Quelle est la différence entre une alimentation et un pilote pour les LED: théorie et pratique, tout ce que vous devez savoir

Note de l'auteur: «Le réseau contient une quantité assez importante d'informations sur la puissance des produits LED, mais lorsque je préparais le matériel pour cet article, j'ai trouvé beaucoup d'informations absurdes sur les sites en haut des résultats des moteurs de recherche. Dans ce cas, il y a soit une absence totale, soit une perception incorrecte des informations et concepts théoriques de base. »

Les LED sont les plus efficaces de toutes les sources lumineuses courantes à ce jour. Des problèmes se cachent également derrière l'efficacité, par exemple, l'exigence élevée de stabilité du courant qui les alimente et la mauvaise tolérance des conditions thermiques complexes de fonctionnement (à des températures élevées). D'où la tâche de résoudre ces problèmes. Voyons comment les concepts d'alimentation et de pilote diffèrent. Pour commencer, penchons-nous sur la théorie.

Source de courant et source de tension

Alimentation est le nom générique d'une partie d'un appareil électronique ou d'un autre équipement électrique qui fournit et régule l'électricité pour alimenter cet équipement. Il peut être situé à l'intérieur et à l'extérieur de l'appareil, dans un boîtier séparé.

Chauffeur - le nom générique d'une source, d'un interrupteur ou d'un régulateur de puissance spécialisé pour un équipement électrique spécifique.

Il existe deux principaux types de sources d'alimentation:

• Source de tension.

• Source actuelle.

Regardons leurs différences.

Source de tension - il s'agit d'une telle source d'alimentation et dont la tension à la sortie ne change pas lorsque le courant de sortie change.

Pour une source de tension idéale, la résistance interne est nulle et le courant de sortie peut être infiniment grand. En réalité, la situation est différente.

Toute source de tension a une résistance interne. À cet égard, la tension peut s'écarter quelque peu de la valeur nominale lorsqu'une charge puissante est connectée (puissante - faible résistance, courant de consommation élevé), et le courant de sortie est déterminé par son appareil interne.

Pour une source de tension réelle, le mode de fonctionnement d'urgence est le mode court-circuit. Dans ce mode, le courant augmente fortement, il n'est limité que par la résistance interne de la source d'alimentation. Si l'alimentation n'a pas de protection contre les courts-circuits, elle échouera

Source actuelle - il s'agit d'une source d'alimentation dont le courant reste réglé quelle que soit la résistance de la charge connectée.

Puisque le but de la source actuelle est de maintenir un niveau actuel donné. Le mode de fonctionnement d'urgence est le mode inactif.

Si vous expliquez la raison en termes simples, la situation est la suivante: disons que vous avez connecté une charge de 1 ohm avec une résistance de 1 Ohm à la source de courant, alors la tension à sa sortie sera réglée sur 1 Volt. Une puissance de 1 W se démarquera.

Si vous augmentez la résistance de charge, par exemple, jusqu'à 10 Ohms, le courant sera de 1A et la tension sera déjà réglée à 10V. Ainsi, 10W de puissance seront alloués. Et vice versa, si vous réduisez la résistance à 0,1 Ohm, le courant sera toujours de 1 A et la tension deviendra 0,1 V.

Le ralenti est la condition lorsque rien n'est connecté aux bornes de la source d'alimentation. On peut alors dire qu'au ralenti la résistance de charge est très importante (infinie). La tension augmentera jusqu'à ce qu'un courant de 1A circule. En pratique, pour un exemple de cette situation, vous pouvez apporter la bobine d'allumage d'une voiture.

La tension aux électrodes de la bougie, lorsque le circuit d'alimentation de l'enroulement primaire de la bobine s'ouvre, augmente jusqu'à ce que sa valeur atteigne la tension de claquage de l'éclateur,après quoi un courant traverse l'étincelle et l'énergie accumulée dans la bobine est dissipée.

Une condition de court-circuit pour une source de courant n'est pas une opération d'urgence. En cas de court-circuit, la résistance de charge de l'alimentation tend à zéro, c'est-à-dire il est infiniment petit. Ensuite, la tension à la sortie de la source de courant sera appropriée pour le flux d'un courant donné, et la puissance allouée est négligeable.

Passons à la pratique

Si nous parlons de nomenclature moderne ou de noms donnés aux sources d'énergie par les commerçants plutôt que par les ingénieurs, alors alimentation communément appelé source de tension.

Cela comprend:

• Chargeur pour téléphone portable (en eux, la conversion des valeurs en courant et tension de charge requis est effectuée par des convertisseurs installés sur la carte du chargeur).

• L'unité d'alimentation pour l'ordinateur portable.

• Alimentation pour bande LED.

Un pilote est une source actuelle. Son utilisation principale dans la vie quotidienne est la nutrition des individus LED et matrices de LED les deux sont de haute puissance ordinaire de 0,5 watts.

LED puissance

Au début de l'article, il a été mentionné que la LED a des besoins en énergie très élevés. Le fait est que la LED est alimentée par le courant. Cela est dû à caractéristique courant-tension de toutes les diodes semi-conductrices. Regardez-la.

Dans l'image Caractéristiques I-V des diodes de différentes couleurs:

Cette forme de branche (proche d'une parabole) est due aux caractéristiques des semi-conducteurs et des impuretés qui y sont introduites, ainsi qu'aux caractéristiques de la jonction pn. Le courant, lorsque la tension appliquée à la diode est presque inférieure au seuil, n'augmente pas, ou plutôt, sa croissance est négligeable. Lorsque la tension aux bornes de la diode atteint un niveau seuil, le courant commence à augmenter fortement à travers la diode.

Si le courant à travers la résistance croît de façon linéaire et dépend de sa résistance et de la tension appliquée, l'augmentation du courant à travers la diode n'obéit pas à cette loi. Et avec une augmentation de la tension de 1%, le courant peut augmenter de 100% ou plus.

De plus, dans les métaux, la résistance augmente avec l'augmentation de la température, et dans les semi-conducteurs, au contraire, la résistance diminue et le courant commence à croître.

Pour en connaître les raisons, vous devez approfondir le cours «Fondements physiques de l'électronique» et découvrir les types de porteurs de charge, la bande interdite et d'autres choses intéressantes, mais nous ne le ferons pas, nous avons brièvement examiné ces questions dans un article sur les transistors bipolaires.

Dans les spécifications techniques, la tension de seuil est désignée comme la chute de tension en polarisation directe, pour les LED blanches, généralement d'environ 3 volts.

À première vue, il peut sembler que suffisamment au stade de la conception et de la production de la lampe est suffisant résistances de limitation de courant et définissez une tension stable à la sortie de l'alimentation et tout ira bien. Ils le font sur des bandes de LED, mais ils sont alimentés par des sources d'alimentation stabilisées, et la puissance des LED utilisées dans les bandes est souvent * petite, dixième ou centième de watt.

* (si nous ne parlons pas de bandes et bandes avec 5730 LED, pour plus d'informations sur les types de LED SMD, voir l'article - Types, caractéristiques et étiquetage des LED CMS)

Les LED puissantes, qui sont recommandées pour être alimentées par des pilotes, sont chauffées assez fortement. Par exemple, une LED 1W est chauffée à une température supérieure à 50 degrés en quelques 5-15 secondes de fonctionnement sans radiateur.

Si une telle LED est alimentée par un pilote avec un courant de sortie stable, alors lorsque la LED est chauffée, le courant qui la traverse n'augmentera pas, mais restera inchangé, et la tension à ses bornes diminuera légèrement pour cela.

Et si à partir du bloc d'alimentation (source de tension), après le chauffage, le courant augmentera, à partir duquel le chauffage sera encore plus fort.

Il y a un autre facteur - les caractéristiques de toutes les LED (ainsi que d'autres éléments) sont toujours différentes.

Choix du pilote: caractéristiques, connexion

Pour la sélection correcte du pilote, vous devez vous familiariser avec ses caractéristiques techniques, les principales sont:

• Courant de sortie nominal;

• Puissance maximale;

• Puissance minimale. Pas toujours indiqué. Le fait est que certains pilotes ne démarrent pas si une charge inférieure à une certaine puissance leur est connectée.

Souvent dans les magasins, au lieu de l'alimentation, ils indiquent:

• Courant de sortie nominal;

• La plage de tensions de sortie sous la forme de (min.) V ... (max.) V, par exemple 3-15V.

• Le nombre de LED connectées, en fonction de la plage de tension, est écrit comme (min) ... (max), par exemple 1-3 LED.

Étant donné que le courant traversant tous les éléments est le même lorsqu'il est connecté en série, les LED sont donc connectées en série au pilote.

En parallèle, il n'est pas souhaitable (plutôt impossible) de connecter les LED au pilote, car les chutes de tension sur les LED peuvent varier légèrement et l'une sera surchargée, et la seconde, au contraire, fonctionnera dans un mode nominal inférieur.

Il n'est pas recommandé de connecter plus de LED que ce qui est déterminé par la conception du pilote. Le fait est que toute source d'alimentation a une certaine puissance maximale autorisée, qui ne peut pas être dépassée. Et avec chaque LED connectée à une source de courant stabilisée, la tension à ses sorties augmentera d'environ 3 V (si la LED est blanche), et la puissance sera égale, comme d'habitude, au courant en tension.

Sur cette base, nous tirons des conclusions pour acheter le bon pilote pour les LED, vous devez déterminer le courant que les LED consomment et la tension qui en découle, et sélectionner le pilote en fonction des paramètres.

Par exemple, ce pilote prend en charge la connexion jusqu'à 12 LED haute puissance par 1 W, avec un courant de consommation de 0,4 A.

Celui-ci produit un courant de 1,5A et une tension de 20 à 39V, ce qui signifie que vous pouvez vous y connecter, par exemple, une LED à 1,5A, 32-36V et une puissance de 50W.

Conclusion

Un pilote est l'un des types d'alimentation conçus pour fournir aux LED un courant donné. En principe, peu importe le nom de cette source d'alimentation. Les alimentations sont appelées alimentations pour bandes LED de 12 ou 24 Volts, elles peuvent produire n'importe quel courant en dessous du maximum. Connaissant les noms corrects, il est peu probable que vous fassiez une erreur lors de l'achat de marchandises dans les magasins, et vous n'aurez pas à les changer.

Comments

[#1 Faza]

Rappelez-vous))

[#2 Oleg]

Article utile.

[#3 Oleg]

Merci pour la présentation lucide du sujet confus par les managers.

[#4 Anatoly]

C'est intelligible)) sinon j'ai fait le rétro-éclairage de la table avec l'arduino via le module PWM, auquel j'ai branché l'alimentation (!) Du talkie-walkie)))) mais il s'avère impossible)) ou indésirable.

[#5 Alex gall]

Je ne sais pas ce que les "managers" inconnus de moi disaient à l'auteur de l'article))) mais cet article pèche avec des incohérences logiques et techniques. Pourquoi l'auteur a également traîné des bougies ici - je ne comprends pas du tout. Le sentiment que l'auteur ne le comprend pas non plus. À un bon pourcentage de 70 de cet article, jetez et ne laissez que la "partie pratique" avec quelques amendements, alors ce sera probablement vraiment intelligible. Les informations «théoriques» sur les sources de courant et les sources de tension devraient être rejetées sans faute, car la stupidité est totale lorsqu'elle est considérée par rapport au principal problème de l'article, auquel cette «théorie» n'a absolument rien à voir.
Un exemple frappant de cela est la mention de la bobine d'allumage. Et voici la source actuelle? Rien à voir avec ça, et ça n'a rien à voir avec la source actuelle, un principe complètement différent.
En fait, tout est plus simple.Il n'y a pas de sources de courant ou de tension ayant les propriétés décrites par les auteurs dans la pratique. Il existe des alimentations conventionnelles à puissance finale (on peut parler de puissance nominale), qui produisent la tension prévue par les concepteurs. Le courant dépendra de la résistance de charge et de la puissance que cette source d'alimentation est capable de fournir.
Simple réel la source de courant (ou tension, qui est fondamentalement la même dans notre cas) a une tension de sortie instable, qui varie en fonction du courant de charge. En utilisant un circuit électronique assez simple, nous pouvons stabiliser la tension de sortie de la source d'alimentation ou stabiliser le courant de sortie.
En principe, le conducteur fonctionne également avec un tel stabilisateur. Il est nécessaire lorsque la tension de la source est instable et en constante évolution, par exemple, lorsqu'elle est utilisée dans une voiture, où la tension du générateur peut changer et est généralement supérieure à la 12V calculée.
Lorsqu'un stabilisateur de courant est nécessaire, et lorsqu'une tension est nécessaire est un problème particulier, ils utilisent généralement la stabilisation de la tension, c'est plus facile. Et c'est plus logique pour l'éclairage lorsque les lampes LED sont déjà évaluées pour une certaine tension.

Le module PWM peut également être utilisé et il est activement utilisé pour régler la luminosité, par exemple, dans le rétroéclairage des moniteurs et des téléviseurs. Le fait que ce soit "indésirable" les fabricants de moniteurs ne savent rien))) ou ne veulent pas savoir, car c'est le moyen le plus simple et le moins cher.

Ce n'est peut-être pas aussi détaillé que dans l'article))) et un peu désordonné, mais quelque part trop simplifié, mais (il me semble) plus précis.

[#6 Dmitry]

Je suis entièrement d'accord avec le commentaire précédent, l'article non seulement n'explique pas l'essence du problème, mais est également trompeur!

[#7 Marat]

L'article est vraiment écrit par une personne qui comprend de quoi il parle (cela se produit rarement maintenant). J'ai personnellement reçu une réponse exhaustive à ma question. Je vous remercie

[#8 Pavel]

Merci pour ce commentaire! Combien n'ont pas lu les descriptions de ce qu'est une source actuelle, et toutes les descriptions n'étaient pas d'accord avec mes conclusions logiques, et grâce à votre commentaire, tout s'est réuni, vous avez décrit la source actuelle exactement comme je l'ai comprise. J'exprime ma gratitude à l'auteur du cinquième commentaire, Alex Gall.

[#9 Eugene]

Alexei, dis-moi, pour une bande avec des diodes WS2815 12 volts, ai-je besoin d'un pilote avec limitation de courant ou d'une alimentation avec limitation de tension? La bande semble-t-elle ne pas avoir de résistance de limitation de courant?