Yorug'lik chiqaradigan diodlarning (LED) asosiy elektr parametri ularning ish oqimidir. LED xarakteristikalari jadvalida ish kuchlanishini ko'rganimizda, ish oqimi oqimlari paytida biz LEDdagi kuchlanishning pasayishi haqida gapirayotganimizni tushunishimiz kerak. Ya'ni, ish oqimi LEDning ish kuchlanishini aniqlaydi. Shuning uchun LEDlar uchun faqat joriy stabilizator ularning ishonchli ishlashini ta'minlashi mumkin.
Stabilizatorlar elektr ta'minoti me'yordan kuchlanish og'ishlari bilan bog'liq muammolarga duch kelganda LEDlar uchun doimiy ish oqimini ta'minlashi kerak (siz bilish qiziq bo'ladi). Barqaror ish oqimi birinchi navbatda LEDni haddan tashqari qizib ketishdan himoya qilish uchun zarur. Axir, agar maksimal ruxsat etilgan oqim oshib ketgan bo'lsa, LEDlar muvaffaqiyatsizlikka uchraydi. Shuningdek, ish oqimining barqarorligi qurilmaning doimiy yorug'lik oqimini ta'minlaydi, masalan, batareyalar zaryadsizlanganda yoki ta'minot tarmog'idagi kuchlanish o'zgarishi.
LEDlar uchun joriy stabilizatorlar turli xil dizaynlarga ega va dizayn variantlarining ko'pligi ko'zni quvontiradi. Rasmda yarimo'tkazgich stabilizatorining eng mashhur uchta sxemasi ko'rsatilgan.
A) va b) sxemalarida stabilizatsiya oqimi rezistorning qiymati bilan aniqlanadi R. Doimiy qarshilik o'rniga pastki chiziqli qarshilik yordamida siz stabilizatorlarning chiqish oqimini tartibga solishingiz mumkin.
Elektron komponentlar ishlab chiqaruvchilari ko'plab LED regulyator chiplarini ishlab chiqaradilar. Shu sababli, hozirgi vaqtda integral stabilizatorlar sanoat mahsulotlari va havaskor radio dizaynlarida ko'proq qo'llaniladi. LEDlarni ulashning barcha mumkin bo'lgan usullari haqida o'qishingiz mumkin.
LEDlarni quvvatlantirish uchun ko'pgina mikrosxemalar impulsli kuchlanish konvertorlari shaklida ishlab chiqariladi. Elektr energiyasini saqlash moslamasining rolini induktor (chok) o'ynaydigan konvertorlar kuchaytirgichlar deb ataladi. Kuchaytirgichlarda kuchlanish konvertatsiyasi o'z-o'zidan induksiya fenomeni tufayli sodir bo'ladi. Oddiy kuchaytirgich sxemalaridan biri rasmda ko'rsatilgan.
Joriy stabilizator sxemasi quyidagicha ishlaydi. Mikrosxema ichida joylashgan tranzistorli kalit vaqti-vaqti bilan induktorni umumiy simga yopadi. Kalit ochilganda, induktorda o'z-o'zidan indüksiyon EMF paydo bo'ladi, u diod tomonidan to'g'rilanadi. O'z-o'zidan indüksiyon EMF quvvat manbai kuchlanishidan sezilarli darajada oshib ketishi xarakterlidir.
Diagrammadan ko'rinib turibdiki, Texas Instruments tomonidan ishlab chiqarilgan TPS61160 da kuchaytirgichni yaratish uchun juda kam komponentlar talab qilinadi. Asosiy qo'shimchalar - induktor L1, Schottky diodi D1, konvertorning chiqishidagi impuls kuchlanishini to'g'rilaydi va R to'plami.
Rezistor ikkita funktsiyani bajaradi. Birinchidan, rezistor LEDlar orqali o'tadigan oqimni cheklaydi, ikkinchidan, rezistor qayta aloqa elementi (bir turdagi sensor) bo'lib xizmat qiladi. O'lchov kuchlanishi undan chiqariladi va chipning ichki davrlari ma'lum darajada LED orqali oqadigan oqimni barqarorlashtiradi. Rezistor qiymatini o'zgartirish orqali siz LEDlarning oqimini o'zgartirishingiz mumkin.
TPS61160 konvertori 1,2 MGts chastotada ishlaydi, maksimal chiqish oqimi 1,2 A bo'lishi mumkin. Mikrosxemadan foydalanib, ketma-ket ulangan o'ntagacha LEDni yoqishingiz mumkin. LEDlarning yorqinligini "yorqinlikni boshqarish" kirishiga o'zgaruvchan ish davri PWM signalini qo'llash orqali o'zgartirish mumkin. Yuqoridagi sxemaning samaradorligi taxminan 80% ni tashkil qiladi.
Shuni ta'kidlash kerakki, kuchaytirgichlar odatda LEDlardagi kuchlanish quvvat manbai kuchlanishidan yuqori bo'lganda ishlatiladi. Kuchlanishni kamaytirish zarur bo'lgan hollarda ko'pincha chiziqli stabilizatorlar qo'llaniladi. Bunday MAX16xxx stabilizatorlarining butun qatori MAXIM tomonidan taklif etiladi. Bunday mikrosxemalarning odatiy ulanish diagrammasi va ichki tuzilishi rasmda ko'rsatilgan.
Blok diagrammasidan ko'rinib turibdiki, LED oqimi P-kanalli dala effektli tranzistor tomonidan barqarorlashtiriladi. Xato kuchlanishi R sens rezistoridan chiqariladi va maydonni boshqarish pallasiga beriladi. Dala effektli tranzistor chiziqli rejimda ishlaganligi sababli, bunday sxemalarning samaradorligi impuls konvertori davrlariga qaraganda sezilarli darajada past bo'ladi.
MAX16xxx IC liniyasi ko'pincha avtomobil ilovalarida qo'llaniladi. Chiplarning maksimal kirish kuchlanishi 40 V, chiqish oqimi 350 mA. Ular, kommutatsiya stabilizatorlari kabi, PWM xiralashishiga imkon beradi.
LEDlar uchun oqim stabilizatori sifatida nafaqat ixtisoslashtirilgan mikrosxemalardan foydalanish mumkin. LM317 sxemasi radio havaskorlari orasida juda mashhur.
LM317 ko'plab analoglarga ega klassik chiziqli kuchlanish stabilizatoridir. Mamlakatimizda bu mikrosxema KR142EN12A nomi bilan tanilgan. LM317 ni kuchlanish stabilizatori sifatida ulash uchun odatiy sxema rasmda ko'rsatilgan.
Ushbu sxemani oqim stabilizatoriga aylantirish uchun R1 rezistorini sxemadan chiqarib tashlash kifoya. LM317 ning chiziqli oqim stabilizatori sifatida kiritilishi quyidagicha.
Ushbu stabilizatorni hisoblash juda oddiy. R1 rezistorining qiymatini joriy qiymatni quyidagi formulaga almashtirish orqali hisoblash kifoya:
Rezistor tomonidan sarflanadigan quvvat quyidagilarga teng:
Oldingi sxema osongina sozlanishi stabilizatorga aylantirilishi mumkin. Buning uchun doimiy qarshilik R1 ni potansiyometr bilan almashtirish kerak. Diagramma quyidagicha ko'rinadi:
Yuqoridagi barcha stabilizator sxemalari minimal miqdordagi qismlardan foydalanadi. Shuning uchun, hatto lehim temir bilan ishlash ko'nikmalarini egallagan yangi radio havaskor ham bunday tuzilmalarni mustaqil ravishda yig'ishi mumkin. LM317 dagi dizaynlar ayniqsa sodda. Ularni yasash uchun bosma platani loyihalash ham shart emas. Mikrosxemaning mos yozuvlar pinini va uning chiqishi o'rtasida mos keladigan rezistorni lehimlash kifoya.
Bundan tashqari, mikrosxemaning kirish va chiqishiga ikkita moslashuvchan o'tkazgichni lehimlash kerak va dizayn tayyor bo'ladi. Agar u LM317-dagi joriy stabilizator yordamida kuchli LEDni quvvatlantirish uchun mo'ljallangan bo'lsa, mikrosxema issiqlikni olib tashlashni ta'minlaydigan radiator bilan jihozlangan bo'lishi kerak. Radiator sifatida siz 15-20 kvadrat santimetr maydonga ega kichik alyuminiy plastinkadan foydalanishingiz mumkin.
Kuchaytirgich dizaynini yaratishda siz turli xil quvvat manbalaridan filtr bobinlarini chok sifatida ishlatishingiz mumkin. Masalan, kompyuter quvvat manbalaridan ferrit halqalari bu maqsadlar uchun juda mos keladi, ularning atrofida diametri 0,3 mm bo'lgan bir necha o'nlab sirlangan simlar o'ralgan bo'lishi kerak.
Hozirgi vaqtda avtomobil ixlosmandlari ko'pincha o'z avtomobillarini yoritish texnologiyasini yangilash bilan shug'ullanadilar, bu maqsadlar uchun LED yoki LED chiziqlaridan foydalanadilar (o'qing). Ma'lumki, avtomobilning bort tarmog'ining kuchlanishi dvigatel va generatorning ish rejimiga qarab juda katta farq qilishi mumkin. Shuning uchun, avtomobil uchun 12 voltli stabilizatorni emas, balki ma'lum bir LED turi uchun mo'ljallangan stabilizatorni ishlatish ayniqsa muhimdir.
Avtomobil uchun biz LM317 asosidagi dizaynlarni tavsiya qilishimiz mumkin. Siz ikkita tranzistorli chiziqli stabilizatorning modifikatsiyalaridan birini ham ishlatishingiz mumkin, unda quvvat elementi sifatida kuchli N-kanalli dala effektli tranzistor ishlatiladi. Quyida bunday sxemalar uchun variantlar, shu jumladan sxema mavjud.
Xulosa qilib aytishimiz mumkinki, LED konstruktsiyalarining ishonchli ishlashi uchun ular oqim stabilizatorlari yordamida quvvatlanishi kerak. Ko'pgina stabilizator sxemalari oddiy va o'zingiz qilishingiz oson. Umid qilamizki, materialda keltirilgan ma'lumotlar ushbu mavzuga qiziqqan har bir kishi uchun foydali bo'ladi.
Doimiy o'quvchilar ko'pincha xizmat muddatini maksimal darajada oshirish uchun LEDlarni qanday qilib to'g'ri quvvatlantirishga qiziqishadi. Bu, ayniqsa, texnik xususiyatlari yomon yoki ortiqcha baholangan noma'lum ishlab chiqarilgan LEDlar uchun to'g'ri keladi.
Sifatni tashqi ko'rinish va parametrlar bilan aniqlash mumkin emas. Biz ko'pincha LEDlar uchun quvvat manbaini qanday hisoblashni aytib berishimiz kerak, qaysi birini sotib olish yoki o'zingiz qilish yaxshiroq. Asosan, montajdan keyin har qanday sxemani sotib olishni maslahat beraman, sinov va sozlashni talab qiladi;
LED - bu ichki qarshiligi past bo'lgan yarimo'tkazgichli elektron element. Agar siz unga stabillashtirilgan kuchlanishni qo'llasangiz, masalan, 3V, kerakli 1A o'rniga u orqali katta oqim o'tadi, masalan, 4 Amper. Undagi quvvat 12 Vt bo'ladi va kristallni bog'laydigan nozik o'tkazgichlar yonib ketadi. Supero'tkazuvchilar rangli va RGB diodlarida aniq ko'rinadi, chunki ularda sariq fosfor yo'q.
Agar LEDlar uchun quvvat manbai stabillashtirilgan kuchlanish bilan 12V bo'lsa, u holda oqimni cheklash uchun rezistor ketma-ket o'rnatiladi. Ushbu ulanishning nochorligi yuqori energiya sarfi bo'ladi, rezistor ham bir oz energiya sarflaydi. 1,5V LED qayta zaryadlanuvchi chiroqlar uchun bunday sxemadan foydalanish mantiqiy emas. Batareyadagi voltlar soni tezda pasayadi va shunga mos ravishda yorqinlik kamayadi. Va uni kamida 3V ga oshirmasdan, diod ishlamaydi.
PWM kontrollerlariga asoslangan ixtisoslashtirilgan LED drayverlari bu kamchiliklarga ega emas. Voltaj o'zgarganda, oqim doimiy bo'lib qoladi.
Ulangan elektr pallasining umumiy energiya iste'moli jihozning quvvatidan oshmasligi kerak.
Voltajning pasayishi muz chipining qancha yorug'lik chiqarishiga bog'liq. Bridgelux kabi markali LEDlarni sotib olishni tavsiya qilaman, chunki ularning parametrlari minimaldir. Ular e'lon qilingan xususiyatlarni saqlab qolishlari va ular uchun zaxiraga ega bo'lishlari kafolatlanadi. Agar siz Xitoy bozorida, masalan, Aliexpressda xarid qilsangiz, unda mo''jiza kutmang, 90% hollarda ular sizni aldashadi va 2-5 barobar yomonroq parametrlar bilan keraksiz narsalarni yuborishadi. Bu mening hamkasblarim tomonidan ko'p marta tekshirildi, ular arzon LED 5730 ga ba'zan 10 marta buyurtma berishdi. Ular SMD5730 ni 0,5 Vt o'rniga 0,1 Vt quvvatda olishdi. Bu oqim kuchlanishining xarakteristikasi bilan aniqlandi.
Bundan tashqari, arzon bo'lganlar juda keng parametrlarga ega. Buni o'z qo'llaringiz bilan uyda aniqlash uchun ulardan 5-10 tasini ketma-ket ulang. Men volt sonini ular bir oz yonib turguncha sozlayman. Ko'rasiz, ba'zilari yorqinroq porlaydi, boshqalari deyarli sezilmaydi. Shuning uchun, ba'zilari nominal ish rejimida ko'proq isitiladi, boshqalari kamroq. Ulardagi quvvat har xil bo'ladi, shuning uchun eng ko'p yuklanganlar qolganlardan oldin muvaffaqiyatsiz bo'ladi.
Kalkulyator 4 ta parametrni hisobga oladi:
Dvigatel ishlaganda o'rtacha 13,5V - 14,5V, vosita o'chirilganida esa 12V - 12,5V mavjud. Avtomobil sigaret chiroqqa yoki bort tarmog'iga ulanganda maxsus talablar. Qisqa muddatli kuchlanish 30 V gacha bo'lishi mumkin. Agar siz oqim cheklovchi rezistordan foydalansangiz, u holda oqim LED ta'minot zo'riqishida o'sishiga to'g'ridan-to'g'ri mutanosib ravishda ortadi. Shu sababli, mikrosxemaga stabilizatorni o'rnatish yaxshiroqdir.
Uni mashinada ishlatishning kamchiliklari VHF diapazonida radioda shovqin paydo bo'lishi mumkin. PWM boshqaruvchisi yuqori chastotalarda ishlaydi va radioingizga xalaqit beradi. Siz uni boshqa yoki chiziqli tur bilan almashtirishga harakat qilishingiz mumkin. Ba'zan metall bilan himoya qilish va uni avtomobilning bosh qismidan uzoqroqqa joylashtirish yordam beradi.
Jadvallardan ko'rinib turibdiki, kam quvvatli 1W, 3W uchun bu ko'rsatkich qizil, sariq, to'q sariq ranglar uchun 2B ni tashkil qiladi. Oq, ko'k, yashil ranglar uchun u 3,2V dan 3,4V gacha. 7V dan 34V gacha bo'lgan kuchlilar uchun. Hisob-kitoblar uchun bu raqamlardan foydalanish kerak bo'ladi.
Eng keng tarqalgan kuchlanishlardan biri 12 volt bo'lib, ular maishiy texnika, avtomobillar va avtomobil elektronikasida mavjud. 12V dan foydalanib, siz 3 ta LED diodini to'liq ulashingiz mumkin. Misol tariqasida 12V LED tasmasi bo'lib, unda 3 ta bo'lak va rezistor ketma-ket ulangan.
1-dioddagi misolVt, uning nominal oqimi 300mA.
Xuddi shunday, siz kontaktlarning zanglashiga olib keladigan elementlarning boshqa soni uchun hisoblashingiz mumkin.
LEDlar uchun quvvat manbai oddiy 1,5V AA batareyasi bo'lishi mumkin. LED diodi odatda kamida 3V ni talab qiladi, buni stabilizatorsiz qilishning hech qanday usuli yo'q. Bunday ixtisoslashgan LED drayverlari Cree Q5 va Cree XML T6-da qo'lda ishlaydigan chiroqlarda qo'llaniladi. Miniatyura mikrosxemasi volt sonini 3V ga oshiradi va 700mA ni barqarorlashtiradi. Oqim cheklovchi rezistor yordamida 1,5 voltdan yoqish mumkin emas. Agar biz ikkita 1,5 voltli batareyadan foydalansak, ularni ketma-ket ulashda biz 3V ni olamiz. Ammo batareyalar juda tez tugaydi va yorqinlik tezroq pasayadi. 2,5 V da batareyalarda hali ham ko'p quvvat qoladi, ammo diod deyarli o'chadi. Va LED drayveri nominal yorqinlikni hatto 1V da saqlaydi.
Men odatda Aliexpress-da bunday modullarga buyurtma beraman, xitoyliklar 50-100 rublni tashkil qiladi, Rossiyada ular biroz qimmat.
Agar ular ketma-ket emas, balki parallel ulanish bilan birgalikda ulangan bo'lsa, siz elementlarni taqsimlaydigan ulanish sxemasini tuzing.
Noma'lum ishlab chiqaruvchining Xitoy quvvat manbaida quvvat sezilarli darajada past bo'lishi mumkin. Ular nominal uzoq muddatli quvvatni emas, balki maksimal maksimal quvvatni osongina ko'rsatadi. Tekshirish qiyinroq, siz quvvat manbaini maksimal darajada yuklashingiz va parametrlarni o'lchashingiz kerak;
Uchinchi nuqta uchun yuqorida keltirilgan 1W, 3W, 5W, 10W, 20W, 30W, 50W, 100W uchun misol jadvallaridan foydalaning. Ammo sotuvchi sizga bergan xususiyatlarga ko'proq ishoning. Bitta chiplilar uchun 3V, 6V, 12V mavjud.
Devrenning umumiy quvvat iste'moli quvvat manbaining nominal quvvatidan oshsa, oqim tushadi va isitish kuchayadi. Agar yuk kamaytirilsa, u normal darajaga qaytadi.
LED chiziqlar uchun hisoblash juda oddiy. Bir metr uchun vatt sonini o'lchang va metrlar soniga ko'paytiring. Faqat o'lchab ko'ring, ko'p hollarda quvvat ortiqcha baholanadi va 14,4 Vt / m o'rniga siz 7 Vt / m ni olasiz. Ko'pincha hafsalasi pir bo'lgan mijozlar menga bu muammo bilan murojaat qilishadi.
Men sizga 12V, 19V, 24V birliklarini yoqish va 12V avtomashinalarga ulanish uchun nima ishlatishimni qisqacha aytib beraman.
Ko'pincha men PWM chiplarida tayyor modullarni sotib olaman:
Hamma ham mashina uchun tayyor yorug'lik chiroqini, LED chiroqni sotib olishga yoki tayyor haydovchiga buyurtma berishga ko'p pul sarflashni xohlamaydi. Shuning uchun ular mavjud komponentlardan munosib narsalarni yig'ish uchun menga murojaat qilishadi. Bunday modullarning narxi radiatorli 5A modeli uchun 50 rubldan 300 rublgacha boshlanadi. Men bir nechta qismlarni oldindan sotib olaman, ular tezda sotiladi.
Eng mashhur variant - chiziqli IC, oddiy, ishonchli, eskirgan.
LM2596 ga asoslangan modellar juda mashhur, ammo u allaqachon eskirgan va men sizga yaxshi samaradorlik bilan zamonaviyroqqa e'tibor berishingizni maslahat beraman. Bunday bloklar 1 dan 3 gacha sozlash qarshiligiga ega, ular 30V gacha va 5A gacha bo'lgan har qanday parametrlarni sozlash uchun ishlatilishi mumkin.
2016 yil boshida LED modullari va o'rnatilgan drayverga ega COB diodlari mashhurlikka erisha boshladi. Ular to'g'ridan-to'g'ri 220 V tarmoqqa ulangan, o'z qo'llaringiz bilan yoritish uskunalarini yig'ish uchun ideal. Barcha elementlar bitta issiqlik o'tkazuvchi plastinkada joylashgan. PWM kontrollerlari sovutish tizimi bilan yaxshi aloqa qilish tufayli miniatyuradir. Biz hali ishonchlilik va barqarorlikni sinab ko'rmadik, birinchi sharhlar kamida olti oylik foydalanishdan keyin paydo bo'ladi. Men allaqachon 50 Vt quvvatda eng arzon va eng arzon COB modeliga buyurtma berganman. Bularni Aliexpress Xitoy bozorida topish uchun qidiruvga "integratsiyalashgan led haydovchi" ni kiriting.
Global muammo - sanoat miqyosida Cree va Philips LEDlarini qalbakilashtirish. Buning uchun xitoyliklarning 95-99 foizini ko'chirib olishadi; Eng yomoni, bunday soxta narsa sizga original Cree T6 niqobi ostida sotilganida. Siz soxtasini asl nusxaning texnik xususiyatlariga muvofiq ulaysiz. Soxta o'rtacha 30% yomonroq xususiyatlarga ega. Kamroq yorug'lik oqimi, past maksimal ish harorati, kam quvvat sarfi. Siz aldash haqida tez orada bilib olmaysiz, u haqiqiydan 5-10 baravar kam ishlaydi, ayniqsa er-xotin oqimda.
Yaqinda men LatticeBright tomonidan ishlab chiqarilgan chap Kridagi chiroqlarimning yorug'lik oqimini o'lchadim. Men haydovchi bilan butun taxtani olib chiqdim va uni fotometrik to'pga joylashtirdim. Natijada 180-200 lümen, asl nusxada 280-300 lumen bor edi. Asosan laboratoriyalarda mavjud bo'lgan jiddiy jihozlarsiz siz o'lchay olmaysiz va shuning uchun haqiqatni bilib olmaysiz.
Ba'zan siz overclock qilingan diodlarga duch kelasiz, ularning joriy kuchi nominaldan 30% -60% yuqori va shunga mos ravishda quvvat. Vijdonsiz ishlab chiqaruvchi, ayniqsa podvaldagi xitoylik, xizmat muddatini soatlab o'lchash qiyinligidan foydalanadi. Axir, hech kim ishlagan vaqtni qayd etmaydi va chiroq yoki LED yoritgich ishlamay qolganda, sotuvchi endi topilmaydi. Va izlashning ma'nosi yo'q, bunday mahsulotlarning kafolat muddati har doim xizmat muddatidan ko'ra qisqaroq.
Muallifning eslatmasi: "Internetda LED mahsulotlarini elektr ta'minoti haqida juda ko'p ma'lumotlar mavjud, ammo men ushbu maqola uchun material tayyorlayotganimda, qidiruv tizimining eng yaxshi natijalaridan saytlarda juda ko'p bema'ni ma'lumotlarni topdim. Bunday holda, asosiy nazariy ma'lumotlar va tushunchalarning to'liq yo'qligi yoki noto'g'ri idrok etilishi mavjud."
LEDlar bugungi kunda barcha keng tarqalgan yorug'lik manbalaridan eng samarali hisoblanadi. Samaradorlik ortida muammolar ham mavjud, masalan, ularni quvvatlaydigan oqimning barqarorligiga yuqori talab, murakkab termal ish sharoitlariga (ko'tarilgan haroratlarda) yomon bardoshlik. Shuning uchun bu muammolarni hal qilish vazifasi. Keling, elektr ta'minoti va haydovchi tushunchalari qanday farq qilishini ko'rib chiqaylik. Birinchidan, keling, nazariyaga o'taylik.
Oqim manbai va kuchlanish manbai
quvvat bloki- bu uskunani quvvatlantirish uchun elektr energiyasini etkazib beruvchi va tartibga soluvchi elektron qurilma yoki boshqa elektr jihozlarining bir qismining umumlashtirilgan nomi. U qurilma ichida ham, tashqarisida ham alohida korpusda joylashgan bo'lishi mumkin.
Haydovchi- maxsus elektr jihozlari uchun maxsus manba, kalit yoki quvvat regulyatorining umumlashtirilgan nomi.
Elektr ta'minotining ikkita asosiy turi mavjud:
Kuchlanish manbai.
Joriy manba.
Keling, ularning farqlarini ko'rib chiqaylik.
Kuchlanish manbai- bu chiqish oqimi o'zgarganda chiqish voltaji o'zgarmaydigan quvvat manbai.
Ideal kuchlanish manbai nol ichki qarshilikka ega, lekin chiqish oqimi cheksiz katta bo'lishi mumkin. Aslida esa vaziyat boshqacha.
Har qanday kuchlanish manbai ichki qarshilikka ega. Shu munosabat bilan, kuchli yukni ulashda kuchlanish nominaldan biroz chetga chiqishi mumkin (kuchli - past qarshilik, yuqori oqim iste'moli) va chiqish oqimi uning ichki tuzilishi bilan belgilanadi.
Haqiqiy kuchlanish manbai uchun favqulodda ish rejimi qisqa tutashuv rejimidir. Ushbu rejimda oqim keskin oshadi, u faqat quvvat manbaining ichki qarshiligi bilan cheklanadi; Elektr ta'minotida qisqa tutashuv muhofazasi bo'lmasa, u muvaffaqiyatsiz bo'ladi
Joriy manba- bu ulangan yukning qarshiligidan qat'i nazar, oqimi o'rnatilgan quvvat manbai.
Chunki joriy manbaning maqsadi ma'lum bir joriy darajani saqlab qolishdir. Favqulodda ish rejimi - bu bo'sh rejim.
Buning sababini oddiy so'zlar bilan tushuntirish uchun vaziyat quyidagicha: deylik, siz qarshilik 1 Ohm bo'lgan yukni nominal 1 Amperli oqim manbaiga uladingiz, keyin uning chiqishidagi kuchlanish 1 Voltga o'rnatiladi. 1 Vt quvvat chiqariladi.
Agar siz yuk qarshiligini, masalan, 10 Ohm ga oshirsangiz, oqim hali ham 1A bo'ladi va kuchlanish allaqachon 10V ga o'rnatiladi. Bu shuni anglatadiki, 10 Vt quvvat chiqariladi. Aksincha, qarshilikni 0,1 Ohm ga kamaytirsangiz, oqim hali ham 1A, kuchlanish esa 0,1V bo'ladi.
Bo'sh turish - bu quvvat manbai terminallariga hech narsa ulanmagan holat. Keyin bo'sh turganda yuk qarshiligi juda katta (cheksiz) ekanligini aytishimiz mumkin. 1A tok oqmaguncha kuchlanish kuchayadi. Amalda, bunday vaziyatga misol avtomobilning ateşleme bobini.
Sham elektrodlaridagi kuchlanish, bobinning birlamchi o'rashining quvvat pallasi ochilganda, uning qiymati uchqun bo'shlig'ining uzilish kuchlanishiga yetguncha ortadi, shundan so'ng oqim hosil bo'lgan uchqun orqali oqib o'tadi va unda to'plangan energiya. lasan tarqaladi.
Oqim manbai uchun qisqa tutashuv holati favqulodda ish rejimi emas. Qisqa tutashuv vaqtida quvvat manbaining yuk qarshiligi nolga intiladi, ya'ni. u cheksiz kichikdir. Keyin oqim manbasining chiqishidagi kuchlanish ma'lum bir oqim oqimiga mos keladi va chiqarilgan quvvat ahamiyatsiz bo'ladi.
Keling, amaliyotga o'tamiz
Agar zamonaviy nomenklatura yoki energiya manbalariga muhandislardan ko'ra ko'proq sotuvchilar tomonidan berilgan nomlar haqida gapiradigan bo'lsak, unda quvvatlantirish manbai u odatda kuchlanish manbai deb ataladi.
Bularga quyidagilar kiradi:
Mobil telefon uchun zaryadlovchi (ularda kerakli zaryadlash oqimi va kuchlanishiga erishilgunga qadar qiymatlarni konvertatsiya qilish zaryadlanuvchi qurilmaning platasiga o'rnatilgan konvertorlar tomonidan amalga oshiriladi.
Noutbuk uchun quvvat manbai.
LED tasmasi uchun quvvat manbai.
Haydovchi joriy manba hisoblanadi. Kundalik hayotda uning asosiy qo'llanilishi - 0,5 Vt dan oddiy yuqori quvvat bilan individual va ikkalasini quvvatlantirishdir.
LED quvvat manbai
Maqolaning boshida LEDlarning juda yuqori quvvat talablari borligi aytib o'tildi. Haqiqat shundaki, LED oqim bilan quvvatlanadi. Bu bilan bog'liq. Unga qarang.
Rasmda turli xil rangdagi diodlarning oqim kuchlanish xususiyatlari ko'rsatilgan:
Ushbu filial shakli (parabolaga yaqin) yarimo'tkazgichlarning xususiyatlariga va ularga kiritilgan aralashmalarga, shuningdek, pn birikmasining xususiyatlariga bog'liq. Oqim, diodaga qo'llaniladigan kuchlanish chegaradan kamroq bo'lsa, deyarli oshmaydi, aniqrog'i uning o'sishi ahamiyatsiz. Diyot terminallaridagi kuchlanish chegara darajasiga yetganda, diod orqali oqim keskin oshib keta boshlaydi.
Agar rezistor orqali oqim chiziqli ravishda o'ssa va uning qarshiligiga va qo'llaniladigan kuchlanishga bog'liq bo'lsa, u holda diod orqali oqimning oshishi bu qonunga bo'ysunmaydi. Va kuchlanishning 1% ga oshishi bilan oqim 100% yoki undan ko'proq oshishi mumkin.
Bunga qo'shimcha ravishda: metallar uchun uning harorati oshishi bilan qarshilik kuchayadi, ammo yarimo'tkazgichlar uchun, aksincha, qarshilik pasayadi va oqim kuchayadi.
Buning sabablarini batafsilroq bilish uchun siz "Elektronikaning jismoniy asoslari" kursini o'rganishingiz va zaryad tashuvchilarning turlari, tarmoqli bo'shlig'i va boshqa qiziqarli narsalarni o'rganishingiz kerak, ammo biz buni qilmaymiz, biz qisqacha bu masalalarni ko'rib chiqdilar.
Texnik spetsifikatsiyalarda chegara kuchlanishi oq LEDlar uchun oldinga yo'naltirilgan kuchlanishning pasayishi sifatida belgilanadi, u odatda 3 voltni tashkil qiladi;
Bir qarashda, chiroqni loyihalash va ishlab chiqarish bosqichida elektr ta'minotining chiqishida barqaror kuchlanishni o'rnatish kifoya va hamma narsa yaxshi bo'lib tuyulishi mumkin. Ular buni LED chiziqlarida qilishadi, lekin ular barqarorlashtirilgan quvvat manbalaridan quvvatlanadi va bundan tashqari, chiziqlarda ishlatiladigan LEDlarning kuchi ko'pincha * kichik, o'ndan va yuzdan bir vattni tashkil qiladi.
Agar bunday LED barqaror chiqish oqimiga ega bo'lgan haydovchi tomonidan quvvatlansa, LED qizdirilganda, u orqali oqim kuchaymaydi, lekin o'zgarishsiz qoladi va bu maqsadda uning terminallaridagi kuchlanish biroz pasayadi.
Va agar elektr ta'minotidan (kuchlanish manbai), isitishdan keyin oqim kuchayadi, bu esa isitishni yanada kuchliroq qiladi.
Yana bir omil bor - barcha LEDlarning xususiyatlari (shuningdek, boshqa elementlar) har doim farq qiladi.
Haydovchini tanlash: xususiyatlar, ulanish
To'g'ri drayverni tanlash uchun siz uning texnik xususiyatlari bilan tanishishingiz kerak, asosiylari:
Nominal chiqish oqimi;
Maksimal quvvat;
Minimal quvvat. Har doim ham ko'rsatilmaydi. Haqiqat shundaki, ba'zi drayverlar ularga ma'lum bir quvvatdan kamroq yuk ulangan bo'lsa, ishga tushmaydi.
Ko'pincha do'konlarda quvvat o'rniga ular quyidagilarni ko'rsatadilar:
Nominal chiqish oqimi;
Chiqish kuchlanish diapazoni (min.)V...(maks.)V shaklida, masalan 3-15V.
Ulangan LEDlarning soni kuchlanish diapazoniga bog'liq bo'lib, (min) ... (maks) shaklida yozilgan, masalan, 1-3 LED.
Barcha elementlar orqali oqim ketma-ket ulanganda bir xil bo'lganligi sababli, LEDlar haydovchiga ketma-ket ulanadi.
LEDlarni drayverga parallel ravishda ulash tavsiya etilmaydi (aniqrog'i imkonsizdir), chunki LEDlarda kuchlanish biroz farq qilishi mumkin va biri haddan tashqari yuklanadi, ikkinchisi esa, aksincha, nominaldan past rejimda ishlaydi. bitta.
Haydovchi dizaynida ko'rsatilganidan ko'ra ko'proq LEDlarni ulash tavsiya etilmaydi. Haqiqat shundaki, har qanday quvvat manbai ma'lum bir ruxsat etilgan maksimal quvvatga ega, uni oshirib bo'lmaydi. Stabillashtirilgan oqim manbaiga ulangan har bir LED uchun uning chiqishlarida kuchlanish taxminan 3V ga oshadi (agar LED oq bo'lsa) va quvvat odatdagidek oqim va kuchlanish mahsulotiga teng bo'ladi.
Bunga asoslanib, biz xulosalar chiqaramiz: LEDlar uchun to'g'ri drayverni sotib olish uchun siz LEDlar iste'mol qiladigan oqimni va ular bo'ylab tushadigan kuchlanishni aniqlashingiz va drayverni parametrlarga muvofiq tanlashingiz kerak.
Misol uchun, ushbu drayver 0,4A oqim iste'moli bilan 12 tagacha kuchli 1 Vt LEDni ulashni qo'llab-quvvatlaydi.
Bu 1,5A oqim va 20 dan 39V gacha bo'lgan kuchlanishni ishlab chiqaradi, ya'ni siz unga ulanishingiz mumkin, masalan, 1,5A LED, 32-36V va 50 Vt quvvat.
Xulosa
Drayv - LEDlarni ma'lum bir oqim bilan ta'minlash uchun mo'ljallangan quvvat manbalarining bir turi. Aslida, bu quvvat manbai nima deb atalishi muhim emas. Quvvat manbalari 12 yoki 24 voltli LED chiziqlar uchun quvvat manbalari deb ataladi, ular maksimal darajadan past bo'lgan har qanday oqimni ta'minlashi mumkin; To'g'ri nomlarni bilib, siz do'konlarda mahsulotni sotib olayotganda xato qilishingiz dargumon va uni o'zgartirishingiz shart emas.
Oddiy LEDni o'z ichiga olgan yoritish moslamalari yaqinda xonalar uchun sun'iy dekorativ yoritishni yaratish uchun ishlatila boshlandi. Ushbu yangi yo'nalish nafaqat interyerda, balki arxitektura va landshaft ob'ektlarini yorqin, samarali yoritish uchun ham keng qo'llaniladigan juda istiqbolli ekanligini isbotladi. Energiya iste'moli minimal bo'lishini va yorug'lik chiqishi maksimal bo'lishini ta'minlash uchun kompaniyamiz Moskvada sotib olishni taklif qiladigan yuqori quvvatli LEDlardan foydalanish tavsiya etiladi.
Kuchli LED barqaror va uzilishlarsiz ishlashi uchun uni oqim manbai orqali doimiy quvvat bilan ta'minlash kerak, bu ham haydovchilar deb ataladi. Qurilmalar yuqori quvvat qiymatlariga ega bo'lgan LED sxemalari va modullarini quvvatlantirish uchun mo'ljallangan va doimiy yuqori yuk ostida ishlaydi. Yuqori quvvatli LEDlar uchun oqim manbalari elektr tarmog'idagi oqimni oldindan belgilangan qiymatga kamaytiradi va shu bilan uzluksiz yorug'lik, operatsion xavfsizlik va butun tizimning uzoq xizmat muddatini ta'minlaydi.
Yuqori quvvatli LEDlar uchun oqim manbai to'g'ridan-to'g'ri oqim bilan ishlaydigan elektron qurilmalarni quvvat bilan ta'minlash uchun zarur bo'lgan oddiy, oddiy va kichik o'lchamli qurilma. Ushbu qurilmalar ma'lum bir chiqish oqimi va quvvatini qo'llab-quvvatlaydi. Kuchli LED va modulli yoritgichlarning uzluksiz ishlashini ta'minlash uchun joriy manbalar kerak.
Yuqori quvvatli LED qurilmalari va modullari uchun oqim manbalari barqarorlashtirilgan chiqish oqimi qiymati bilan tavsiflanadi. Manbalar yuqori quvvat qiymatlariga ega yuqori quvvatli ko'p chipli LED tizimlarida ishlaydi.
Yuqori quvvatli LED yorug'lik manbalari uchun quvvat manbalari ma'lum parametrlar asosida tanlanadi:
Bugungi kunda bizda yuqori quvvatli LEDlar uchun drayverlarning keng doirasi mavjud. Ushbu qurilmalarning barchasida oqim qiymati o'zgarmaydi, faqat ulangan yukga qarab chiqish voltaji o'zgaradi. Yuqori quvvatli LEDlar uchun oqim manbaining korpusi plastik yoki alyuminiydan tayyorlanishi mumkin.
Kompaniyamiz sotib olishni taklif qiladigan barcha joriy manbalarni uy-joy dizayni printsipiga ko'ra tasniflash mumkin:
Hozirgi vaqtda biz turli xil oqim manbalarining keng doirasini taklif qilamiz. Noma'lum miqdordagi LEDlar uchun mo'ljallangan universal drayverlar mavjud, asosiysi joriy manbaning kuchi barcha ulangan LEDlarning umumiy quvvatidan oshmaydi. Bundan tashqari, ma'lum miqdordagi diodlar uchun mo'ljallangan joriy manbalarni topishingiz mumkin.
Yuqori quvvatli LEDlar uchun universal oqim manbalarining samaradorligi ularning sxemalari xususiyatlariga ko'ra an'anaviy drayverlarga qaraganda bir oz kamroq. Muayyan miqdordagi diodli oqim manbalari o'rnatilgan ortiqcha yuk himoyasi bilan amalga oshiriladi. Ammo agar siz ularga kamroq miqdordagi diodlarni ulasangiz, ehtimol himoya ishlaydi va tizim signalni ko'rsatadi.
Drayvdan foydalanganda tizim butun xizmat muddati davomida normal ishlashi uchun siz ba'zi qoidalarga amal qilishingiz kerak:
Bizning do'konimiz tajribali maslahatchilarni ish bilan ta'minlaydi, ular sizning ehtiyojlaringiz uchun barcha kerakli parametrlarni aytib beradilar, muayyan uskunalar uchun qurilmaning quvvatini to'g'ri hisoblashingizga yordam beradi va elektr ta'minoti modelini tanlash bo'yicha qaror qabul qiladi.
LED lampalar uchun quvvat manbalari uchun asosiy talablar samaradorlik, ishonchlilik va ekologiya nuqtai nazaridan eng maqbul deb hisoblanadi. Kirish oqimiga qo'yiladigan talablar va GOST talablariga javob berishning mumkin bo'lgan usullari ko'rib chiqiladi. Yukning o'ziga xos xususiyatlarini hisobga olgan holda chiqish parametrlariga qo'yiladigan talablar ko'rib chiqiladi. Ko'rib chiqilgan barcha talablarni minimal moddiy xarajatlar bilan qondiradigan konvertor topologiyasi taklif etiladi.
Qayd etilishicha, har qanday tsivilizatsiya farovonligining oshishi uning turli ko'rinishlarida iste'mol qilinadigan energiya miqdorining oshishiga olib keladi. Bu eng ibtidoiy qabilalardan tortib to hozirgi kungacha doimo shunday bo'lib kelgan va bu hech bo'lmaganda yaqin kelajakda davom etishiga shubha qilish uchun hech qanday sabab yo'q. Energiya iste'molining umumiy o'sishi elektr energiyasiga ham tegishli bo'lib, uni ishlab chiqarish, ishlatish va iste'molchiga etkazib berish nuqtai nazaridan eng qulay energiya turi sifatida, undan foydalanish joylaridagi atrof-muhitni hisobga olmaganda. Iste'molning ortishi bilan iste'molchiga elektr energiyasini etkazib berish bilan bog'liq muammolar darhol paydo bo'ladi. Mavjud elektr tarmoqlarining cheklangan quvvati bizni elektr energiyasini uzatish va undan foydalanish samaradorligini oshirish yo'llarini izlashga majbur qiladi.
Ma'lumki, iste'molchilarning asosiy ulushini tashkil etuvchi turar-joy va noishlab chiqarish binolarida barcha iste'mol qilinadigan elektr energiyasining muhim qismi (taxminan 50%) yoritishga sarflanadi. Shu sababli, yoritgichlarning samaradorligini oshirish simlardagi umumiy yo'qotishlarga va tarmoq o'tkazuvchanligiga sezilarli ta'sir ko'rsatadi. Har xil turdagi zamonaviy lampalarning xususiyatlarini taqqoslash (1-jadval) shuni ko'rsatadiki, "Ilyich chiroq" deb ataladigan chiroq allaqachon tarixga kirgan 20-asrning chiroqidir. Yangi, XXI asr yangi, samarali yechimlardan foydalanishni talab qilmoqda.
1-jadvaldan ko'rinib turibdiki, an'anaviy cho'g'lanma lampalarni lyuminestsent lampalar va zamonaviy LEDlar bilan almashtirish yorug'lik uchun energiya xarajatlarini 4...5 barobarga kamaytirishi mumkin. Ammo bu elektr tarmog'idagi yukni kamaytiradimi?
1-rasmda turli xil lyuminestsent lampalarning joriy iste'moli oscillogrammalari ko'rsatilgan (1a - drosselsiz asosda ballastli chiroq, 1b, 1c - drosselli lampalar). Rasmda ko'rsatilgandek, barcha lyuminestsent lampalar kam quvvat omiliga ega: choksiz - katta garmonik oqim buzilishlari tufayli, drossel bilan - katta faza almashinuvi tufayli. Natijada, teng yorug'lik bilan lyuminestsent lampalar sezilarli darajada kamroq faol quvvat sarflaydi, lekin teng yorqinlikdagi akkor chiroqqa qaraganda tarmoqqa ko'proq yuk yaratadi. Albatta, bu elektr stansiyalarining pechlarida yondirilgan yoqilg'ini tejash imkonini beradi, ammo bu iste'molchiga elektr energiyasini etkazib berish muammosini umuman hal qilmaydi. Natijada, oxir-oqibat, hamma zarar ko'radi: elektr tarmoqlari egalari (tarmoqlar bardosh bera oladigan maksimal yukda, ikkinchisi 2...4 baravar kam faol quvvatni uzata oladi va shunga mos ravishda kamroq daromad keltiradi. ), elektr energiyasi ishlab chiqaruvchilari (generator o'rashlarining ruxsat etilgan maksimal oqimiga ega bo'lgan elektr stantsiyalari kamroq foydali quvvat ishlab chiqaradi) va oxir-oqibat, elektr energiyasi iste'molchilari (iqtisodiy lampalarni o'rnatish uchun qo'shimcha xarajatlar kelib chiqqan holda, iste'molchilar kamayishdan bahramand bo'lolmaydilar) uzoq vaqt davomida yorug'lik xarajatlarida - elektr kompaniyalari o'z daromadlarini kamaytirishga tezda javob berishadi va tariflarni ko'tarish orqali bir ovozdan javob berishadi). Elektr energiyasini etkazib berish samaradorligini oshirish uchun foydasiz bo'sh oqimni yo'q qilish va simlar orqali faqat faol quvvatni uzatish kerak. Ushbu muammoni impulsli oqim iste'moli bilan, shuningdek yukning aniq chiziqli bo'lmagan yoki reaktiv tabiati bilan hal qilish uchun ko'p turdagi quvvat faktorlari tuzatuvchilaridan (PFC) foydalanish kerak. PFCni cho'g'lanma lampaning tagiga sig'dirish deyarli imkonsiz bo'lganligi sababli, cho'g'lanma lampani shunchaki qimmatroq energiya tejovchi lyuminestsent chiroq bilan bir xil asosga almashtirish yorug'lik xarajatlarini bir muncha vaqtga kamaytiradi (va yuqorida aytib o'tilgan sabablarga ko'ra, qo'shimcha xarajatlarni to'lash uchun vaqt bo'lishi dargumon), lekin tarmoqdagi joriy yukni umuman kamaytirmaydi. Bundan tashqari, lyuminestsent chiroqning o'zi juda katta hajmli, shuningdek, mo'rt va zaharli simob bug'lari bilan to'ldirilganligi sababli, yuqorida ko'rsatilgan kamchiliklarga ega bo'lmagan LED lampalarning afzalligi aniq bo'ladi.
LEDlarning jismoniy xususiyatlari LED texnologiyasi uchun quvvat manbalari uchun maxsus talablarni belgilaydi. Bundan tashqari, elektr tarmog'idagi yukni chinakam kamaytirish uchun, ya'ni yuqori quvvat omilini ta'minlash uchun manbalar kirish oqimining harmonikasining kattaligi uchun ma'lum talablarga javob berishi kerak.
Kam quvvat omili muammosi AC quvvati mavjud bo'lgan vaqtdan beri mavjud. Elektr tarmog'iga ko'p sonli kiritilgan o'zgaruvchan tok elektr motorlarini ko'taruvchi va pasaytiruvchi transformatorlar oqimning muhim reaktiv komponentini yaratadi, buning natijasida simlarda juda katta oqim bilan foydali quvvat mavjud. sof faol yuk bilan olinishi mumkin bo'lgan narsaning kichik bir qismidir. Darhaqiqat, faol yuk bo'lsa, tarmoqdagi sinusoidal kuchlanish bilan tarmoqdagi oqim kuchlanishga mutanosibdir:
Foydali quvvat:
Foydali quvvatning oqim va kuchlanishning kvadratik qiymatlari mahsulotiga nisbati sifatida aniqlangan quvvat koeffitsienti bu holda quyidagilarga teng:
Yukning induktiv xususiyatidan kelib chiqadigan reaktiv komponent mavjud bo'lganda, oqim kuchlanish bilan fazada ortda qoladi:
Foydali quvvat va quvvat omili mos ravishda teng:
Shunday qilib, sinusoidal oqim bilan quvvat omili o'rta maktabda yaxshi o'qigan har bir kishi juda yaxshi tanish bo'lishi kerak bo'lgan mashhur "kosinus phi" ga teng. Biroq, bu ikki tushunchani aniqlab bo'lmaydi, chunki quvvat omili nafaqat oqim va kuchlanish o'rtasidagi faza almashinuvi, balki oqimning katta harmonik buzilishlari tufayli ham 100% dan farq qilishi mumkin. Agar siz osiloskop yordamida har qanday elektr rozetkadagi kuchlanish to'lqin shakliga qarasangiz, endi yalang'och ko'z bilan ko'rinadigan xususiyat hech kimni hayratda qoldirmaydi - sinus to'lqinining yuqori qismi kesilganga o'xshaydi. Bu shaxsiy kompyuterlar, televizorlar va boshqa maishiy texnika uchun quvvat manbalarining keng qo'llanilishi bilan izohlanadi, ular kirishida saqlash kondansatkichli rektifikatorni o'z ichiga oladi va PFCni o'z ichiga olmaydi. Bunday manbalar tarmoq kuchlanishi amplituda qiymatiga yetganda qisqa impulslarda oqimni iste'mol qiladi. Tarmoqning qolgan davrida joriy iste'mol yo'q. Tabiiyki, tarmoqdagi oqimning eng yuqori va rentabellik qiymatlari butun davr davomida iste'mol qilinganidan sezilarli darajada yuqori bo'ladi.
Aniqlik uchun, keling, qisqa to'rtburchak impuls shaklida bunday qurilmalarning joriy iste'molini yaqinlashtirishni ko'rib chiqaylik (2-rasm), tarmoq kuchlanishi bilan to'liq fazada va biz ish aylanishini taxmin qilamiz. γ , ya'ni impuls davomiyligining uning takrorlanish davriga nisbati (bizning holatda, tarmoq kuchlanishining yarmigacha) birlikdan ancha past:
Puls qisqa va sinusoidning yuqori qismiga vaqtga to'g'ri kelganligi sababli, butun impuls davomida tarmoq kuchlanishining oniy qiymati o'zgarmagan va amplituda qiymatiga teng deb hisoblanishi mumkin. Ushbu taxminga ko'ra, quvvat iste'moli va kvadratik oqim mos ravishda tengdir:
Quvvat koeffitsienti quyidagilarga teng:
Tasdiqlash oson, masalan, ish aylanishi 1/8 bo'lsa, quvvat koeffitsienti allaqachon 0,5 ga teng va kichikroq bo'ladi, pulsning nisbiy davomiyligi qanchalik qisqa bo'lsa. Agar faza almashinuvi bilan shug'ullanish usuli uzoq vaqtdan beri ma'lum bo'lsa va hamma joyda qo'llanilsa - tarmoqqa tegishli sig'imli kondansatkichning kiritilishi teng kattalikdagi va qarama-qarshi belgining reaktiv komponentini yaratadi, bu induktiv yukning ta'sirini qoplaydi va kamaytiradi. fazaning nolga o'tishi, keyin impulsli oqim iste'moli iste'molchining o'zi bilan kurashishi kerak, har qanday qo'shimcha qurilmalarning parallel ulanishi bilan kompensatsiya qilish mumkin emas. Tarmoqqa ta'siri nuqtai nazaridan, impulsli yuk induktiv yukdan ko'ra yomonroqdir, chunki u AC tarmog'ini aniq afzallikdan - neytral simda yo'qotishlarning yo'qligidan mahrum qiladi. Agar uch fazali tarmoqdagi muvozanatli yuk bilan oqimlar bir xil burchakdagi kuchlanish bilan fazadan tashqarida bo'lsa, ular hali ham o'zaro kompensatsiya qilinadi va neytral simdagi oqim nolga teng bo'lsa, yo'qotishlar faqat fazada hosil bo'ladi. simlar, keyin impulsli iste'mol bilan rasm butunlay boshqacha. Har bir fazadagi iste'mol oqimi impulslari boshqa fazalardagi impulslar bilan o'z vaqtida kesishmaydi va neytral simda oqimlarning o'zaro kompensatsiyasi sodir bo'lmaydi. Aksincha, neytral simda har bir fazaning oqimidan yo'qotishlar qo'shiladi va uni endi ingichka qilib bo'lmaydi. Aksincha, bunday yuk bilan uch fazali tarmoqlardagi yo'qotishlarni ikki barobarga oshirish kerak fazali simlar , va neytral simsiz uch simli elektr uzatish liniyalari yordamida uzoq masofalarga elektr energiyasini uzatish mutlaqo mumkin emas;
Mamlakatimizda so'nggi paytlarda impulsli iste'molning ta'siri va undan kelib chiqadigan noqulayliklar sezilarli bo'ldi. Bu yaqin kelajakda markazlashtirilgan tarzda akkor lampalardan energiya tejaydigan lampalarga o'tish bilan bog'liq holda sezilarli darajada sezilarli bo'ladi. 10...20 baravar qimmatroq bo'lgan, uning elektr energiyasini 4...5 baravar kam iste'mol qilishi ma'lum (bu haqiqatga o'xshaydi va xaridorni o'ziga jalb qiladi) va taxminan ular akkor chiroq bilan solishtirganda bir xil miqdorda uzoqroq xizmat qilishini aytishadi, u necha baravar qimmatroq (bizning reklamamiz tomonidan o'qitilgan xaridor shubha qilishga haqlidir). Bozorimizni to'ldirgan PFCsiz arzon xitoy lampalari ancha osonlik bilan yo'q qilinadi va cho'g'lanma lampalar ishlab chiqarishga qo'yilgan taqiqlar joriy qilingan sari, biz impulsli iste'molning barcha lazzatlarini to'liq ko'ramiz deb kutish uchun barcha asoslar mavjud. .
Rivojlangan mamlakatlarda bu muammo, ayniqsa, AQShda keskin ravishda paydo bo'lgan, bu erda standart tarmoq 110 V kuchlanishga ega. Evropada IEC 555-2 standartlari va undan olingan ko'plab standartlar uzoq vaqtdan beri amal qiladi; , AC quvvat bilan ishlaydigan qurilmalar uchun kirish oqimi harmonikasining kattaligini tartibga solish. Rossiyada IEC 61000-3-2-(1995-03) xalqaro standartining haqiqiy matnini o'z ichiga olgan tegishli standart GOST R 51317.3.2 1999 yil 24 dekabrda kuchga kirdi. Ushbu standartga muvofiq barcha iste'molchilar. har bir fazaga 16 A gacha bo'lgan oqim harmonikasining kattaligi uchun o'z standartlariga ega 4 sinfga bo'linadi (40-harmonik, shu jumladan). B sinfiga ko'chma uskunalar kiradi, C sinfiga yoritish uskunalari kiradi. Uskunaning qolgan qismi A va D sinflari o'rtasida bo'linadi, bo'linish mezonlaridan biri kirish oqimining shakli hisoblanadi. Agar joriy to'lqin shakli standart naqshga vaqtning 95% dan ko'prog'iga to'g'ri keladigan bo'lsa, u holda uskuna D sinfiga tegishli bo'lib, kirish oqimi harmonikasining ruxsat etilgan qiymati kirish quvvatiga bog'liq bo'lgan yanada qat'iy standartdir. A sinfi kirish quvvatidan qat'i nazar, kirish oqimining harmonikasining mutlaq kattaligi bo'yicha cheklovlarni o'rnatadi.
Yoritish uskunalari uchun (C klassi) kirish oqimi harmonikasining nisbiy kattaligi uchun standartlar o'rnatildi. Standartga muvofiq, kirish oqimining ikkinchi garmonikasi birinchi harmonik qiymatining 2% dan oshmasligi kerak, uchinchisi - ( 30 ∙PF )%, Qayerda PF - mahsulot quvvat koeffitsienti, beshinchi - 10%, ettinchi - 7%, to'qqizinchi -5%. 11 dan 39 gacha bo'lgan g'alati harmonikalarning kattaligi uchun standartlar birinchi garmonika qiymatining 3% miqdorida belgilanadi. Standart talablarini qondirish uchun uskuna quvvat omili tuzatuvchisi (PFC) deb ataladigan qo'shimcha funktsional blokni o'z ichiga oladi. LEDga asoslangan yoritish moslamalarining asosiy qismi 100 Vt dan ortiq iste'mol qilmasligi sababli, LEDlar uchun quvvat manbai juda arzon bo'lishi kerak, bu PFC narxiga juda qattiq cheklovlar qo'yadi. Aslida, LEDlar uchun quvvat manbaidagi kirish oqimining shakli sinusoidaldan juda farq qilishi mumkin, asosiysi, kirish oqimining harmoniklari GOST talablariga javob beradi va PFC ning o'zi narxi minimaldir.
Kam quvvatli quvvat manbalarida eng mashhur PFC turi passiv PFC bo'lib, ularning asosiy afzalligi ularning soddaligi va arzonligidir. Passiv PFCga misol sifatida 3-rasmda eng mashhur diod-kondensator sxemasi ko'rsatilgan.
Passiv tuzatuvchilarning ishlash printsipi joriy shaklni standartda o'rnatilgan shablondan tashqariga "cho'zish" dir, shuning uchun konvertorni kirish oqimi harmonikasining kattaligi uchun kamroq qattiq standartlarga ega D sinfidan A sinfiga o'tkazish (4-rasm).
Shakldan ko'rinib turibdiki. 4, passiv PFC D sinfi namunasiga mos kelmaydigan oqim to'lqin shaklini ta'minlaydi, shuning uchun uskunani A klassi deb tasniflash mumkin. A sinfidagi chegaralar kirish quvvati miqdoridan qat'i nazar, mutlaq shartlarda o'rnatilganligi sababli (A sinfi) chegaralar D sinfidagi quvvat chegaralariga to'g'ri keladi 600 Vt), bu turdagi tuzatuvchi kam quvvatli konvertorlar uchun juda maqbuldir. Biroq, yoritish uskunalari C klassi sifatida tasniflanadi, unda kirish oqimining harmonik chegarasi asosiy harmonikning kattaligiga nisbatan nisbiy birliklarda o'rnatiladi. 3-rasmda ko'rsatilgan joriy shakl C sinfi uchun belgilangan standartlardan sezilarli darajada oshib ketadi. Shu sababli, arzon passiv quvvat omili tuzatuvchilarini yoritish uskunalarida ishlatish mumkin emas. Kirish oqimi harmoniklari uchun standart talablarni qondirish uchun bizning holatlarimizda faol PFC dan foydalanish kerak.
Alohida birlik yoki alohida modul ko'rinishidagi klassik PFC kuchaytirgich konvertor sxemasiga muvofiq amalga oshiriladi (5-rasm). Ushbu PFC standartning eng qat'iy talablarini qondirish imkonini beradi, lekin uni ishlatish mahsulot narxini sezilarli darajada oshiradi, bu ayniqsa manba quvvati 100 ... 200 Vt dan oshmasa, ya'ni. lampalarning katta qismi uchun amalda yaroqsiz.
O'tgan asrning 90-yillarida PFClarning narxini pasaytirish yo'llarini izlashda nashrlar paydo bo'ldi, ularda PFC quvvat kalitlari va keyingi konvertorning funktsiyalarini bitta quvvat tugmachasida birlashtirish taklif qilingan (6-rasm). diyotli sxema va PFC va konvertorni uzilish oqimi rejimiga o'tkazish ("yangi oila" deb ataladi). Bitta kalitni va uning boshqaruv pallasini tejash kontaktlarning zanglashiga olib keladigan asosiy quvvat elementlaridagi oqim va kuchlanishning kuchayishi tufayli erishiladi. Yuqori kuchlanishli saqlash kondansatkichidagi kuchlanishning yuk kuchining o'zgarishiga bog'liqligi ayniqsa qabul qilinishi mumkin emas edi. Ushbu kamchiliklar tufayli "yangi oila" amaliy dasturni qabul qilmadi.
So'nggi paytlarda ikkita saqlash kondansatörü va trans-induktorning bir nechta magnit bog'langan o'rashlari bo'lgan PFC bilan rezonansli konvertorlar haqida nashrlar paydo bo'ldi, bunda oqim bir saqlash kondansatkichidan ikkinchisiga rezonansli tarzda o'tadi, so'ngra chiqish o'rashi orqali. trans-induktor, yukga. Ushbu konvertorlar bitta kalitdan foydalanadilar va PFC kirish choki va ajratuvchi transformator umumiy yadroda bitta o'rash komponentiga birlashtirilgan. Ushbu topologiya, ko'plab magnit ulanishlar tufayli, tahliliy tavsifga deyarli mos kelmaydi; Nashrlardan ko'rinib turibdiki, konvertor ishlaydi va tahlildagi dastlabki taxminlar konvertorning ishlashida va qilingan taxminlardan kelib chiqadigan tahlil natijalarida qarama-qarshilikka olib keladi. Buzilish oqimi rejimidan foydalanish va ishlashning rezonans printsipi saqlash kondensatorlari uchun joriy talablarni oshirishni nazarda tutadi, ammo agar ishlab chiqaruvchi komponentlarni to'g'ri tanlasa va ommaviy ishlab chiqarishda yuqori takroriylikni ta'minlay olsa, ushbu topologiya amaliy foydalanish huquqiga ega.
PFClarga muqobil konvertorlar bo'lib, ular kirish oqimi taxminan kirish voltajiga mutanosib bo'ladigan tarzda ishlab chiqilgan. Ushbu konvertorlardan, mualliflar nuqtai nazaridan, LEDlarni quvvatlantirish uchun eng mos bo'lgan, asosiy tomonda saqlash kondensatori bo'lmagan konvertor versiyasidir. 7-rasmda flyback konvertoriga asoslangan versiya ko'rsatilgan.
Konverter chegara rejimida ishlaydi. Saqlash kondensatorining vazifasi konvertorning chiqishidagi kondansatkichlar tomonidan amalga oshiriladi. Bu erda kondensator oqimiga qo'yiladigan talablar soddaligi va arzonligi bilan qoplanadi va yoritish moslamalarini quvvatlantirishda tarmoq chastotasidan ikki baravar yuqori chiqish voltajida kichik dalgalanma mavjudligi juda maqbuldir. Hisoblangan oqim shakli rasmda ko'rsatilgan. 8. Nazariy jihatdan, bunday konvertorning quvvat koeffitsienti 0,99 ga teng, kirish oqimining hisoblangan harmonik tarkibi esa katta chegara bilan C sinfining talablarini qondiradi.
Yukning o'ziga xosligi konvertorlarning chiqish qismi uchun o'ziga xos talablarni belgilaydi. Umuman olganda, LED yorug'lik quvvat manbalarining chiqish parametrlari standart tijorat konvertorlaridan juda farq qilmasligi kerak. O'ziga xos xususiyatlar quyidagilardir:
1. Kirish va chiqish davrlari orasidagi galvanik izolyatsiya har doim ham talab qilinmaydi.
2. Yangi variant paydo bo'ldi - karartma.
3. LEDlar kuchlanish bilan emas, balki oqim bilan quvvatlanganligi sababli, bozor konvertorlarni - oqim manbalarini talab qiladi. Kuchlanish manbalari, shuningdek, o'z regulyatorlari bo'lgan bir nechta "gulchambarlarni" o'z ichiga olgan qurilmalarni quvvatlantirish uchun talabga ega.
4. Chiqish kuchlanishining to'lqinlanishiga nisbatan yumshoq talablar, ayniqsa yuqori chastotalarda.
Tarmoq chastotasining ikki barobarida pulsatsiyaga qo'yiladigan talablar SanPiN 2.2.1/2.1.1.1278‑03 sanitariya me'yorlari bilan belgilanadi, ular turar-joy va jamoat binolaridagi binolarning keng sinfi uchun 10-20% yorug'lik pulsatsiya koeffitsienti standartlarini belgilaydi. Yoritish pulsatsiya koeffitsienti standartlashtirilmagan xonalarni yoritishda, esda tutish kerakki, LEDlar impulsli oqim bilan quvvatlansa, ularning samaradorligi sezilarli darajada pasayadi. Buni oddiy misol bilan ko'rish mumkin. Oddiy LED uchun yorug'lik oqimining oqimga bog'liqligi aniq logarifmik xususiyatga ega. Misol sifatida, CLN6A diodining odatiy xususiyatini ko'rib chiqing (9-rasm).
LED 600 mA oqim bilan quvvatlanganda, yorug'lik oqimi 300 mA oqimdagi oqimdan taxminan 1,5 baravar ko'p. Shuning uchun, LED 0,5 ish davri va o'rtacha qiymati 300 mA bo'lgan impulsli oqim bilan quvvatlanganda, yorug'lik oqimi bir xil o'rtacha qiymatga ega bo'lgan to'g'ridan-to'g'ri oqim bilan quvvatlanganda oqimning faqat 0,75 ga teng bo'ladi. Bu shuni ko'rsatadiki, chiqishdagi kuchlanish to'lqini oqilona chegaralar ichida bo'lishi kerak va siz kuchlanish konvertorini qurishda kondansatkichlarsiz va yukning o'ziga xos xususiyatlarini, ya'ni oqim kuchlanishining juda yuqori qiyaligini hisobga olgan holda harakat qilmaslik kerak. ish nuqtasida LEDlarning xarakteristikasi, kondansatkichlarning sig'imi chiqish voltajining dalgalanishini oqilona chegaralarda ushlab turish uchun etarlicha katta bo'lishi kerak. Agar kommutatsiya chastotasidagi oqim to'lqinini yuk bilan ketma-ket ulangan drossel yordamida sezilarli darajada kamaytirish mumkin bo'lsa, u holda tarmoq chastotasida kerakli chok o'lchamini yuk bilan birga konvertorning o'lchamiga solishtirish mumkin. Yuqoridagilardan kelib chiqqan holda, LEDlarni ketma-ket ulash kerakligini oqilona deb atash mumkin bo'lgan har qanday odam uchun tushunarli: birinchidan, ketma-ket ulanganda, ularning differentsial qarshiliklari qo'shiladi, bu esa chiqish kuchlanishining dalgalanishiga bo'lgan talablarni osonlashtiradi, ikkinchidan, teng yuk kuchi bilan, chiqish kondansatkichlari Ular yuqori kuchlanishlarda ancha samarali ishlaydi - siz bir yoki ikkita kondansatör bilan olishingiz mumkin, past kuchlanishlarda esa bir xil hajmdagi kondansatörlarning butun batareyasi kerak bo'ladi. Yuqori chiqish kuchlanishining afzalliklari, ayniqsa, chiqish kondansatkichlari katta oqim yukini ko'taradigan konvertorlarda seziladi
Birlamchi tomonda saqlash kondensatori bo'lmagan topologiyaga asoslanib, MMP-Irbis YoAJ 100 Vt gacha chiqish quvvatiga ega bo'lgan LEDlar uchun bir qator quvvat manbalarini ishlab chiqdi. Shaklda. 10-rasmda quyidagi sharoitlarda olingan maksimal chiqish quvvati 40 Vt (nominal yuk oqimi 0,12 A) bo'lgan manbaning kirish oqimining oscillogrammasi ko'rsatilgan:
Kirish oqimining shakli sinusoidaldan sezilarli darajada farq qilsa-da, kirish oqimining harmonikasining nisbiy qiymati katta chegara bilan yoritish uskunalari uchun belgilangan standartlarga javob beradi (11-rasm). O'lchov natijalaridan olingan quvvat omili qiymati 0,95; samaradorligi 85,5% ni tashkil qiladi.
Samaradorlik, chidamlilik va atrof-muhit xususiyatlariga qo'yiladigan talablarning umumiyligiga asoslanib, LED asosidagi lampalar eng maqbul ko'rinadi. Ilovaning o'ziga xos xususiyatlarini hisobga olgan holda, LED yoritgichlari uchun quvvat manbalari ham kirish oqimining sifati, ham chiqish xususiyatlari uchun ma'lum talablarga javob berishi kerak. Bundan tashqari, quvvat manbalari yoritgichning narxini oqilona chegaralarda ushlab turish uchun minimal miqdordagi elektron komponentlarni o'z ichiga olishi kerak. Birlamchi tomonda saqlash kondensatori bo'lmagan flyback AC/DC konvertorining topologiyasi barcha talablarni qondiradi va 100 Vtgacha quvvat sarflaydigan LED lampalarni qurish uchun maqbul ko'rinadi.
