В данной теме я расскажу и покажу вам о преимуществах питания светодиодов на 10 ватт 12 вольт, от всеми известного DC- DC понижающего преобразователя.

DC- DC — это означает, что преобразователь преобразует постоянное напряжение в постоянное, а выше оно или ниже обозначается UP — повышающий DoWN- понижающий.

Преобразователи достаточно универсальные и могут служить как питающим устройством с регулировкой по напряжению, так и зарядным устройством.

В данной теме речь пойдет о светодиодах с понижающим преобразователем. Спешу отметить, что применяя данные преобразователи мы снижаем также потребление севетодиодов от аккумулятора или источников питания. А так же недавно я увидел, что преобразуя в низ питание уменьшая выходное напряжение увеличивается выходной ток. Обратный эффект можно заметить на повышающих преобразователях. Тут мы будем наблюдать обратную картину, повышая выходное напряжение входной ток будет до преобразователя будет увеличиваться в выходной ток падать.

Дополнительная информация по тестированию светодиодов на 10 Ватт 12 вольт.

При питании светодиодов на Мах напряжении даже с пониженным током, время деградации также увеличивается. Если изначально собрать и привыкнуть к тому что светодиод выдает по яркости то долгое время он будет радовать своим светом при этом яркость долго будет равняться той что была при первом включении. Но если вдруг нужно больше получить с него люмен рекомендую улучшить его охлаждение, и готовится к тому что через какое-то время яркость упадет!

Есть прямая зависимость от того сколько по времени проработает светодиод, и к сожалению время которое указывается производителем относится к минимальному напряжению и току при котором работает светодиод. Минимальные параметры для работы со сроком жизни светодиода могут составить 50 000 часов при напряжении питания 9 Вольт и токе в 500 мА. чем выше напряжение и ток тем время жизни светодиода падает!

Очень большое заблуждение, что если выставить 900 мА и 12 вольт ну или даже 11 Вольт, светодиоду будет от этого хорошо, и он будет работать годами. Он при таких параметрах работает на износ и время его жизни сразу будет зависеть от системы его охлаждения и окружающей температуры. Если задать вопрос производителям сколько прослужит тот или иной светодиод производитель сразу же начнет вилять и уходить от прямого ответа. Типа, все зависит от вашей сети, от чистоты помещения или от температуры. Но на самом деле производители тестируют на износ чуть ли не каждую партию светодиодов выборочно и могут ответить на него прямо. Что в таких условиях он прослужит столько времени а в таких столько.

В общем, беря любой светодиод читайте между строк. А если так уж любопытно сколько он может прослужить соберите два стенда один по моей схеме и по своей, и посмотрите что будет с яркостью светодиодов через тридцать суток работы. Кстати как вариант можно сделать самому подобный тест. Если будет время займусь этим экспериментом.

Светодиоды уже давно используются в различных сферах жизни и деятельности людей. Благодаря своим качествам и техническим характеристикам, они приобрели широкую популярность. На основе этих источников света создаются оригинальные светотехнические конструкции. Поэтому у многих потребителей до воль но часто возникает вопрос, как подключить светодиод к 12 воль там. Данная тема очень актуальна, поскольку такое подключение имеет принципиальные отличия от других типов ламп. Следует учитывать, что для работы светодиодов используется только постоянный ток. Большое значение имеет соблюдение полярности при подключении, в противном случае, светодиоды просто не будут работать.

Особенности подключения светодиодов

В большинстве случаев для подключаемых светодиодов требуется ограничение тока с помощью резисторов. Но, иногда вполне возможно обойтись и без них. Например, фонарики, брелоки и другие сувениры со светодиодными лампочками питаются от батареек, подключенных напрямую. В этих случаях ограничение тока происходит за счет внутреннего сопротивления батареи. Ее мощность настолько мала, что ее попросту не хватит, чтобы сжечь осветительные элементы.

Однако при некорректном подключении эти источники света очень быстро перегорают. Наблюдается стремительное падение , когда на них начинает действовать нормальный ток. Светодиод продолжает светиться, но в полном объеме выполнять свои функции он уже не может. Такие ситуации возникают, когда отсутствует ограничивающий резистор. При подаче питания светильник выходит из строя буквально за несколько минут.

Одним из вариантов некорректного подключения в сеть на 12 воль т является увеличение количества светодиодов в схемах более мощных и сложных устройств. В этом случае они соединяются последовательно, в расчете на сопротивление батарейки. Однако при перегорании одной или нескольких лампочек, все устройство выходит из строя.

Существует несколько способов, как подключить светодиоды на 12 воль т схема которых позволяет избежать поломок. Можно подключить один резистор, хотя это и не гарантирует стабильную работу устройства. Это связано с существенными различиями полупроводниковых приборов, несмотря на то, что они могут быть из одной партии. Они обладают собственными техническими характеристиками, отличаются по току и напряжению. При превышении током номинального значения один из светодиодов может перегореть, после этого остальные лампочки также очень быстро выйдут из строя.

В другом случае предлагается соединить каждый светодиод с отдельным резистором. Получается своеобразный стабилитрон, обеспечивающий корректную работу, поскольку токи приобретают независимость. Однако данная схема получается слишком громоздкой и чрезмерно загруженной дополнительными элементами. В большинстве случаев ничего не остается, как подключить светодиоды к 12 воль там последовательно. При таком подключении схема становится максимально компактной и очень эффективной. Для ее стабильной работы следует заранее позаботиться об увеличении питающего напряжения.

Определение полярности светодиода

Чтобы решить вопрос, как подключить светодиоды в цепь 12 воль т, необходимо определить полярность каждого из них. Для определения полярности светодиодов существует несколько способов. Стандартная лампочка имеет одну длинную ножку, которая считается анодом, то есть, плюсом. Короткая ножка является катодом - отрицательным контактом со знаком минус. Пластиковое основание или головка имеет срез, указывающий на место расположения катода - минуса.

В другом способе необходимо внимательно посмотреть внутрь стеклянной колбочки светодиода. Можно легко разглядеть тонкий контакт, который является плюсом, и контакт в форме флажка, который, соответственно, будет минусом. При наличии мультиметра можно легко определить полярность. Нужно выполнить установку центрального переключателя в режим прозвонки, а щупами прикоснуться к контактам. Если красный щуп соприкоснулся с плюсом, светодиод должен загореться. Значит черный щуп будет прижат к минусу.

Тем не менее, при кратковременном неправильном подключении лампочек с нарушением полярности, с ними не произойдет ничего плохого. Каждый светодиод способен работать только в одну сторону и выход из строя может случиться только в случае повышения напряжения. Значение номинального напряжения для отдельно взятого светодиода составляет от 2,2 до 3 воль т, в зависимости от цвета. При подключении светодиодных лент и модулей, работающих от 12 воль т и выше, в схему обязательно добавляются резисторы.

Расчет подключения светодиодов в схемах на 12 и 220 воль т

Отдельный светодиод невозможно напрямую подключить к источнику питания на 12 В поскольку он сразу же сгорит. Необходимо использование ограничительного резистора, параметры которого рассчитываются по формуле: R= (Uпит-Uпад)/0,75I, в которой R является сопротивлением резистора, Uпит и Uпад - питающее и падающее напряжения, I - ток, проходящий по цепи, 0,75 - коэффициент надежности светодиода, являющийся постоянной величиной.

В качестве примера можно взять схему, используемую при подключение светодиодов на 12 воль т в авто к аккумулятору. Исходные данные будут выглядеть следующим образом:

• Uпит = 12В - напряжение в автомобильном аккумуляторе;
• Uпад = 2,2В - питающее напряжение светодиода;
• I = 10 мА или 0,01А - ток отдельного светодиода.

В соответствии с формулой, приведенной выше, значение сопротивления будет следующим: R = (12 - 2,2)/0,75 х 0,01 = 1306 Ом или 1,306 кОм. Таким образом, ближе всего будет стандартная величина резистора в 1,3 кОм. Кроме того, потребуется расчет минимальной мощности резистора. Данные расчеты используются и при решении вопроса, как подключить мощный светодиод к 12 воль там. Предварительно определяется величина фактического тока, которая может не совпадать со значением, указанным выше. Для этого используется еще одна формула: I = U / (Rрез.+ Rсвет), в которой Rсвет является сопротивлением светодиода и определяется как Uпад.ном. / Iном. = 2.2 / 0,01 = 220 Ом. Следовательно, ток в цепи составит: I = 12 / (1300 + 220) = 0,007 А.

В результате, фактическое падение напряжения светодиода будет равно: Uпад.свет = Rсвет х I = 220 х 0,007 = 1,54 В. Окончательно значение мощности будет выглядеть так: P = (Uпит. — Uпад.)² / R = (12 -1,54)²/ 1300 = 0,0841 Вт). Для практического подключения значение мощности рекомендуется немного увеличить, например, до 0,125 Вт. Благодаря этим расчетам, удается легко подключить светодиод к аккумулятору 12 воль т. Таким образом, для правильного подключения одного светодиода к автомобильному аккумулятору на 12В, в цепи дополнительно понадобится резистор на 1,3 кОм, мощность которого составляет 0,125Вт, соединяющийся с любым контактом светодиода.

Расчет осуществляется по такой же схеме, что и для 12В. В качестве примера берется такой же светодиод с током 10 мА и напряжением 2,2В. Поскольку в сети используется переменный ток напряжением 220В, расчет резистора будет выглядеть следующим образом: R = (Uпит.-Uпад.) / (I х 0,75). Вставив в формулу все необходимые данные, получаем реальное значение сопротивления: R = (220 — 2.2) / (0,01 х 0,75) = 29040 Ом или 29,040 кОм. Ближайший стандартный номинал резистора - 30 кОм.

Далее выполняется расчет мощности. Вначале определяется значение фактического тока потребления: I = U / (Rрез.+ Rсвет). Сопротивление светодиода рассчитывается по формуле: Rсвет = Uпад.ном. / Iном. = 2.2 / 0,01 = 220 Ом. Следовательно, ток в электрической цепи будет составлять: I = 220 / (30000 + 220) = 0,007А. В результате, реальное падение напряжение на светодиоде будет следующим: Uпад.свет = Rсвет х I = 220 х 0,007 = 1,54В.

Для определения используется формула: P = (Uпит. — Uпад.)² / R = (220 -1,54)² / 30000 = 1,59Вт. Значение мощности следует увеличить до стандартного, составляющего 2Вт. Таким образом, чтобы подключить один светодиод к сети с напряжением 220В понадобится резистор на 30 кОм с мощностью 2Вт.

Однако в сети протекает переменный ток и горение лампочки будет происходить лишь в одной полуфазе. Светильник будет выдавать быстрый мигающий свет, с частотой 25 вспышек в секунду. Для человеческого глаза это совершенно незаметно и воспринимается как постоянное свечение. В такой ситуации возможны обратные пробои, которые могут привести к преждевременному выходу из строя источника света. Чтобы избежать этого, выполняется установка обратно направленного диода, обеспечивающего баланс во всей сети.

Ошибки при подключении

Переход на более экономичные схемы освещения без потери мощности сделал довольно популярными так называемые сверхъяркие светодиоды от 10вт. Светодиод может найти себе несколько применений, но существуют некоторые нюансы, которые следует учитывать, проектируя схему с его использованием.

Характеристики светодиодов на 10 вт

Устройства с одинаковой мощностью могут существенно отличаться друг от друга. Производители выпускают устройства для различных целей, поэтому стоит подробней рассмотреть основные параметры:

• Световая температура. Светодиод на 10 ватт может охватывать весь диапазон в 2300-10000 К или работать только в определенной его части. Этот параметр отвечает за оттенок свечения (желтовато-белый, теплый белый, ярко-белый и холодный-белый). При этом светодиоды, имеющие маркировку t10 (автомобильные) как правило, рассчитаны на 2 последних отрезка.
• Индекс цветопередачи.
• Время работы. Светодиоды с мощностью 10 ватт могут работать 50-150 тыс. часов.
• Угол свечения (рассеивания). Зависит от области применения; для прожекторов хватит и 100-150 градусов, автомобильное освещение с маркировкой t10 рассчитано на 360 градусов. В сущности теперь отсутствует необходимость во всевозможных линзах и рефлекторах, так как при мощности в 10w светодиоды обладают довольно большим углом свечения.
• Диапазон рабочих температур. От этого параметра зависит не только то, куда может быть установлен светодиод на 10w. Верхняя граница температур очень важна при подборе радиаторов, предохраняющих устройство от преждевременных перегревов и поломок. В современных устройства доходит вплоть до 100 градусов.
• Температура хранения светодиодов на 10 вт лежит в пределах 40 ~ +100 ° C.
• Размер устройств обычно измеряется в мм.
• Конструкция. В зависимости от назначения, светодиоды на 10w могут быть выполнены в нескольких вариациях. Автомобильные лампы t10 могут также различаться по размерам (типы цоколя также измеряются в мм). Обычные светодиоды на 10 ватт могут стоять на алюминиевой «звезде». Такая площадка имеет пятачки под провода и вырезы для подключения к радиатору.

Светодиоды для автомобиля (цоколь t10)

Светодиодные лампы мощностью в 10w могут найти себе несколько применений (освещение салона, номерных знаков, багажника), но чаще всего они устанавливаются в качестве габаритных огней. Несмотря на то, что светодиоды справедливо считаются более надежными, чем лампы накаливания, при их установке в цоколь t10 можно столкнуться с некоторыми сложностями.

Стоит учесть следующие факторы:

• конструкция должна быть защищена от влияния вибраций;
• источники тепла существенно влияют на работоспособность автомобильных ламп мощностью в 10w;
• светодиод может существенно терять яркость при неправильной эксплуатации.

Схемы на 10-ватных светодиодных лампах

Сфера применения устройств зависит также и от их мощности, которая в данном случае равно 10 вт. Светодиод такого типа может называться сверхъярким и использоваться при разработке ярких фонариков или прожекторов. Сложность применения заключается в том, чтобы правильно обеспечить охлаждение прибора. Для этого следует правильно рассчитать площадь рефлектора (не менее 100мм²) и его минимальную толщину сечения (около 4-6 мм), что справедливо и для светодиодных матриц мощностью от 10 вт.

В целом светодиод на 10w имеет свои особенности, и его монтаж не всегда является целесообразным, но при этом нельзя не отметить существенный выигрыш в яркости, особенно в сравнении с лампочками на 60-100 w и экономию пространства в сотни мм (что иногда – весьма существенно).

В названии статьи специально не стал писать, что фонарик светодиодный, так как сейчас найти НЕсветодиодные фонари в продаже стало нереально. Разве что по сараям да тумбочкам ещё у некоторых валяется. Как видно, спор между лампами накаливания и светодиодами окончательно решился в пользу последних. Теперь уже обычные стеклянные лампочки на низкое напряжение стали, говоря словами А.Райкина: "дифисит". Попробуйте купить их в магазине - удивитесь:) А значит для создания нашего нового фонарика на мощность 10 ватт задействуем доступный и недорогой светодиод Cree с аналогичной мощностью.

Ещё нам понадобится LED драйвер на 3В 1.5А, ёмкий литий-ионный аккумулятор 3,7В от телефона, зарядное устройство от мобильника (практически любое), кнопка включения, гнездо сети (для зарядного устройства) и корпус. На последнем пункте остановимся немного подробнее.

Для основы десятиваттного фонарика надо выбрать что-то крупное и желательно металлическое. Не забывайте - светодиод такой мощности прилично греется и теплоотвод должен соответствовать. Да и аккумулятору придётся отдавать ток более ампера, так что имеет смысл ставить пальчиковые литиевые от ноутбуков.

В своём варианте использовал 3-й плафон никелированной люстры, которую недавно пустил на ламповый УНЧ . В нём делаем отверстие под сетевое гнездо, для заряда аккумулятора, а остальное в плафоне есть и так.

Схемы фонарика как таковой нету, все узлы берутся готовые. Вам только придётся спаять все эти модули между собой по приведённому рисунку.

Светодиод на 10 ватт прикрутил к круглому куску алюминия толщиной 1см. Он будет и радиатором и рефлектором (полирнул его до блеска). Не забывайте использовать термопасту - она заметно улучшает охлаждение LED элемента. Цена её всего 0,5уе за тюбик и хватает пасты на долго.

Разместив все элементы фонаря внутри корпуса спаиваем их гибкими проводами в хорошей изоляции (не забываем про напряжение 220В!). Последней привинчиваем алюминиевый диск рефлектора со светодиодом.

Хотя диодных фонарей в продаже имеется сотня различных моделей и мощностей, купить фонарик на 10 ватт и более очень проблематично. А в интернет магазинах они стоят под сотню долларов. Здесь же данный девайс собирается из подручных материалов буквально за вечер, с расходами только на сам светодиод. Поэтому его самостоятельная сборка оправдана на 100%.