Mebelhoff.ru

Мебель HOFF
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Светодиоды в автомобиле — как применять

Светодиоды в автомобиле — как применять ?

Многие автолюбители хотели бы заменить штатные лампочки накаливания в авто на светодиоды. Преимущество последних несомненно — низкий ток потребления, долговечность, более высокая светоотдача, отсутствие нагрева. Приятно оставить включенными габариты и поутру обнаружить, что аккумулятор и не думал разряжаться. Эта статья поможет самостоятельно произвести замену автомобильных лампочек на светодиоды и избежать типичных ошибок.

Основные позиции, которые нам нужно усвоить:

1. Напряжение в бортовой сети авто. Обычно это 12-13 в при заглушенном двигателе и 13-14,5 в при заведенном.

2. Напряжение питания типичного светодиода – 3,5 в. В зависимости от цвета это может быть : для желтых и красных светодиодов — 2 — 2,5 в.; для синих, зеленых, белых — 3-3,8 в. Типовой ток маломощного светодиода – 20 мА, мощного – 350 мА.

3. Не все светодиоды, в отличие от лампочек, освещают пространство вокруг себя. Это нужно учесть при замене индикаторных ламп, например, в приборной панели. При покупке следует обратить внимание на тип линзы или, если есть возможность, спросить у продавца. Узконаправленные светодиоды имеют на конце маленькую линзу. Вообще, постарайтесь проверить это при покупке, а еще лучше, купите и попробуйте несколько разных.
4. У светодиода, как и у аккумулятора, есть плюс и минус. Минус называется катодом, плюс — анодом, на схемах они изображаются так :

В ам должно быть понятно, что просто взять и включить
светодиод в бортовую сеть авто – это значит гарантированно его сжечь .

Хотите убедиться ? Возьмите и подключите любой дешевый светодиод напрямую к бортовой сети. Он у вас красиво засияет и задымится 🙂 Зато будете представлять как выглядит процесс. Дорогие светодиоды перегорают точно так же, поэтому тренироваться лучше на дешевых.

Расчет гасящего резистора для светодиода

Первым делом разберемся как выполнить расчет сопротивления гасящего резистора, от чего оно зависит и какой мощности должен быть резистор для питания светодиода от источника питания.

Схема подключения светодиода к источнику питания через резистор

Рис. 1. Схема подключения светодиода к источнику питания через резистор.

Как видим из схемы, ток (I) через резистор и светодиод протекает один и от же. Напряжение на резисторе равно разнице напряжений питания и напряжения на светодиоде (VS-VL). Здесь нам нужно рассчитать сопротивление резистора (R), при котором через цепь будет протекать напряжение I, а на светодиоде будет напряжение VL.

Допустим что мы будем питать светодиод от батареи напряжением 5В, как правило такое питающее напряжение используется при питании микроконтроллерных схем и другой цифровой техники.

Читайте так же:
Выключатель с функцией управления светом

Вычислим значение напряжения на гасящем резисторе, для этого нам нужно знать падение напряжения на светодиоде, это можно выяснить по справочнику для конкретного светодиода.

Примерные значения падения напряжения для светодиодов (АЛ307 и другие маломощные в подобном корпусе):

  • красный — 1,8. 2В;
  • зеленый и желтый — 2. 2,4В;
  • белые и синие — 3. 3,5В.

Допустим что мы будем использовать синий светодиод , падение напряжения на нем — 3В.

Производим расчет напряжения на гасящем резисторе:

Uгрез = Uпит — Uсвет = 5В — 3В = 2В.

Для расчета сопротивления гасящего резистора нам нужно знать ток через светодиод. Номинальный ток конкретного типа светодиода можно узнать по справочнику. У большинства маломощных светодиодов (наподобии АЛ307) номинальный ток находится в пределах 10-25мА.

Допустим что для нашего светодиода номинальный ток для его достаточно яркого свечения составляет 20мА (0,02А). Получается что на резисторе будет гаситься напряжение 2В и проходить ток 20мА. Выполним расчет по формуле закона Ома:

R = U / I = 2В / 0,02А = 100 Ом.

В большинстве случаев подойдет маломощный резистор с мощностью 0,125-0,25Вт (МЛТ-0,125 и МЛТ-0,25). Если же ток и напряжение падения на резисторе будет очень отличаться то не помешает произвести расчет мощности резистора:

P = U * I = 2В * 0,02А = 0,04 Вт.

Таким образом, 0,04 Вт явно меньше номинальной мощности даже для самого маломощного резистора МЛТ-0,125 (0,125 Вт).

Произведем расчет для красного светодиода (напряжение 2В, ток 15мА).

Uгрез = Uпит — Uсвет = 5В — 2В = 3В.

R = U / I = 3В / 0,015А = 200 Ом.

P = U * I = 3В * 0,015А = 0,045 Вт.

Пример расчётов и сборки

Если собрать очень хочется а подходящего блока питания нет, то есть несколько вариантов это решить. Выменять у соседа или подключить схему к батарее на 9V типа Крона. На фото видно всю схему в сборе со светодиодом.

Если для светодиодов необходим 1А, то указываем это в калькуляторе и получаем результат 1,25ом. Резистора точно такого номинала нет, поэтому устанавливаем подходящий с номиналом в сторону увеличения Ом. Второй вариант, это использовать параллельное и последовательное подключение резисторов. Правильно подключив несколько сопротивлений получим необходимое количество Ом.

Ваши стабилизаторы тока на LM317 будут похожи на ниже представленные изделия.

А если вы страдаете полным светодиодным фанатизмом, то будет выглядеть так.

Основные выводы

Возможность определения рабочих характеристик светодиода позволяет создать для него оптимальный режим функционирования. В результате элемент сможет продемонстрировать максимальный срок службы и эффективность, выдать достаточную яркость свечения без перегрузок. Знание номинальных параметров устройства позволит исправить ошибки соединения, подобрать наиболее подходящий тип источника питания, избежать аварийных ситуаций или перегрузок. Умение грамотно определить характеристики светодиода подразумевает знание различных методик проверки, от простого определения работоспособности, до более детальной проверки рабочего тока, напряжения и мощности. Это расширит возможности и позволит использовать один из вариантов, доступный в заданных условиях.

Читайте так же:
Как замерить ток светодиодной ленты

Расчет мощности рассеивания

В любом из вариантов при выборе электрического сопротивления цепи следует устанавливать несколько меньший ток, чтобы продлить срок службы светодиода. Чтобы предотвратить повреждение нагревом, изделие применяют в рекомендованном температурном диапазоне. Для Epistar 1W HP – от -40°C до +80°C. При необходимости – применяют монтаж на специализированном радиаторе «звезда». Это дополнение увеличивает эффективную площадь рассеивания тепла.

Для точного подбора оценивают рассеиваемую мощность резистора: P = I2 * R = (0,35)2 * 7,57 = 0,1225 * 7,57 ≈0,93 Вт. Запас по этому параметру делают не менее 20-25%. Номинала 1 Вт недостаточно, поэтому выбирают следующий номинал в стандартном ряду – 2Вт.

Экономичность собранной схемы проверяют отношением Uc/Uи = 2,35/5 = 0,47 (47%). Итоговый результат показывает, что более половины электроэнергии в данном случае используется впустую. На самом деле показатель еще хуже, так как не вся мощность потребления расходуется светодиодом на излучение в видимой части спектра. Значительная часть – электромагнитные волны ИК диапазона.

Как вас обманывают

ОсторожноРоссийский рынок промышленных LED светильников на 85% представлен продукцией заведомо сомнительного качества. Срок службы таких светильников зачастую не превышает 2 лет.

В данной статье мы рассмотрим основные критерии оценки качества промышленных светильников про которые нельзя забывать при их выборе.

1. Реальные характеристики светильников ниже чем вам обещают

Вам предлагают светильник мощностью 100Вт со световым потоком 12000 лм, на самом деле светильник имеет мощность 70Вт, и его световой поток равен 8000лм.

Это самый простой и распространенный способ обмана покупателя на сегодняшний день.

Все заявленные нами характеристики светильников СОЮЗ соответствуют реальным значениям. На все наши светильники мы предоставляем достоверные IES-файлы.

Сравнение характеристик

2. В светильнике используется дешевый покупной драйвер (импульсный источник питания)

Драйвер (импульсный источник питания) — это сердце любого светодиодного светильника. 98% выхода из строя светильников связано с отказом драйвера.

Сегодня рынок «завален» дешевыми драйверами, собранными на элементной базе неизвестных азиатских производителей.

Глядя на качество комплектующих и самой сборки таких драйверов поневоле вспоминаешь одноразовые гирлянды для новогодней елки.

Читайте так же:
Как сделать подсветку дома светодиодной лентой с выключателя

Стоимость таких драйверов настолько низкая, что, например, один лишь конденсатор в нашем драйвере обходится нам гораздо дороже.

Сравнение драйверов

3. Используют светодиоды неизвестных производителей

Серьезных мировых производителей сверхъярких светодиодов можно пересчитать на пальцах. Среди них американская компания CREE, светодиоды которой используем мы в производстве своих светильников.

Это ведущий в мире производитель светодиодов для промышленных осветительных приборов, который уже 40 лет занимается светодиодными устройствами.

В наших светильниках мы используем светодиоды CREE промышленной серии XT-E. Ознакомиться с характеристиками данных светодиодов можно на сайте производителя.

Но на рынке так же присутствуют светодиоды малоизвестных фирм, которые заявляют высокие характеристики на свою продукцию, при этом стоимость светодиодов на порядок ниже.

Практика показала, что такие светодиоды не имеют ничего общего со светодиодами признанных мировых производителей.

Цветовая температура светодиодов одной партии всегда различна. При подаче даже номинального тока идет сильный перегрев и разрушение кристалла.

Такие светодиоды начинают выгорать в первый год работы, при этом не надо забывать, что при выгорании одного светодиода в линейке, на остальные светодиоды начинает поступать повышенный ток (так как мы имеем дело с импульсным источником питания). Соответственно остальные диоды выгорают в течении непродолжительного времени.

Сравнение светодиодов

4. В светильниках в качестве стекла используется полистирол

Полистирол в разы дешевле оптического поликарбоната, поэтому его очень любят использовать горе-производители. Полистирол под воздействием ультрафиолета уже через два года желтеет, при этом его светопропускная способность падает 2 раза.

В наших светильниках используется оптический поликарбонат Novattro®.

Оптический поликарбонат

5. Качественный и долговечный светодиодный светильник не может быть собран в пластиковом корпусе

Светодиоды во время работы очень сильно нагреваются и при температурах свыше 70 градусов кристалл светодиода начинает разрушаться.

Поэтому конструкция любого светодиодного светильника должна обеспечивать такой теплоотвод от светодиодов, при котором подложка кристалла диода не будет нагревается выше допустимых пределов.

Реализовать эффективный отвод тепла от светодиодов в окружающее пространство в пластиковых корпусах невозможно.

Корпус нашего светильника алюминиевый и является его радиатором, отводящим тепло от светодиодов и драйвера в окружающее пространство.

Сравнение корпусов

6. Отсутствует защита от скачков напряжения

Мы утверждаем, что светильники без защиты от перенапряжений вообще не имеют права на существование.

В драйверах светильников СОЮЗ реализована как защита от перенапряжений (до 600В) , так и защита от импульсных напряжений (до 10кВ длительностью 50мкс). Поэтому наши клиенты не опасаются устанавливать светильники СОЮЗ на своих предприятиях, имея «неспокойные» сети.

гроза

7. Нет защиты от перегрева

Вы спросите, зачем она нужна светильнику у которого идеальный теплоотвод?

Читайте так же:
Как проверит кабеля по постоянному току

Посмотрите на фото, знакомая картина? Уличные светильники горят днем при палящем солнце.

Их или просто забыли выключить, или не сработала автоматика отключения.

Прямые солнечные лучи разогревают корпус светильника до 100 и более градусов, при таких температурах кристаллы светодиодов будут сильно перегреты от допустимых температур.

Повторится такая ситуация несколько раз, и все светильники пойдут под замену.

В светильниках СОЮЗ в драйверах реализована функция защиты от перегрева, которая при повышении температуры выше допустимого уровня начнет снижать ток поступающий на диодный модуль вплоть до полного отключения светильника.

8. Степень защиты светильников не соответствует заявленной

Большинство дешевых уличных светильников изначально не имеют заявленной степени защиты. Это легко определяется после нескольких проливных дождей.

Все светильники СОЮЗ имеют испытанную не только лабораторно но и временем степень защиты IP67. Любой светильник СОЮЗ можно кратковременно полностью погружать в воду на глубину до 1 метра.

За последние четыре года мы не выявили ни одного случая по разгерметизации диодного модуля либо отсека драйвера.

9. «Разгоняют» светодиоды

Довольно распространенный способ снизить себестоимость светильника — это «разогнать» светодиоды.

Любой светодиод имеет свой номинальный (максимально допустимый) ток, при котором продолжительность его жизни будет соответствовать тому, что заявляет производитель.

Однако это не мешает некоторым «умельцам» увеличивать токи в два раза от номинального. При этом светодиоды конечно светят гораздо ярче, но срок жизни кристалла при этом снижается на порядок.

10. Дают гарантию 5 лет, но уже через год компания закрывается, и появляется на рынке с новым именем, сайтом и новыми телефонами

Гарантийное обслуживание произвести невозможно. При этом светильники таких организаций обычно начинают выгорать через 2 года эксплуатации.

Мы уже почти 10 лет занимаемся производством светодиодных светильников и абсолютно уверены в их качестве, поэтому мы не только даем гарантию 5 лет, но и в дальнейшем осуществляем гарантийное обслуживание нашей продукции.

11. Дешевые светильники собранные на светодиодных матрицах не живут более 2 лет

Матрица — это когда много светодиодов установлено на одну подложку. Использование матриц резко снижает себестоимость светильников. Нет необходимости изготавливать плату и напаивать на нее светодиоды. Установил матрицу на корпус, припаял к ней два провода и светильник готов.

Но не все так просто. Мы считаем, что на сегодняшний день не существует радиатора без принудительного обдува, который бы мог эффективно отводить тепло от матрицы.

Читайте так же:
Как сделать включение света от двух выключателей

Одно дело, когда у вас 50 светодиодов равномерно распределено на площади 600 кв.см. и совсем другое дело, когда это же количество светодиодов располагается на 9 кв.см.

Любая конструкция алюминиевого радиатора не способна снимать тепло с матрицы так, что бы ее основание не нагревалось свыше допустимых пределов.

Именно поэтому матричные прожекторы, которыми сегодня завален рынок, выходят из строя не отработав и двух лет.

Какие делаем выводы?

Не надо гоняться за дешевизной выбирая промышленные светодиодные светильники. Лучше сегодня потратить 10000 руб. на светильник, который прослужит вам 20 лет, чем купить его за 6000 руб. и через 2-3 года снова вернуться к этому вопросу.

Наши светильники не имеют дилерской наценки 15%-30%, потому, что мы (ООО «НПО «СОЮЗ») намеренно избегаем распространение своей продукции через дилерские сети и работаем с заказчиками напрямую.

Современное производство и качественная логистика позволяет нам изготовить любой по объему заказ за 2 недели и за 4-5 дней доставить его в любую точку России. Все ходовые светильники всегда имеются в достаточном количестве на складе готовой продукции.

Покупая светильники СОЮЗ, вы в первую очередь платите за качественные комплектующие, а не оплачиваете сверхприбыль горе-производителей, себестоимость продукции которых в разы ниже нашей.

Простым способом смягчения обоих указанных недостатков является использование диода Шоттки вместо обычного диода. Этот подход уменьшает потери напряжения и рассеивание мощности. Я не уверен, как могут вести себя маломощные диоды Шоттки, но в некоторых случаях прямое напряжение может быть ниже 300 мВ.

Вот новая схема моделирования:

Защита от обратной полярности с помощью диода Шоттки Защита от обратной полярности с помощью диода Шоттки

Следующие спецификации дают нам пример характеристик диода BAT54 при прямом напряжении:

Характеристики диода BAT54 при прямом напряжении Характеристики диода BAT54 при прямом напряжении

Ниже показан график переходного и установившегося отклика схемы защиты от обратной полярности на основе диода Шоттки.

Результаты моделирования схемы защиты от обратной полярности с помощью диода Шоттки Результаты моделирования схемы защиты от обратной полярности с помощью диода Шоттки

Вы можете видеть, что обратный ток и обратное напряжение на нагрузке намного больше, чем те, что мы наблюдали с обычным диодом. Этот более высокий обратный ток утечки является известным недостатком диодов Шоттки, хотя в этом конкретном применении обратный ток по-прежнему намного ниже, чем что-либо, что может вызывать серьезную озабоченность. Поэтому, когда дело доходит до защиты от обратной полярности, диоды Шоттки определенно предпочтительны.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector