ما الفرق بين مصدر الطاقة وسائق المصابيح: النظرية والتطبيق ، كل ما تحتاج إلى معرفته

ملاحظة المؤلف: "تحتوي الشبكة على كمية كبيرة إلى حد ما من المعلومات حول قوة منتجات LED ، ولكن عندما كنت أعد المواد لهذه المقالة ، وجدت الكثير من المعلومات السخيفة على المواقع من أعلى نتائج محرك البحث. في هذه الحالة ، إما أن يكون هناك غياب كامل أو إدراك غير صحيح للمعلومات والمفاهيم النظرية الأساسية. "

المصابيح هي الأكثر كفاءة بين جميع مصادر الإضاءة الشائعة حتى الآن. تكمن المشكلات أيضًا وراء الكفاءة ، على سبيل المثال ، المتطلبات العالية لاستقرار التيار الذي يغذيها ، والتسامح الضعيف لظروف التشغيل الحرارية المعقدة (في درجات حرارة مرتفعة). ومن هنا جاءت مهمة حل هذه المشاكل. دعونا نرى كيف تختلف مفاهيم امدادات الطاقة والسائق. بادئ ذي بدء ، دعنا نتعمق في النظرية.

المصدر الحالي ومصدر الجهد

امدادات الطاقة هو الاسم العام لجزء من جهاز إلكتروني أو معدات كهربائية أخرى تقوم بتزويد وتنظيم الكهرباء لتشغيل هذا الجهاز. يمكن أن يكون موجودا داخل الجهاز وخارجها ، في حالة منفصلة.

سائق - الاسم العام لمصدر أو مفتاح أو منظم طاقة متخصص لمعدات كهربائية محددة.

هناك نوعان رئيسيان من مصادر الطاقة:

• مصدر الجهد.

• المصدر الحالي.

دعنا ننظر إلى خلافاتهم.

مصدر الجهد - هذا مصدر طاقة ولا يتغير الجهد الناتج عند تغير التيار الناتج.

بالنسبة إلى مصدر الجهد المثالي ، تكون المقاومة الداخلية صفراً ، ويمكن أن يكون تيار الخرج كبيرًا بشكل لا نهائي. في الواقع ، الوضع مختلف.

أي مصدر للجهد لديه مقاومة داخلية. في هذا الصدد ، قد ينحرف الجهد إلى حد ما عن الاسم الرمزي عند توصيل حمل قوي (قوي - مقاومة منخفضة ، تيار استهلاك مرتفع) ، ويتم تحديد تيار الإخراج بواسطة أجهزته الداخلية.

بالنسبة لمصدر الجهد الحقيقي ، فإن وضع التشغيل الطارئ هو وضع الدارة القصيرة. في هذا الوضع ، يزداد التيار بحدة ، ويقتصر فقط على المقاومة الداخلية لمصدر الطاقة. إذا لم يكن مزود الطاقة حماية ماس كهربائى ، فسوف تفشل

المصدر الحالي - هذا هو مصدر الطاقة الذي يظل التيار مضبوطًا بغض النظر عن مقاومة الحمل المتصل

لأن الغرض من المصدر الحالي هو الحفاظ على المستوى الحالي معين. وضع عملية الطوارئ لذلك هو وضع الخمول.

إذا قمت بشرح السبب بكلمات بسيطة ، يكون الموقف على النحو التالي: لنفترض أنك قمت بتوصيل حمولة 1 أوم بمقاومة مقدارها 1 أوم للمصدر الحالي ، ثم يتم ضبط الجهد عند إخراجه على 1 فولت. قوة 1 واط سوف تبرز.

إذا قمت بزيادة مقاومة الحمل ، على سبيل المثال ، حتى 10 أوم ، فإن التيار سيكون 1A ، وسيتم ضبط الجهد بالفعل على 10V. لذلك ، سيتم تخصيص 10W من السلطة. والعكس صحيح ، إذا قمت بتقليل المقاومة إلى 0.1 أوم ، فسيظل التيار 1A ، وسيصبح الجهد 0.1V.

الخمول هو الشرط عندما لا يتم توصيل أي شيء بأطراف مصدر الطاقة. ثم يمكننا القول أنه عند الخمول تكون مقاومة الحمل كبيرة جدًا (لا حصر لها). سوف يزيد الجهد حتى يتدفق تيار 1A. في الممارسة العملية ، على سبيل المثال لمثل هذا الموقف ، يمكنك إحضار ملف الإشعال للسيارة.

الجهد الكهربائي في أقطاب قابس الشرارة ، عندما تفتح دائرة إمداد الطاقة لللف الرئيسي للفة ، حتى تصل قيمتها إلى جهد انهيار فجوة الشرارة ،بعد ذلك يتدفق التيار عبر الشرارة وتبدد الطاقة المتراكمة في الملف.

حالة ماس كهربائى لمصدر حالي ليست عملية طارئة. في حالة وجود دائرة كهربائية قصيرة ، تميل مقاومة الحمل لمزود الطاقة إلى الصفر ، أي انها صغيرة بلا حدود. عندئذ يكون الجهد عند إخراج المصدر الحالي مناسبًا لتدفق تيار معطى ، وتكون الطاقة المخصصة ضئيلة.

دعنا ننتقل إلى الممارسة

إذا كنا نتحدث عن التسميات الحديثة أو الأسماء التي أعطيت لمصادر الطاقة من قبل المسوقين بدلاً من المهندسين ، إذن امدادات الطاقة يسمى عادة مصدر الجهد.

وتشمل هذه:

• شاحن للهاتف المحمول (في نفوسهم ، يتم تحويل القيم إلى تيار الشحن المطلوب والجهد بواسطة محولات مثبتة على لوحة جهاز الشحن).

• وحدة امدادات الطاقة للكمبيوتر المحمول.

• امدادات الطاقة لقطاع الصمام.

السائق هو المصدر الحالي. استخدامه الرئيسي في الحياة اليومية هو تغذية الفرد المصابيح ومصفوفات LED كلاهما قوة عالية عادية من 0.5 واط.

قوة الصمام

في بداية المقال ، ذُكر أن مصباح LED لديه متطلبات طاقة عالية جدًا. الحقيقة هي أن الصمام مدعوم من التيار. هذا بسبب سمة الجهد الحالي لجميع الثنائيات أشباه الموصلات. ألقِ نظرة عليها.

في الصورة خصائص I-V للثنائيات بألوان مختلفة:

يرجع هذا الشكل للفرع (بالقرب من القطع المكافئ) إلى خصائص أشباه الموصلات والشوائب التي يتم إدخالها فيها ، بالإضافة إلى خصائص تقاطع pn. التيار ، عندما يكون الجهد المطبق على الصمام الثنائي أقل تقريبًا من العتبة ، لا يزيد ، أو بالأحرى ، نموه لا يكاد يذكر. عندما يصل الجهد عند أطراف الصمام الثنائي إلى مستوى عتبة ، يبدأ التيار في الارتفاع بشكل حاد خلال الصمام الثنائي.

إذا كان التيار من خلال المقاوم ينمو خطياً ويعتمد على مقاومته والجهد المطبق ، فإن الزيادة في التيار من خلال الصمام الثنائي لا تطيع هذا القانون. ومع زيادة في الجهد بنسبة 1 ٪ ، يمكن للتيار زيادة بنسبة 100 ٪ أو أكثر.

بالإضافة إلى ذلك ، في المعادن ، تزداد المقاومة مع زيادة درجة الحرارة ، وفي أشباه الموصلات ، على العكس من ذلك ، تنخفض المقاومة ، ويبدأ التيار في النمو.

لمعرفة أسباب ذلك ، تحتاج إلى التعمق في دورة "الأساسيات المادية للإلكترونيات" ومعرفة أنواع شركات الشحن ، وفجوة النطاق وأشياء أخرى مثيرة للاهتمام ، لكننا لن نفعل ذلك ، لقد درسنا هذه المشكلات لفترة وجيزة في مقال عن الترانزستورات ثنائية القطب.

في المواصفات الفنية ، يُشار إلى الجهد الحدودي على أنه انخفاض الجهد في التحيز الأمامي ، للمصابيح البيضاء ، والتي عادة ما تكون حوالي 3 فولت.

للوهلة الأولى ، يبدو أنه يكفي في مرحلة التصميم والإنتاج للمصباح المقاومات الحد الحالي وتعيين الجهد مستقرة في إخراج امدادات الطاقة وكل شيء سيكون على ما يرام. يفعلون ذلك على شرائط LED ، ولكن يتم تغذيتهم من مصادر الطاقة المستقرة ، وغالبًا ما تكون قوة LEDs المستخدمة في الشرائط * صغيرة ، أو أعشار أو مئات من واط.

* (إذا لم نتحدث عن الأشرطة والشرائط مع 5730 LEDs ، لمزيد من المعلومات حول أنواع SMD LEDs ، راجع المقالة - أنواع وخصائص وسم SMD LEDs)

يتم تسخين المصابيح القوية ، التي يوصى بتشغيلها بواسطة السائقين ، بقوة كبيرة. على سبيل المثال ، يتم تسخين LED 1W إلى درجة حرارة أعلى من 50 درجة في بضع 5-15 ثانية من التشغيل دون وجود المبرد.

إذا كان مصباح LED مدعومًا بواسطة برنامج تشغيل به تيار إخراج ثابت ، فعندما يتم تسخين LED ، لن يزداد التيار من خلاله ، لكنه سيبقى كما هو ، وسوف ينخفض ​​الجهد في أطرافه قليلاً عن هذا.

وإذا كان من وحدة الإمداد بالطاقة (مصدر الجهد) ، بعد التدفئة ، فإن التيار سوف يزيد ، والتي من خلالها سيكون التدفئة أقوى.

هناك عامل آخر - خصائص جميع المصابيح (وكذلك العناصر الأخرى) مختلفة دائما.

اختيار السائق: الخصائص ، الاتصال

لاختيار السائق الصحيح ، تحتاج إلى التعرف على خصائصه التقنية ، أهمها:

• الانتاج الحالي تصنيفها.

• الطاقة القصوى

• الطاقة الدنيا. لا يشار دائما. الحقيقة هي أن بعض برامج التشغيل لن تبدأ إذا كان هناك حمل أقل من قوة معينة متصلة بها.

غالبًا في المتاجر ، بدلاً من الطاقة ، يشيرون إلى:

• الانتاج الحالي تصنيفها.

• نطاق الفولتية الإخراج في شكل (دقيقة) V ... (كحد أقصى) V ، على سبيل المثال 3-15V.

• تتم كتابة عدد مصابيح LED المتصلة ، وفقًا لنطاق الجهد ، على أنها (min) ... (بحد أقصى) ، على سبيل المثال 1-3 مصابيح LED.

نظرًا لأن التيار من خلال جميع العناصر هو نفسه عند الاتصال في سلسلة ، وبالتالي ، يتم توصيل المصابيح في سلسلة إلى برنامج التشغيل.

في الوقت نفسه ، من غير المرغوب فيه (من المستحيل إلى حد ما) توصيل مصابيح LED بالسائق ، لأن انخفاض الجهد في المصابيح قد يتغير قليلاً وسيزداد الحمل الزائد ، والثاني ، على العكس من ذلك ، سيعمل في وضع اسمي أقل.

لا ينصح بتوصيل مصابيح LED أكثر مما يحدده تصميم برنامج التشغيل. والحقيقة هي أن أي مصدر للطاقة لديه الحد الأقصى المسموح به من الطاقة ، والتي لا يمكن تجاوزها. ومع توصيل كل مؤشر LED بمصدر تيار مستقر ، ستزداد الفلطية عند مخرجاتها بحوالي 3V (إذا كان مصباح LED أبيض) ، وستساوى الطاقة ، كالمعتاد ، بتيار الجهد.

بناءً على ذلك ، نخلص إلى أنه من أجل شراء برنامج التشغيل الصحيح لمصابيح LED ، تحتاج إلى تحديد التيار الذي تستهلكه مصابيح LED والجهد الذي يسقط عليها ، وتحديد برنامج التشغيل وفقًا للمعلمات.

على سبيل المثال ، يدعم برنامج التشغيل هذا توصيل ما يصل إلى 12 مصباح LED عالي الطاقة لكل 1 وات ، مع معدل استهلاك يبلغ 0.4A.

ينتج عن هذا التيار تيار 1.5A والجهد من 20 إلى 39 فولت ، مما يعني أنه يمكنك الاتصال به ، على سبيل المثال ، مصباح LED 1.5A ، 32-36V بقوة 50W.

استنتاج

يعد برنامج التشغيل أحد أنواع إمدادات الطاقة المصممة لتزويد مصابيح LED بتيار معين. من حيث المبدأ ، لا يهم ما يسمى مصدر الطاقة هذا. تسمى إمدادات الطاقة مزودات الطاقة لشرائط LED ذات 12 أو 24 فولت ، ويمكن أن تنتج أي تيار أقل من الحد الأقصى. مع العلم بالأسماء الصحيحة ، من غير المحتمل أن ترتكب خطأ عند شراء البضائع في المتاجر ، ولن تضطر إلى تغييرها.

Comments

[#1 فسا]

تذكر))

[#2 أوليغ]

مقالة مفيدة.

[#3 أوليغ]

شكرا لك على العرض الواضح للموضوع الذي يربكه المدراء.

[#4 اناتولي]

إنه أمر واضح)) وإلا فقد قمت بإضاءة خلفية على الطاولة باستخدام اردوينو من خلال وحدة PWM ، والتي قمت بتوصيل وحدة تزويد الطاقة بها (!) من جهاز اتصال لاسلكي)))) لكن اتضح ذلك مستحيلًا)) أو غير مرغوب فيه.

[#5 اليكس غال]

لا أعرف ما كان يقوله "المديرون" غير المعروفين لدي لمؤلف المقال))) ولكن هذا المقال يحتوي على تعارض منطقي وفني. لماذا سحب المؤلف أيضًا شموع السيارات هنا - لا أفهم على الإطلاق. الشعور بأن المؤلف لا يفهم هذا أيضًا. عند نسبة جيدة من 70 من هذه المقالة ، تخلص من "الجزء العملي" واتركه فقط مع بعض التعديلات ، فمن المحتمل أن يكون واضحًا. يجب التخلص من المعلومات "النظرية" المتعلقة بالمصادر الحالية ومصادر الجهد دون فشل ، لأن الغباء قد اكتمل عند النظر في علاقته بالمسألة الرئيسية في المقالة ، والتي ليس لهذه النظرية أي شيء على الإطلاق.
مثال حي على ذلك هو ذكر ملف الإشعال. وهنا هو المصدر الحالي؟ لا علاقة له بالموضوع ، ولا علاقة له بالمصدر الحالي ، وهو مبدأ مختلف تمامًا.
في الواقع ، كل شيء أبسط.لا توجد مصادر الحالية أو مصادر الجهد مع الخصائص التي وصفها المؤلفون في الممارسة العملية. هناك مزودات طاقة تقليدية مزودة بالطاقة النهائية (يمكننا الحديث عن الطاقة المقدرة) ، والتي تنتج الجهد الذي يوفره المصممون. يعتمد التيار على مقاومة الحمل والطاقة التي يمكن لمصدر الطاقة هذا توفيرها.
بسيط حقيقي يحتوي مصدر التيار (أو الجهد ، وهو نفس الشيء في حالتنا) على جهد إخراج غير مستقر ، والذي يختلف وفقًا لتيار الحمل. باستخدام دائرة إلكترونية بسيطة إلى حد ما ، يمكننا تثبيت الجهد الناتج من مصدر الطاقة أو استقرار الانتاج الحالي.
من حيث المبدأ ، يعمل السائق أيضًا مع هذا المثبت. تكون هناك حاجة إلى أن يكون جهد المصدر غير مستقر ويتغير باستمرار ، على سبيل المثال ، عند استخدامه في سيارة ، حيث يمكن أن يتغير جهد المولد ويكون عادة أعلى من الجهد المحسوب 12 فولت.
عندما تكون هناك حاجة إلى عامل استقرار التيار ، وحيثما تكون هناك حاجة إلى الجهد مشكلة خاصة ، فإنها تستخدم عادة تثبيت الجهد ، فإنه أسهل. وهو أكثر منطقية للإضاءة عندما يتم تصنيف مصابيح LED بالفعل لجهد معين.

يمكن أيضًا استخدام وحدة PWM وهي تستخدم بفعالية لضبط السطوع ، على سبيل المثال ، في الإضاءة الخلفية للشاشات وأجهزة التلفزيون. حقيقة أن هذا هو "غير مرغوب فيه" الشركات المصنعة للشاشات لا يعرفون أي شيء))) أو لا تريد أن تعرف ، لأن هذه هي الطريقة الأسهل والأرخص.

قد لا يكون مفصلاً كما في المقالة))) وفوضوي إلى حد ما ، ولكن في مكان ما مبالغ فيه للغاية ، ولكن (يبدو لي) بشكل أكثر دقة.

[#6 ديمتري]

وأنا أتفق تماما مع التعليق السابق ، المادة لا تفسر فقط جوهر المسألة ، ولكن أيضا مضللة!

[#7 مارات]

لقد كتب المقال فعلاً من قبل شخص يفهم ما يكتب عنه (نادراً ما يحدث هذا الآن). تلقيت شخصيا إجابة شاملة لسؤالي. شكرا لك

[#8 بول]

شكرا على هذا التعليق كم لم يقرأ الأوصاف حول ماهية المصدر الحالي ، وكل الأوصاف لا تتفق مع استنتاجاتي المنطقية ، وبفضل تعليقك الذي جمع كل شيء معًا ، لقد وصفت المصدر الحالي تمامًا كما فهمته. أعرب عن امتناني لمؤلف التعليق الخامس ، أليكس غال.

[#9 يوجين]

أخبرني Alexei ، بالنسبة لشريط ذي ثنائيات ws2815 بقدرة 12 فولت ، هل أحتاج إلى برنامج تشغيل ذو حالي التيار أو مزود طاقة مزود بجهد كهربائي؟ هل يبدو أن الشريط لا يحتوي على مقاوم حالي للتيار؟