartë me:
Është e lehtë të verifikohet që, për shembull, me një cikël pune prej 1/8, faktori i fuqisë është tashmë i barabartë me 0.5 dhe do të jetë më i vogël, aq më e shkurtër është kohëzgjatja relative e pulsit. Nëse metoda e trajtimit të zhvendosjes së fazës është njohur prej kohësh dhe përdoret kudo - përfshirja e një kondensatori me kapacitet të përshtatshëm në rrjet krijon një komponent reaktiv me madhësi të barabartë dhe shenjë të kundërt, i cili kompenson efektin e ngarkesës induktive dhe zvogëlon. zhvendosja e fazës në zero, atëherë konsumi i rrymës pulsuese duhet të luftohet vetë konsumatori, është e pamundur të kompensohet me lidhje paralele të ndonjë pajisjeje shtesë. Për sa i përket efektit të tij në rrjet, një ngarkesë pulsuese është shumë më e keqe se një ngarkesë induktive, pasi privon rrjetin AC nga një avantazh i dukshëm - mungesën e humbjeve në telin neutral. Nëse, me një ngarkesë të balancuar në një rrjet trefazor, rrymat janë jashtë fazës me tensionin me të njëjtin kënd, ato ende kompensohen reciprokisht, dhe rryma në telin neutral është zero, humbjet gjenerohen vetëm në fazë telat, atëherë me konsum pulsues fotografia është krejtësisht e ndryshme. Impulset e rrymës së konsumit në secilën fazë nuk kryqëzohen në kohë me impulset në fazat e tjera dhe nuk ndodh kompensim i ndërsjellë i rrymave në telin neutral. Përkundrazi, në telin neutral humbjet nga rryma e secilës fazë shtohen dhe ai nuk mund të bëhet më i hollë. Përkundrazi, me një ngarkesë të tillë duhet të bëhet më i fuqishëm se telat fazor; humbjet në rrjetet trefazore dyfishohen, dhe transmetimi i energjisë elektrike në distanca të gjata duke përdorur linja elektrike me tre tela pa një tel neutral është plotësisht jashtë diskutimit.
Në vendin tonë vetëm kohët e fundit është bërë i dukshëm ndikimi i konsumit impuls dhe shqetësimi i shkaktuar prej tij. Kjo do të jetë dukshëm e dukshme në të ardhmen e afërt në lidhje me kalimin e organizuar nga qendra nga llambat inkandeshente në llambat e kursimit të energjisë. Pak njerëz do të duan të blejnë vullnetarisht një llambë 10...20 herë më të shtrenjtë, për të cilën dihet se harxhon 4...5 herë më pak energji elektrike (që duket se është e vërtetë dhe tërheq blerësin), dhe rreth që thonë se do të zgjasë po aq më shumë në krahasim me një llambë inkandeshente, sa herë më e shtrenjtë është (për të cilën një blerës i edukuar nga reklamat tona ka të drejtë të dyshojë). Llambat kineze të lira pa PFC, të cilat kanë përmbytur tregun tonë, do të këputen shumë më lehtë dhe ndërsa ndalimet për prodhimin e llambave inkandeshente futen më tej, ka çdo arsye për të pritur që ne të shohim plotësisht të gjitha kënaqësitë e konsumit pulsues. .
Në vendet më të zhvilluara, ky problem u ndesh disi më herët, ai u shfaq veçanërisht i mprehtë në SHBA, ku rrjeti standard ka një tension prej 110 V. Në Evropë, standardet IEC 555-2 dhe shumë standarde që rrjedhin prej tij kanë qenë prej kohësh në fuqi. , duke rregulluar madhësinë e harmonikave të rrymës hyrëse për pajisjet e mundësuara nga rryma AC. Në Rusi, standardi përkatës GOST R 51317.3.2, që përmban tekstin autentik të standardit ndërkombëtar IEC 61000-3-2-(1995-03), hyri në fuqi më 24 dhjetor 1999. Në përputhje me këtë standard, të gjithë konsumatorët deri në 16 A për fazë ndahen në 4 klasa me standardet e tyre për madhësinë e harmonikëve të rrymës hyrëse (harmonike e 40-të përfshirëse). Klasa B përfshin pajisjet portative, Klasa C përfshin pajisjet e ndriçimit. Pjesa tjetër e pajisjeve ndahet midis klasave A dhe D, një nga kriteret për ndarjen është forma e rrymës hyrëse. Nëse forma e valës aktuale përshtatet në modelin standard më shumë se 95% të kohës, atëherë pajisja i përket klasës D, një standard më i rreptë në të cilin vlera e lejueshme e harmonikave të rrymës hyrëse varet nga fuqia hyrëse. Klasa A vendos kufizime në madhësinë absolute të harmonikave të rrymës hyrëse pavarësisht nga fuqia hyrëse.
Për pajisjet e ndriçimit (klasa C), janë vendosur standarde për madhësinë relative të harmonikave të rrymës hyrëse. Në përputhje me standardin, harmonika e dytë e rrymës hyrëse duhet të jetë jo më shumë se 2% e vlerës së harmonikut të parë, e treta - jo më shumë se ( 30 ∙PF )%, ku PF – faktori i fuqisë së produktit, i pesti – 10%, i shtati – 7%, i nënti –5%. Standardet për madhësinë e harmonikave teke nga 11 në 39 përfshirëse janë vendosur në 3% të vlerës së harmonikës së parë. Për të përmbushur kërkesat e standardit, pajisja përfshin një njësi funksionale shtesë të quajtur korrigjues i faktorit të fuqisë (PFC). Meqenëse pjesa më e madhe e pajisjeve të ndriçimit me bazë LED nuk do të konsumojë më shumë se 100 W, burimi i energjisë për LED duhet të jetë mjaft i lirë, gjë që imponon kufizime mjaft të rrepta në koston e PFC-ve. Në fakt, forma e rrymës hyrëse në furnizimin me energji për LED mund të jetë shumë e ndryshme nga ajo sinusoidale, gjëja kryesore është që harmonikat e rrymës së hyrjes përputhen me kërkesat GOST, dhe kostoja e vetë PFC është minimale.
Lloji më i popullarizuar i PFC në furnizimet me energji të ulët është PFC pasiv, avantazhi kryesor i të cilit është thjeshtësia dhe kostoja e tyre e ulët. Si shembull i një PFC pasiv, Figura 3 tregon qarkun më të popullarizuar të diodës-kondensatorit.
Parimi kryesor i funksionimit të korrigjuesve pasivë është "zgjatja" e formës së rrymës përtej shabllonit të vendosur në standard, duke transferuar kështu konvertuesin nga klasa D në klasën A me standarde më pak të rrepta për vlerën e harmonikave të rrymës hyrëse (Figura 4).
Siç mund të shihet nga Fig. 4, një PFC pasiv siguron një formë vale aktuale që nuk i përshtatet modelit për klasën D, prandaj, pajisjet mund të klasifikohen si Klasa A. Meqenëse kufijtë e klasës A vendosen në terma absolutë, pavarësisht nga sasia e fuqisë hyrëse (Klasa A kufijtë korrespondojnë me kufijtë e fuqisë së klasës D 600 W), ky lloj korrigjuesi është mjaft i pranueshëm për konvertuesit me fuqi të ulët. Sidoqoftë, pajisjet e ndriçimit klasifikohen si Klasa C, në të cilën kufiri harmonik i rrymës hyrëse vendoset në njësi relative në lidhje me madhësinë e harmonikës themelore. Forma aktuale e paraqitur në figurën 3 tejkalon ndjeshëm standardet e vendosura për klasën C. Për këtë arsye, korrigjuesit e lirë të faktorit të fuqisë pasive nuk mund të përdoren në pajisjet e ndriçimit. Për të përmbushur kërkesat standarde për harmonikat e rrymës hyrëse, në rastin tonë është e nevojshme të përdoret një PFC aktive.
PFC-ja klasike në formën e një njësie të veçantë ose një moduli të veçantë bëhet sipas qarkut të konvertuesit përforcues (Fig. 5). Ky PFC bën të mundur plotësimin e kërkesave më të rrepta të standardit, por përdorimi i tij rrit ndjeshëm koston e produktit, gjë që është veçanërisht e dukshme nëse fuqia e burimit nuk kalon 100...200 W, d.m.th. praktikisht i papërshtatshëm për shumicën dërrmuese të llambave.
Në kërkim të mënyrave për të ulur koston e PFC-ve në vitet '90 të shekullit të kaluar, u shfaqën botime në të cilat u propozua kombinimi i funksioneve të çelsave të energjisë të PFC dhe konvertuesit pasues në një ndërprerës të energjisë (Fig. 6), duke shtuar diodat në qark dhe transferimi i PFC-së dhe konvertuesit në modalitetin e rrymës së ndërprerjes (i ashtuquajturi "familja e re"). Kursimi i një ndërprerës dhe qarku i kontrollit të tij arrihet për shkak të rritjes së rrymave dhe tensioneve në elementët kryesorë të fuqisë së qarkut. Veçanërisht e papranueshme ishte varësia e tensionit nga kondensatori i ruajtjes së tensionit të lartë nga ndryshimet në fuqinë e ngarkesës. Për shkak të këtyre mangësive, "familja e re" nuk mori zbatim praktik.
Kohët e fundit, janë shfaqur publikime edhe për konvertuesit rezonantë me PFC me dy kondensatorë magazinimi dhe disa mbështjellje magnetike të trans-induktorit, në të cilat rryma rrjedh në mënyrë rezonante nga një kondensator në tjetrin dhe më pas, përmes mbështjelljes dalëse të trans-induktor, ndaj ngarkesës. Këta konvertues përdorin një çelës, dhe mbytja e hyrjes PFC dhe transformatori izolues kombinohen në një bërthamë të përbashkët në një komponent dredha-dredha. Kjo topologji, për shkak të lidhjeve të shumta magnetike, praktikisht nuk i nënshtrohet përshkrimit analitik; përpjekjet për botim janë të prirura për shumë pasaktësi. Nga publikimet është e qartë se konverteri funksionon, dhe është e qartë se supozimet fillestare në analizë çojnë në një kontradiktë në funksionimin e konvertuesit dhe rezultatet e analizës që dalin nga supozimet e bëra. Përdorimi i mënyrës së rrymës së thyerjes dhe parimit rezonant të funksionimit nënkupton rritjen e kërkesave aktuale për kondensatorët e ruajtjes, megjithatë, nëse prodhuesi zgjedh saktë përbërësit dhe është në gjendje të sigurojë përsëritshmëri të lartë në prodhimin masiv, kjo topologji ka të drejtën e përdorimit praktik.
Një alternativë ndaj PFC-ve janë konvertuesit që janë projektuar në atë mënyrë që rryma e tyre hyrëse të jetë afërsisht proporcionale me tensionin e hyrjes. Nga këta konvertues, më i përshtatshmi për fuqizimin e LED-ve, nga këndvështrimi i autorëve, është versioni i konvertuesit pa një kondensator ruajtjeje në anën parësore. Figura 7 tregon një version të bazuar në një konvertues flyback.
Konvertuesi funksionon në modalitetin kufitar. Funksioni i një kondensatori ruajtës kryhet nga kapacitetet në daljen e konvertuesit. Kërkesat e rritura për rrymën e kondensatorit këtu kompensohen nga thjeshtësia dhe çmimi i ulët, dhe prania e një valëzim të vogël në tensionin e daljes me dyfishin e frekuencës së rrjetit është mjaft e pranueshme kur fuqizoni pajisjet e ndriçimit. Forma e llogaritur aktuale është treguar në Fig. 8. Teorikisht, faktori i fuqisë së një konverteri të tillë është 0,99, ndërsa përbërja harmonike e llogaritur e rrymës hyrëse i plotëson kërkesat e klasës C me një diferencë të madhe.
Specifikimi i ngarkesës përcakton kërkesat specifike për pjesën dalëse të konvertuesve. Në përgjithësi, furnizimet me energji të ndriçimit LED nuk duhet të ndryshojnë shumë nga konvertuesit standardë tregtarë në parametrat e tyre të prodhimit. Karakteristikat dalluese janë:
1. Nuk kërkohet gjithmonë izolimi galvanik ndërmjet qarqeve hyrëse dhe dalëse.
2. Është shfaqur një opsion i ri - zbehja.
3. Meqenëse LED-të ushqehen me rrymë dhe jo me tension, tregu kërkon konvertues - burime rryme. Burimet e tensionit janë gjithashtu në kërkesë për pajisjet e fuqizimit që përmbajnë disa "garlanda" me rregullatorët e tyre.
4. Kërkesa më të buta për valëzim të tensionit në dalje, veçanërisht në frekuenca të larta.
Kërkesat për pulsime me frekuencë të dyfishtë të rrjetit përcaktohen nga standardet sanitare SanPiN 2.2.1/2.1.1.1278-03, të cilat vendosin standarde për koeficientin e pulsimit të ndriçimit brenda 10…20% për një klasë të gjerë ambientesh në ndërtesa rezidenciale dhe publike. Kur ndriçoni dhomat për të cilat koeficienti i pulsimit të ndriçimit nuk është i standardizuar, duhet të mbahet mend se kur LED-të furnizohen me rrymë pulsuese, efikasiteti i tyre zvogëlohet ndjeshëm. Kjo mund të shihet me një shembull të thjeshtë. Për një LED tipik, varësia e fluksit të dritës nga rryma ka një karakter të theksuar logaritmik. Si shembull, merrni parasysh karakteristikën tipike të diodës CLN6A (Fig. 9).
Kur LED fuqizohet me një rrymë prej 600 mA, fluksi i dritës është afërsisht 1.5 herë më i madh se fluksi në një rrymë prej 300 mA. Prandaj, kur LED fuqizohet me një rrymë pulsuese me një cikël pune prej 0,5 dhe një vlerë mesatare prej 300 mA, fluksi i ndritshëm do të jetë vetëm 0,75 i fluksit kur mundësohet nga një rrymë e drejtpërdrejtë me të njëjtën vlerë mesatare. Kjo sugjeron që valëzimi i tensionit në dalje duhet të jetë brenda kufijve të arsyeshëm dhe nuk duhet të përpiqeni të bëni pa kondensatorë kur ndërtoni një konvertues të tensionit, dhe, duke marrë parasysh specifikat e ngarkesës, përkatësisht pjerrësinë shumë të lartë të tensionit aktual. karakteristikë e LED-ve në pikën e funksionimit, kapaciteti i kondensatorëve duhet të jetë mjaft i madh për të mbajtur valëzimin e tensionit të daljes brenda kufijve të arsyeshëm. Nëse valëzimi i rrymës në frekuencën e ndërrimit mund të reduktohet ndjeshëm duke përdorur një mbytje të lidhur në seri me ngarkesën, atëherë në frekuencën e rrjetit madhësia e kërkuar e mbytjes mund të jetë e krahasueshme me madhësinë e konvertuesit së bashku me ngarkesën. Bazuar në sa më sipër, është e qartë për çdo person që mund të quhet i arsyeshëm që LED-të duhet të lidhen në seri: së pari, kur lidhen në seri, rezistenca e tyre diferenciale shtohet, gjë që lehtëson kërkesat për valëzim të tensionit të daljes dhe së dyti, me fuqi të barabartë të ngarkesës, kondensatorët e daljes Ata punojnë shumë më me efikasitet në tensione të larta - mund t'ia dilni me një ose dy kondensatorë, ndërsa në tensione të ulëta ju nevojitet një bateri e tërë kondensatorësh me të njëjtin vëllim. Përfitimet e tensionit të lartë të daljes janë veçanërisht të dukshme në konvertuesit ku kondensatorët e daljes mbajnë një ngarkesë të madhe aktuale
Bazuar në një topologji pa një kondensator ruajtjeje në anën parësore, MMP-Irbis CJSC ka zhvilluar një numër furnizimesh me energji elektrike për LED me një fuqi dalëse deri në 100 W. Në Fig. Figura 10 tregon një oshilogram të rrymës hyrëse të një burimi me një fuqi dalëse maksimale prej 40 W (rryma e vlerësuar e ngarkesës 0,12 A), e marrë në kushtet e mëposhtme:
Edhe pse forma e rrymës hyrëse është dukshëm e ndryshme nga ajo sinusoidale, vlera relative e harmonikave të rrymës hyrëse i plotëson standardet e vendosura për pajisjet e ndriçimit me një diferencë të madhe (Fig. 11). Vlera e faktorit të fuqisë e marrë nga rezultatet e matjes është 0,95; efikasiteti është 85.5%.
Bazuar në tërësinë e kërkesave për efikasitet, qëndrueshmëri dhe veçori mjedisore, llambat me bazë LED duket se janë më të preferuarat. Duke marrë parasysh specifikat e aplikacionit, furnizimet me energji elektrike për ndriçimin LED duhet të plotësojnë disa kërkesa si për cilësinë e rrymës hyrëse ashtu edhe për karakteristikat e daljes. Përveç kësaj, furnizimi me energji duhet të përmbajë një numër minimal të komponentëve elektronikë për të mbajtur koston e ndriçuesit brenda kufijve të arsyeshëm. Topologjia e konvertuesit Flyback AC/DC pa një kondensator ruajtjeje në anën parësore i plotëson të gjitha kërkesat dhe duket optimale për ndërtimin e llambave LED me konsum të energjisë deri në 100 W.
