ข้อมูลจำเพาะแผนผังภายในและแรงดันไฟฟ้าของไฟ LED Strip

บทความนี้จะตรวจสอบวงจรภายในและกลไกของไฟ LED แถบ- ข้อมูลนี้มีไว้สำหรับการอภิปรายทางวิศวกรรม และไม่จำเป็นสำหรับผู้ใช้ทั่วไปที่สนใจการใช้งานแถบ LED มาตรฐาน
 

กลับไปที่ปัจจัยพื้นฐาน - แรงดันไฟฟ้าของชิป LED

แรงดันไฟฟ้าที่กำหนดของแถบ LEDเช่น 12V หรือ 24V ถูกกำหนดโดย:
1) แรงดันไฟฟ้าที่กำหนดของ LED และส่วนประกอบที่ใช้ และ
การจัดวางไฟ LED บนแถบ LED
โดยทั่วไปแล้วไฟ LED จะเป็นส่วนประกอบ 3 โวลต์ ส่วนต่าง 3 โวลต์ที่ใช้กับขั้วบวกและขั้วลบของ LED จะส่องสว่าง
จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อมีการจัดเรียง LED หลายดวงในการกำหนดค่าแบบอนุกรมตามลำดับ? แรงดันไฟฟ้าของ LED แต่ละตัวจะถูกรวมเข้าด้วยกัน
ดังนั้น ไฟ LED สามดวงในซีรีย์จำเป็นต้องมีแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้า 9 โวลต์ (3 โวลต์ x 3 LED) ในขณะที่ไฟ LED หกดวงในซีรีย์ต้องใช้แรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้า 18 โวลต์ (3 โวลต์ x 6 LED)
นอกจากไฟ LED แล้ว ตัวต้านทานจำกัดกระแสอย่างน้อยหนึ่งตัว-ก็จำเป็นเพื่อป้องกันไม่ให้แถบ LED เข้าสู่โหมดกระแสเกิน ตัวต้านทานเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับไฟ LED และความต้านทานถูกกำหนดให้ดึงแรงดันไฟฟ้าประมาณ 3 โวลต์เช่นกัน
ไฟ LED สามดวงในซีรีย์ต้องใช้ไฟ 9 โวลต์สำหรับไฟ LED และ 3 โวลต์สำหรับตัวต้านทาน รวมเป็น 12 โวลต์
ไฟ LED หกดวงในซีรีย์ต้องใช้ไฟ 18 โวลต์สำหรับไฟ LED และ 3 โวลต์ต่อตัวต้านทาน (x2) รวมเป็น 24 โวลต์
สิ่งเหล่านี้ประกอบขึ้นเป็นส่วนประกอบพื้นฐานสำหรับแต่ละกลุ่มของ LED บนแถบ LED การกำหนดค่าบนแถบ LED แสดงไว้ในภาพด้านล่าง:
จะเกิดอะไรขึ้นกับ LED เมื่อเชื่อมต่อแบบขนาน? แรงดันไฟฟ้ายังคงที่ในขณะที่กระแสมีการกระจายเท่า ๆ กันในแต่ละวงจรขนาน ดังนั้น หากกลุ่มขนานสามกลุ่มแต่ละกลุ่มดึงกระแสไฟ 50 mA ที่ 24 โวลต์ ปริมาณการใช้พลังงานสะสมจะเท่ากับ 150 mA ที่ 24 โวลต์เช่นกัน
ไฟ LED 3 ดวงและไฟ LED 6 ดวงทั้งสองกรณีนี้แสดงการกำหนดค่าของแถบ LED มาตรฐาน 12 และ 24 โวลต์ ที่แถบ LEDใช้ส่วนประกอบ LED 3 โวลต์และได้รับการออกแบบให้มีการกำหนดค่า LED 3 หรือ 6 ดวงแบบขนานหลายชุด

แรงดันไฟฟ้าที่จ่ายต้องตรงตามที่กำหนดหรือไม่?

บางคนอาจสงสัยว่า 12 โวลต์มีความหมายว่า 12.0 โวลต์อย่างแม่นยำหรือ 11.9 โวลต์จะเพียงพอหรือไม่ ด้านบวกคือมีความยืดหยุ่นอย่างมากในการจ่ายพลังงานให้กับแถบ LED.
แผนภูมิต่อไปนี้จากแผ่นข้อมูล LED แสดงให้เห็นการไหลของกระแสผ่าน LED เป็นฟังก์ชันของโวลต์
ที่ 3.0V LED เฉพาะนี้จะดึงกระแสไฟประมาณ 120 mA การลดแรงดันไฟฟ้าลงเหลือ 2.9V จะส่งผลให้ LED กินกระแสประมาณ 80 mA การเพิ่มแรงดันไฟฟ้าเป็น 3.1V จะส่งผลให้ LED กินกระแสประมาณ 160 mA
ในแถบ LED 12V ที่ประกอบด้วย LED สามดวงและตัวต้านทานหนึ่งตัวต่ออนุกรม การจ่ายไฟ 11V แทน 12V จะช่วยลดแรงดันไฟฟ้าทั่วทั้ง LED แต่ละตัวลง 0.25V ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
ไฟ LED จะทำงานที่ 2.75V หรือไม่ ตามแผนภูมิด้านบน การดึงกระแสไฟคาดว่าจะลดลงจาก 120 mA ต่อ LED เป็นประมาณ 40 mA
แม้ว่าจะแสดงถึงการลดลงอย่างมาก แต่ LED ก็ยังทำงานได้อย่างเพียงพอ แม้ว่าจะมีระดับความสว่างลดลงอย่างมากก็ตาม
จะเกิดอะไรขึ้นถ้าเราจ่ายไฟเพียง 10V ถึง 12Vแถบ LED- ในกรณีนี้ เรากำลังลดแรงดันไฟฟ้าสำหรับ LED แต่ละอันลง 0.5V ตามแผนภูมิที่ 2.5V ไฟ LED จะดึงกระแสไฟน้อยที่สุด
 

ที่ระดับแรงดันไฟฟ้านี้ คุณอาจสังเกตเห็นอาการเป็นลมแถบ LED.

แรงดันไฟฟ้าทั้งหมดที่ต่ำกว่าความจุที่กำหนดของแถบ LED นั้นปลอดภัย เนื่องจากจะดึงกระแสไฟน้อยลงอย่างสม่ำเสมอ ซึ่งจะช่วยลดความเสี่ยงที่จะเกิดความเสียหายหรือความร้อนสูงเกินไป สถานะของระดับแรงดันไฟฟ้าเกิน 12V คืออะไร?
ให้เราตรวจสอบการจ่ายไฟ 12.8V ให้กับแถบ LED 12V ซึ่งจะเพิ่มแรงดันไฟฟ้าสำหรับ LED แต่ละตัวขึ้น 0.20V
ปัจจุบัน LED ทำงานที่ 3.2V ซึ่งแสดงการดึงกระแสไฟ 200 mA ตามที่ระบุในแผนภูมิ
พิกัดกระแสสูงสุดที่ระบุโดยผู้ผลิตคือ 200 mA การเกินระดับนี้อาจเป็นอันตรายต่อความสมบูรณ์ของ LED
สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่า LED แต่ละตัวมีพิกัดที่แตกต่างกัน และความแปรปรวนของการผลิตโดยธรรมชาติอาจส่งผลต่อช่วงแรงดันไฟฟ้าที่อนุญาตสำหรับแถบ LED เฉพาะ
เราได้แสดงให้เห็นว่าแถบ LED 12V เปลี่ยนจากปิดเป็นโอเวอร์ไดรฟ์ภายในช่วงแรงดันไฟฟ้าที่จำกัดที่ 10V ถึง 12.8V
แม้ว่าจะเป็นไปได้ที่จะจ่ายแรงดันไฟฟ้าที่เบี่ยงเบนไปจากพิกัดที่ระบุเล็กน้อย แต่จำเป็นต้องให้ความเอาใจใส่อย่างพิถีพิถันเพื่อป้องกันความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นกับ LED
 

เราจะหรี่แสงได้อย่างไรแถบ LED?

วิธีหนึ่งในการลดความสว่างของแถบ LED คือการลดแรงดันไฟฟ้าขาเข้าให้ต่ำกว่าระดับที่ระบุ ดังที่แสดงไว้ก่อนหน้านี้ ในความเป็นจริง อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังไม่ได้ผลในการลดแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุตในลักษณะนี้
เทคนิคที่เหมาะสมที่สุดเกี่ยวข้องกับการใช้ PWM (การปรับความกว้างพัลส์) โดยที่ LED จะถูกเปิดใช้งานและปิดใช้งานที่ความถี่สูง การปรับเปลี่ยนรอบการทำงานโดยการเปลี่ยนอัตราส่วนของเวลาที่เปิดต่อเวลาที่ปิดจะสามารถปรับความสว่างที่รับรู้ของเอาต์พุตแสงของแถบ LED ได้