متى ولماذا تتطلب مصابيح LED مقاومات محددة للتيار؟

إذا كنت تعمل على أي دائرة ذات صلة بـ LED-، فربما تكون قد شاهدت نصيحة أو تنبيهات لاستخدام مقاومة محددة للتيار دائمًا.
من رجل الأعمال اليدوية المبتدئ إلى أولئك الذين يقومون بالتصميم والبناءإضاءة LEDلوحات الدوائر، قمنا بإنشاء هذا الدليل لمساعدة الجميع على فهم متى ولماذا وكيفية اختيار المقاوم المناسب المحدد للتيار.

يتطلب تصميم دائرة حول مكونات أشباه الموصلات السلبية مثل مصابيح LED معرفة منحنى I-V (التيار مقابل الجهد)، كما هو الحال مع أي مكون آخر من هذا القبيل.
بالطبع أقادهو في الأساس صمام ثنائي ذو منحنى I-V غير خطي. وبعبارة أخرى، فإن العلاقة بين جهد الدخل وتيار الدخل لا تتبع مسارًا خطيًا.
على سبيل المثال، ضع في اعتبارك التيار الأمامي عند 2.7 فولت-حوالي 20 مللي أمبير. يؤدي رفع الجهد إلى 2.8 فولت بمقدار 0.1 فولت إلى ارتفاع التيار الأمامي بحوالي 30 مللي أمبير إلى 50 مللي أمبير. يرتفع التيار الأمامي بمقدار 35 مللي أمبير إلى 85 مللي أمبير إذا قمنا بعد ذلك برفعه إلى 2.9 فولت بمقدار 0.1 فولت أخرى.
كما يرتفع معدل ارتفاع التيار الأمامي مع ارتفاع الجهد. يمكن أن تؤدي الاختلافات الصغيرة في الجهد الأمامي إلى اختلافات كبيرة جدًا في التيار الأمامي.
لذا، فإن محركات LED ذات التيار الثابت هي أفضل طريقة لتشغيل مصابيح LED نظرًا لأنها تعمل بتيار واحد وتغير جهد الخرج الخاص بها لمطابقته، وبالتالي ضمان استقرار التيار الأمامي. ليس هناك حاجة إلى المقاوم المحدد الحالي في ظل المدخلات الحالية الثابتة.
إذا كنت تقوم بتشغيل مصادر طاقة ذات جهد ثابت، ماذا يجب أن تفعل؟
من ناحية أخرى، غالبًا ما تكون مصادر الطاقة الحالية الثابتة أكثر تكلفة وأقل قدرة على التكيف. تقريبًا جميع منتجات شريط LED والوحدات الأخرى تعمل على دخل جهد ثابت.
ثابتة في مستوى جهد الخرج، يمكن لإمدادات الطاقة ذات الجهد الثابت أن تولد أي درجة من تيار الخرج بين 0 مللي أمبير والحد الأقصى المقدر لها، والذي قد يكون أعلى بكثير من الحد الأقصى المقدر لمصابيح LED ونظام LED.
ومع ذلك، كما لاحظنا من قبل، تتطلب مدخلات الطاقة ذات الجهد الثابت المزيد من التعديل لاستخدامها بأمان مع أنظمة LED بسبب الاتصال غير الخطي بين التيار الأمامي والجهد الأمامي، للأسباب التالية:
لا يتوافق جهد LED الأمامي دائمًا مع مستوى جهد مصدر الطاقة. على سبيل المثال، اعتمادًا على نفس مواصفات LED المذكورة أعلاه، إذا كان لديك مصدر طاقة بجهد ثابت 3.0 فولت، فسيقتصر التيار الأمامي أيضًا على 135 مللي أمبير.
باستخدام نفس مصدر الطاقة، ماذا لو أردنا تشغيلقادعند 20 مللي أمبير؟ سيتطلب LED 2.7 فولت فقط، وليس 3.0 فولت. ولكن نظرًا لأن معظم وحدات إمداد الطاقة تفتقر إلى خيار إخراج الجهد المتغير، فإن وحدة إمداد الطاقة بمفردها لا يمكنها إنتاج 2.7 فولت عند LED.

الحل هو وضع مقاومة على التوالي مع مؤشر LED والسماح لها "بإنزال" الجهد إلى مؤشر LED بمقدار 0.3 فولت.
كيف يمكننا تحديد قيمة المقاومة؟ باستخدام قانون أوم، الذي ينص على V=IR، نستبدل V بـ 0.3V (انخفاض الجهد) وI بـ 0.02A (التيار الأمامي المرغوب). حل R يعطينا 15 أوم.
ويمكن إجراء حسابات مماثلة بغض النظر عن الفولتية المعنية-على سبيل المثال،شرائط LED 12 فولت و 24 فولت.
لا يمكن تجنب الاختلافات في الجهد الأمامي LED في إعدادات الإنتاج الضخم وتؤدي إلى العديد من صناديق الجهد. من الناحية المثالية، تحتوي مصابيح LED من كل حاوية جهد على اقتران قيمة مقاومة مختلفة محسوبة لضمان نفس سحب التيار الأمامي، بشكل مستقل عن حاوية جهد LED. وإلا، فقد تحدث اختلافات أكبر في رسم التيار الأمامي-وبالتالي السطوع-.
يشير كل سطر من الخطوط المذكورة أعلاه إلى حاوية جهد مميزة. يجب استخدام متطلبات مقاومة مختلفة للحصول على الفولتية الأمامية المختلفة المطلوبة للوصول إلى نفس 60 مللي أمبير لجميع صناديق LED.

كما لاحظنا، تظهر مصابيح LED علاقة غير خطية بين التيار الأمامي والجهد الأمامي. وبالتالي، فإن الارتفاع الطفيف في الجهد يمكن أن يسبب ارتفاعًا كبيرًا في التيار الأمامي، مما قد يؤدي إلى زيادة التيار وفشل الجهاز.
على عكس الثنائيات، فإن المقاومات لها علاقة خطية بين الجهد الأمامي والتيار الأمامي (كما هو موضح في قانون أوم).
لذلك، بغض النظر عن مستوى الجهد، فإن الارتفاع في الجهد الأمامي سوف يسبب نفس الارتفاع المتناسب في التيار الأمامي. عندما يتم تضمينها في دائرة LED، فإن هذه الخاصية الخاصة بالمقاومات يمكن أن تساعد في تعويض عواقب ارتفاع الجهد.

يعد مصدر الطاقة غير المستقر-الذي يتميز بضوضاء أو تموج ملحوظ هو الخيار الأول. في حالة قيام مصدر طاقة الجهد الثابت بتوليد تيار مستمر غير مستقر، فإن الجهد الأمامي والارتفاع المتقطع - والمقاومات المحددة الحالية ستساعد في التحكم في ارتفاع التيار الأمامي ذي الصلة.
والثاني، والأكثر اتساقا وانتشارا، هو سمة من سمات أجهزة LED نفسها.
إذا حافظنا على ثبات التيار الأمامي، فإن الجهد الأمامي لمصابيح LED ينخفض مع ارتفاع درجة حرارته. غالبًا ما تظهر أوراق بيانات LED ذلك في مخطط تغيير درجة الحرارة مقابل الجهد الأمامي التالي:
يستفيد تصميم دائرة تيار ثابت من هذه المعرفة لأنها تخبرنا بالنطاق الفعلي للجهود الأمامية التي يمكن أن نلاحظها في النظام. ولكن دعونا نعيد صياغة نفس الفكرة من وجهة نظر الجهد الثابت:
إذا حافظنا على ثبات الجهد الأمامي، فإن التيار الأمامي للـ LED يرتفع مع تسخينه.
أولاً وقبل كل شيء، يحدد إجمالي تبديد طاقة LED إنتاج الحرارة. وبالتالي، فإن حقيقة أن التيار الأمامي ينمو مع ارتفاع درجة حرارته ربما يكون كارثيًا نظرًا لأن التيار الأمامي الأكبر سيرفع درجة حرارة LED أكثر، وبالتالي يرفع تياره الأمامي أكثر في حلقة تغذية مرتدة إيجابية. في أحسن الأحوال، يُسمى هذا بالانفلات الحراري لنظام LED، والذي سيؤدي إلى أعطال كارثية وربما نشوب حريق ودخان.
عن طريق منحنى IV الخطي، تساعد المقاومة المحددة للتيار على تعويض تأثير ارتفاع الفولتية. علاوة على ذلك، فيما يتعلق بدرجة حرارته، تعمل المقاومات بشكل معاكس لدرجة الحرارةالمصابيح; ومع ارتفاع درجة الحرارة، ترتفع المقاومة أيضًا.
أطلق بعض الأشخاص على المقاومات المستخدمة بهذه الطريقة اسم مقاومة الصابورة بسبب هذه الخاصية المباشرة والمفيدة.

وبما أن أجهزة LED يتم التحكم فيها بالتيار بطبيعتها، فإنها لا تتفاعل بشكل جيد مع تغيرات الجهد الكهربي.
بناء اننظام الصمامإن استخدام مصادر طاقة ذات جهد ثابت يعني أنك يجب أن تكون جاهزًا لاستخدام المقاومات المحددة للتيار لضمان التشغيل الآمن والمستقر لأجهزة LED.

تأسست شركة Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd في عام 2010. وهي مؤسسة وطنية عالية التقنية تدمج التصميم والبحث والتطوير والإنتاج والمبيعات لمنتجات الإضاءة الداخلية والخارجية ويمكنها أيضًا القيام بتصنيع المعدات الأصلية وتصنيع التصميم الشخصي. لمزيد من التفاصيل حول عروضنا، يرجى الاتصال بنا علىbwzm18@ledbenweilighting.com