Esquema intern i especificacions de tensió de la tira de llum LED

Aquest article examina els circuits interns i els mecanismes d'unTira de llum LED. Aquesta informació està destinada a discussions sobre enginyeria i no és essencial per als usuaris habituals interessats en l'ús estàndard de tires LED.
 

Torna a Fonaments - Voltatge del xip LED

La tensió designada d'unTira LED, com ara 12V o 24V, és dictat principalment per:
1) La tensió designada dels LED i components utilitzats, i
La disposició dels LED a la tira de LED.
Els LED solen ser components de 3 volts. Un diferencial de 3 volts aplicat als terminals positiu i negatiu d'un LED l'il·luminarà.
Què passa quan es disposen diversos LED en una configuració en sèrie, seqüencialment? Les tensions dels LED individuals s'agreguen.
En conseqüència, tres LED en sèrie necessiten un voltatge directe de 9 volts (3 volts x 3 LED), mentre que sis LED en sèrie requereixen un voltatge directe de 18 volts (3 volts x 6 LED).
Al costat dels LED, una o més resistències limitadores de corrent-són essencials per evitar que la tira de LED entri en mode de sobreintensitat. La resistència està connectada en sèrie amb els LED, i es determina que la seva resistència també absorbeix aproximadament 3 volts.
Tres LED en sèrie necessiten 9 volts per als LED i 3 volts per a la resistència, amb un total de 12 volts.
Sis LED en sèrie necessiten 18 volts per als LED i 3 volts per resistència (x2), amb un total de 24 volts.
Aquests constitueixen els components fonamentals per a cada grup de LED en una tira de LED. La configuració de la tira LED s'il·lustra al gràfic següent:
Què passa amb els LED quan es connecten en paral·lel? La tensió es manté constant mentre el corrent es distribueix uniformement per cada circuit paral·lel. En conseqüència, si tres grups paral·lels consumeixen 50 mA a 24 volts cadascun, el consum d'energia acumulat ascendeix a 150 mA, també a 24 volts.
Aquestes dues instàncies de 3 LED i 6 LED il·lustren la configuració d'una tira de LED estàndard de 12 i 24 volts. Eltires LEDutilitzen components LED de 3 volts i estan dissenyats amb múltiples configuracions paral·leles de 3 o 6 LED.

La tensió subministrada ha de ser exactament com s'especifica?

Es podria preguntar si 12 volts significa precisament 12,0 volts o si 11,9 volts n'hi hauria prou. L'aspecte positiu és que hi ha una flexibilitat considerable en la potència proporcionada a unTira LED.
El gràfic següent d'un full de dades de LED il·lustra el flux de corrent a través d'un LED en funció del volt
A 3,0 V, aquest LED específic consumirà aproximadament 120 mA. Reduir la tensió a 2,9 V farà que el LED dibuixi aproximadament 80 mA. Si augmenta la tensió a 3,1 V, el LED dibuixarà aproximadament 160 mA.
En una tira de LED de 12 V que consta de tres LED i una resistència en sèrie, proporcionar 11 V en lloc de 12 V redueix efectivament la tensió a cada LED en 0,25 V.
Els LED funcionaran a 2,75 V? Segons el gràfic anterior, es preveu que el consum de corrent disminueixi de 120 mA per LED a aproximadament 40 mA.
Tot i que això representa una disminució considerable, els LED funcionaran adequadament, encara que amb un nivell de brillantor substancialment reduït.
Què passaria si només proporcionéssim 10V a 12VTira LED? En aquest cas, estem disminuint la tensió de cada LED en 0,5 V. Segons el gràfic, a 2,5 V, els LED consumiran un corrent mínim.
 

A aquest nivell de tensió, probablement observeu un desmaiTira LED.

Totes les tensions per sota de la capacitat nominal de la tira LED són segures, ja que consumeixen menys corrent constantment, mitigant així qualsevol risc de dany o sobreescalfament. Quin és l'estat dels nivells de tensió que superen els 12 V?
Examinem el subministrament de 12,8 V a una tira de LED de 12 V. Això augmenta la tensió de cada LED en 0,20 V.
Actualment, el LED funciona a 3,2 V, mostrant un consum de corrent de 200 mA tal com indica el gràfic.
La intensitat màxima especificada pel fabricant és de 200 mA. Superar aquest nivell pot posar en perill la integritat del LED.
És important tenir en compte que cada LED té una qualificació diferent i la variabilitat inherent de fabricació pot influir en els rangs de tensió permesos per a una tira de LED específica.
Hem demostrat que una tira de LED de 12 V passa d'apagada a sobreactivada dins d'un rang de tensió limitat de 10 V a 12,8 V.
Tot i que és factible proporcionar una tensió que es desviï lleugerament de la classificació especificada, cal una atenció meticulosa per evitar qualsevol dany potencial als LED.
 

Com es pot enfosquirTira LED?

Un mètode per reduir la brillantor d'una tira LED és baixar la tensió d'entrada per sota de la seva classificació especificada, com s'ha demostrat anteriorment. En realitat, l'electrònica de potència és ineficaç per disminuir la sortida de tensió d'aquesta manera.
La tècnica òptima consisteix a utilitzar PWM (modulació d'amplada de pols), on els LED s'activen i desactiven a alta freqüència. La modificació del cicle de treball mitjançant l'alteració de la relació entre el temps d'encesa i el temps lliure pot ajustar la brillantor percebuda de la sortida de llum d'una tira LED.