Питание светодиодов

     Для того чтобы светодиодное освещение вошло в перечень тра­диционных источников света помимо увеличения световой отдачи и уменьшения стоимости самих светодиодов необходимо решить еще проблему специализированного электропитания светодиодов и све­тодиодных модулей.

 

     Во-первых, блок электропитания должен сохранять работоспо­собность в течение назначенного временного ресурса порядка 50000 часов и более, обеспечивая при этом требуемые характеристики.

     Во-вторых, питание должно быть стабилизированным по току (идеальный вариант - величина тока должна стабилизироваться по температурной зависимости светоизлучающего кристалла), иметь защиту от импульсов перенапряжения и обратной полярности.

      В-третьих, цена всего вышеуказанного не должна существенно превышать стоимость светодиодного модуля.

   Рассмотрим более подробно особенности питания белых све­тодиодов. Как известно, светодиод имеет нелинейную вольтамперную характеристику с характерной «пяткой» на начальном участке (рис. 1). Как мы видим, светодиод начинает светиться, если на него подано напряжение больше 2,7 В.

 

Рис. 1. Вольтампернаяхарактеристика светодиода белого свечения

     Внимание.

 При превышении порогового напряжения (выше 3 В) ток через светодиод начинает быстро расти и здесь требуется ограни­чить ток, стабилизировать его на опре­деленном уровне.

     Простейшим ограничителем тока через свето­диод является резистор. Существует несколько вариантов схемотехнического включения свето­диодов. Они делятся на схемы с параллельным (рис. 2), последовательным (рис. 3) и сме­шанным (рис. 4) включением.

 

Рис. 2. Схема последовательного включения светодиодов

 

Рис. 3. Схема параллельного включения светодиодов

 

Puc. 4. Схема последовательно- параллельного включения светодиодов

    Последовательное включение преследует цель либо повысить мощность излучения, либо уве­личить излучаемую поверхность. Недостатками последовательного включения является:

♦   во-первых, то, что с увеличением числа светодиодов увеличивается и напряжение питания;

♦  во-вторых, увеличение числа светодио­дов понижает надежность системы, при выходе из строя одного из светодиодов перестают работать все последовательно включенные светодиоды.

     При параллельном включении светодиодов через каждый излуча­тель протекает отдельный ток, задаваемый отдельным токозадающим резистором.

Преимуществом параллельного включения является высокая надежность, так как при выходе из строя одного из излучателей остальные продолжают работать. Недостатки:

♦   каждый светодиод потребляет отдельный ток и повышается энергопотребление;

♦   увеличиваются потери на токозадающих резисторах.

     Наиболее эффективным является смешанное (комбинирован­ное) последовательно-параллельное включение. В этом случае число последовательно включенных излучателей ограничено напряжением питания, а число параллельных ветвей выбирается в зависимости от требуемой мощности.

  Смешанное соединение включает в себя положительные свойства вариантов параллельного и последовательного включения.

   В связи с тем, что зрительный аппарат человека является инерционным, довольно часто при питании светодиодов исполь­зуют импульсный ток. Простейший линей­ный стабилизатор тока можно собрать на широко распространенных микросхемах типа КР142ЕН12(А), LM317 (и их многочисленных аналогах), как показано на рис. 5.

 

Рис. 5. Схема простейшего линейного стабилизатора тока

     Резистор R выбирается в пределах 0,25-125 Ом. Схема построения таких стабилизаторов тока отличается простотой (микросхема и один резистор), компактностью и надежностью. Надежность дополнительно обусловлена развитой системой защиты от перегрузок и перегрева, встроенной в микросхему стабилизатора.

    Для стабилизации токов от 350 мА и выше можно использовать и более мощные микросхемы линейных регуляторов с малым падением напряжения серий 1083, 1084, 1085 различных производителей либо отечественные аналоги КР142 EH 22А / 24А/ 26А.

     Но у линейных стабилизаторов тока есть существенные недостатки:

♦  низкий КПД;

♦  большие потери сильный нагрев при регулировки больших токов.

     Поэтому в данный момент все чаще применяются импульсные пре­образователи и стабилизаторы для питания светодиодов и светодиод­ных модулей.

smoldomrem.ru № по популярности в Смоленске