المواصفات التخطيطية والجهدية الداخلية لشريط الضوء LED

تتناول هذه المقالة الدوائر الداخلية والآليات الخاصة بالجهازضوء الشريط LED. هذه المعلومات مخصصة للمناقشات الهندسية وليست ضرورية للمستخدمين العاديين المهتمين باستخدام شريط LED القياسي.
 

العودة إلى الأساسيات - جهد شريحة LED

الجهد المحدد لشريط LED، مثل 12 فولت أو 24 فولت، يتم تحديدها في الغالب بواسطة:
1) الجهد المعين لمصابيح LED والمكونات المستخدمة، و
ترتيب المصابيح على شريط LED.
المصابيح عموما هي مكونات 3 فولت. سوف ينيره فرق 3 فولت مطبق عبر الأطراف الموجبة والسالبة لمصباح LED.
ماذا يحدث عندما يتم ترتيب مصابيح LED متعددة في تكوين سلسلة، بالتتابع؟ يتم تجميع الفولتية LED الفردية.
وبالتالي، تتطلب ثلاثة مصابيح LED متسلسلة جهدًا أماميًا قدره 9 فولت (3 فولت × 3 مصابيح LED)، بينما تتطلب ستة مصابيح LED متسلسلة جهدًا أماميًا يبلغ 18 فولت (3 فولت × 6 مصابيح LED).
إلى جانب مصابيح LED، هناك مقاومة أو أكثر-محددة للتيار ضرورية لمنع شريط LED من الدخول في وضع التيار الزائد. يتم توصيل المقاومة على التوالي مع مصابيح LED، ويتم تحديد مقاومتها لسحب ما يقرب من 3 فولت أيضًا.
تتطلب ثلاثة مصابيح LED متسلسلة 9 فولت لمصابيح LED و3 فولت للمقاوم، بإجمالي 12 فولت.
تتطلب ستة مصابيح LED متسلسلة 18 فولت لمصابيح LED و3 فولت لكل مقاوم (x2)، بإجمالي 24 فولت.
تشكل هذه المكونات الأساسية لكل مجموعة من مصابيح LED على شريط LED. يتم توضيح التكوين على شريط LED في الرسم أدناه:
ماذا يحدث لمصابيح LED عند توصيلها على التوازي؟ يظل الجهد ثابتًا بينما يتم توزيع التيار بالتساوي عبر كل دائرة متوازية. وبالتالي، إذا كانت ثلاث مجموعات متوازية تسحب كل منها 50 مللي أمبير عند 24 فولت، فإن استهلاك الطاقة التراكمي يصل إلى 150 مللي أمبير، أيضًا عند 24 فولت.
توضح هاتان الحالتان من 3 مصابيح LED و6 مصابيح LED تكوين شريط LED قياسي بجهد 12 و24 فولت. الشرائط LEDتستخدم مكونات LED بجهد 3 فولت وهي مصممة بتكوينات متوازية متعددة مكونة من 3 أو 6 مصابيح LED.

هل يجب أن يكون الجهد المقدم دقيقًا كما هو محدد؟

يمكن للمرء أن يتساءل عما إذا كان 12 فولت يعني بالضبط 12.0 فولت أم أن 11.9 فولت سيكون كافيًا. الجانب الإيجابي هو أن هناك مرونة كبيرة في السلطة الممنوحة لشخص ماشريط LED.
يوضح الرسم البياني التالي من ورقة بيانات LED التدفق الحالي من خلال LED كدالة للفولت
عند 3.0 فولت، سوف يسحب هذا LED المحدد حوالي 120 مللي أمبير. سيؤدي تقليل الجهد إلى 2.9 فولت إلى سحب LED لحوالي 80 مللي أمبير. ستؤدي زيادة الجهد إلى 3.1 فولت إلى سحب LED لحوالي 160 مللي أمبير.
في شريط LED 12 فولت الذي يشتمل على ثلاثة مصابيح LED ومقاوم متسلسل، فإن توفير 11 فولت بدلاً من 12 فولت يقلل بشكل فعال الجهد عبر كل LED بمقدار 0.25 فولت.
هل ستعمل مصابيح LED عند 2.75 فولت؟ وفقًا للرسم البياني أعلاه، من المتوقع أن ينخفض ​​سحب التيار من 120 مللي أمبير لكل LED إلى حوالي 40 مللي أمبير.
على الرغم من أن هذا يمثل انخفاضًا كبيرًا، إلا أن مصابيح LED ستعمل بشكل مناسب، وإن كان بمستوى سطوع منخفض بشكل كبير.
ماذا سيحدث إذا قدمنا ​​10 فولت إلى 12 فولت فقطشريط LED؟ في هذه الحالة، نقوم بتقليل الجهد لكل LED بمقدار 0.5 فولت. وفقا للرسم البياني، عند 2.5 فولت، سوف تسحب مصابيح LED الحد الأدنى من التيار.
 

عند مستوى الجهد هذا، من المحتمل أن تلاحظ إغماءًشريط LED.

تعتبر جميع الفولتية الأقل من السعة المقدرة لشريط LED آمنة، لأنها ستسحب تيارًا أقل باستمرار، وبالتالي تخفف أي خطر للتلف أو ارتفاع درجة الحرارة. ما هي حالة مستويات الجهد التي تزيد عن 12 فولت؟
دعونا نفحص توفير 12.8 فولت إلى شريط LED 12 فولت. يؤدي هذا إلى رفع الجهد لكل LED بمقدار 0.20 فولت.
يعمل مؤشر LED حاليًا بجهد 3.2 فولت، ويعرض سحب تيار يبلغ 200 مللي أمبير كما هو موضح في الرسم البياني.
الحد الأقصى للتيار المحدد من قبل الشركة المصنعة هو 200 مللي أمبير. قد يؤدي تجاوز هذا المستوى إلى تعريض سلامة مؤشر LED للخطر.
من المهم ملاحظة أن كل LED يمتلك تصنيفًا مميزًا، وقد يؤثر تقلب التصنيع المتأصل على نطاقات الجهد المسموح بها لشريط LED معين.
لقد أثبتنا أن شريط LED بجهد 12 فولت ينتقل من وضع الإيقاف إلى التشغيل الزائد ضمن نطاق جهد محدود يتراوح من 10 فولت إلى 12.8 فولت.
على الرغم من أنه من الممكن توفير جهد كهربي ينحرف قليلاً عن التصنيف المحدد، إلا أنه يلزم الاهتمام الدقيق لمنع أي ضرر محتمل لمصابيح LED.
 

كيف يمكن للمرء أن يخفتشريط LED?

تتمثل إحدى طرق تقليل سطوع شريط LED في خفض جهد الدخل إلى ما دون تصنيفه المحدد، كما هو موضح سابقًا. في الواقع، إلكترونيات الطاقة غير فعالة في تقليل خرج الجهد بهذه الطريقة.
تتضمن التقنية المثالية استخدام PWM (تعديل عرض النبضة)، حيث يتم تنشيط وإلغاء تنشيط مصابيح LED بتردد عالٍ. يمكن أن يؤدي تعديل دورة العمل عن طريق تغيير نسبة وقت التشغيل إلى وقت التوقف إلى ضبط السطوع المتصور لمخرج ضوء شريط LED.