Форум «светодиоды и светодиодное освещение»

В рабочих режимах ток экспоненциально зависит от напряжения и незначительные изменения напряжения приводят к большим изменениям тока. Поскольку световой выход прямо пропорционален току, то и яркость светодиода оказывается нестабильной. Поэтому ток необходимо стабилизировать. Кроме того, если ток превысит допустимый предел, то перегрев светодиода может привести к его ускоренному старению.

Сгорит он просто - не успев состариться.

Да уж, это вам не шишки-пышки. Опыт чувствуется, похоже lumen спалил не один светодиод  ;D

Было разочек. При измерении тока через светодиод 3 Вт пробился у нутрях защитый стабилитрон. И хрен знает почему. Может импульс напряжения (может индукционный выброс обратной полярности) был большой может светодиод не качественный. Наука об этом умалчивает.

А как узнать угол свечения диода,купил их а кто страна производитель и каков угол определить не могу ,а диоды 5 мм. и вроде светят ярко.А с током я так думаю у них у всех не выше 20 ма не поднимать.

Про яркость, углы, измерения всяческие и т.п. - читать статью про параметры светодиодов (http://www.bright-leds.ru/page-led_calculator.html).

Alex, уважаемый, у меня такой вопрос - Каким образом происходит стабилизация тока в конверторе, посредством стабилизации напряжения? И еще перечитал весь форум но так и не выяснил зачем нужен конвертор в фонарике ведь там идет стандартное напряжение 1.5 вольт? Извиняюсь если вопросы покажутся нелепыми, новичок я в этом деле.

зы. Когда-то учился на телемастера в далеком 92 году и с тех пор ни одного дня не работал по специальности.

И еще по поводу первого моего вопроса - напряжение задается источником питания, а ток зависит от толщины провода так ли это?

Зы. Не получается редактировать своё сообщение.

Ерлан, как бы попроще объяснить…

Если посмотреть на ВАХ светодиода, то становится очевидно, что напряжение на него подавать нельзя. Либо он будет закрыт, либо сгорит. То есть на светодиоде, конечно, падает напряжение в результате протекания тока, но подавать напряжение на него нельзя - произойдет КЗ.
В общем, светодиод управляется током, а не напряжением.  Т.е. между батареей и светодиодом должно быть некое устройство, задающее ток для светодиода (резистор, например). Но если напряжение батареи 1.5В, то ток задать не получится, поскольку светодиод будет закрыт (на белых светодиодах падает 2.8-3.8В в рабочем режиме). Вот почему необходим преобразователь. Энергия батареи накапливается в дросселе преобразователя в нужном количестве, а затем поступает в светодиод. Светодиод преобразует энергию в свет. Управляет всем процессом  драйвер – интегральная схема, формирующая импульсы закачиваемой в дроссель энергии требуемой частоты и длительности.

Воспользуйтесь поиском по слову "драйвер", тут товарищ один сайт свой рекламировал, у него там все написано про драйверы.

Спасибо  за понятный  ответ.
 
Перед тем как задал Вам вопрос, взял да и разобрал светодиодный фонарик китайского производства. Есть такой где в прозрачном корпусе намотана катушка и внутри нее катается металлический цилиндрик. Типа фонарик без батареек, потряс им и светишь. На поверку оказалась что проводки от этой катушки никуда не идут (китайская хитрость). А плата с микросхемой оказалась вообще  бутафорией - просто плата с дорожками (китайская хитрость 2). Там просто четыре батарейки от наручных часов, соединенных последовательно, и светодиод с кнопкой.

А что вы скажете на следующую схему Стаб.I для сверхярких?
http://invent-systems.narod.ru/LM317.htm

Обычный линейный стабилизатор тока на популярной, но не самой лучшей микросхеме. Вообще, для мощных светодиодов линейная и резистивная стабилизация не применяется по очень простой причине – дешевле и проще сделать импульсный стабилизатор тока, чем отвести тепло и при этом уложится в габариты при других типах стабилизаторов (и это еще в случае, когда КПД не имеет значения  ;)).

Понятно. Я так чувствую, что моя задумка плавно подходит к крайности: купить готовое решение на "сверхъярких светодиодах" с "правильным" стабилизатором. :)
А так хотелось "вспомнить молодость", когда все собиралось из отдельных деталей. И они даже работали. Целые компьютеры. РК-86 "Роль" "Синклер" кто сейчас это помнит. ;)
Поскольку, у меня автомобильное решение, а не "портативное", то вопросы отвода тепла, габаритов и КПД не особенно актуальны.

Всегда актуальны. Не отведете тепло от линейного стабилизатора - получите его тепловой пробой (встроенная защита не всегда успевает срабатывать при большой мощности рассеивания) и, если нет внешней защиты от превышения тока, погорят светодиоды. Современные низковольтовые импульсные стабилизаторы тока собираются из небольшого кол-ва элементов, но плата потребуется заводская, поэтому, в Вашем случае, гораздо дешевле будет приобрести готовый серийный стабилизатор. Удовольствие от процесса, конечно, сократится: примерно как вместо сборки "Синклера" собрать ЕС-18-41.  ;)

Вчера проверил. По схеме регулятора тока на 317, сам стабилизатор на радиаторе почти не греется (12-7-1.2=3.8В), чуть тепленький - нормально, даже с учетом того, что будет не 12В, а 14 небольшого радиатора 3*4*2 ему вполне хватает. А вот LCD даже на радиаторе нагрелись ощутимо. Тут мне сложно оценить это их норма или надо больше радиатор. Как оценить (+-локоть) эффективность радиатора? Или расчитать?
ЗЫ. Чукча уже давно не радиолюбитель и максимум, что он сейчас может это спаять 3-4 детальки в кучку. ;)
ЗЗЫ. "Вчера после непродолжительных работ пала смертью храбрых LM317" Отломанная нога под корень чуть не испортила вечерний эксперимент. :)

Именно для таких приделов:  ;D
При температуре воздуха +25, температура на "звезде" в точке, максимально близкой к основанию светодиода +50...60 (крайний придел наступает при температуре в этой точке в районе +80).
Если температура в норме, но хотите понизить температуру радиатора, то
1. Возьмите с большей толщиной монтажной пластины.
2. Возьмите с большей площадью поверхности.
  Как оценить "на пальцах", я где-то на форуме писал, для расчета, существуют формулы, в которые подставляются данные и КОНСТАНТЫ из таблиц, зависящие, в том числе, от ориентации радиатора в пространстве. Все есть в литературе. ;)

Т.е. если есть гарантированно-хороший теплоконтакт с радиатором и радиатор не нагревается выше 50-60, то можно быть спокойным?
О! У меня на бортовом компе (Мультитроникс) есть выносной датчик температуры. Т.к. он мне не нужен, то может его подклеить к радиатору и буду контролировать свои "фары". :)

Обязательное условие.   :)
Маленькая поправка - не радиатор, а точка, максимально близкая к тепловому контакту светодиода, другие точки радиатора будут холоднее.
Замечательная идея! Потом можно будет заменить датчик и сделать автомат отключения или ШИМ ограничитель мощности при перегреве.  ;)

В таких случаях у меня любимая присказка: "И тут Остапа понесло..." :)

    :D

В данном случае, "И тут Остап начал подначивать..." :)

схемкой кто-нибудь поделится?

Базовые схемы и данные для расчета приводятся в документации на микросхемы (пример по ссылке, PDF слишком большой (http://www.terraelectronica.ru/pdf/ST/ST1S10.pdf)). Разница между стабилизатором напряжения и стабилизатором тока, в том, по какому параметру осуществляется контроль, соответственно, контрольная цепь для стабилизатора тока заменяется на цепь, основанную на датчике тока (простейший вариант - резистор между FB и землей).
Все дополнительные элементы, которые добавляются в обвязку, служат для повышения КПД, увеличения стабильности работы при колебаниях входного/выходного напряжений, температуры воздуха/микросхемы. Если особых требований нет, то вполне можно обойтись "базовым" вариантом, хотя, безусловно, для получения действительно хороших и стабильных результатов работы базовых схем не достаточно.

Alex,мне всегда казалось, что вовсе не ВАХ светодиода, и даже не разброс его параметров вынуждают применять источник тока. По-моему, основной причиной является естественное требование стабилизации мощности, выделяющейся на светодиоде. При небольшом росте мощности на светодиоде, его динамическое сопротивление R (отношение U к I в данной точке ВАХ) снижается, как и почти у всех полупроводниковых приборов. Следовательно, если стабилизировать напряжение, ток тоже возрастёт, а значит и мощность ещё больше увеличится, получился порочный круг, приводящий к перегреву светодиода. Очень эффективный теплоотвод может замедлить или остановить этот процеесс, но это нерационально. А при стабилизации тока, в вышеописанной ситуации, мощность тоже будет стабилизироваться, так как P = I*I*R. Кстати, думаю именно поэтому лампы накаливания питают от источника напряжения, так как у них всё наоборот.Прав я или нет?

qwerty

Именно ВАХ светодиода определяет его способ питания. Но вы правы в том, что целью проектировщиков является именно стабилизация расчетной мощности светодиодов в проекте. Обычно этому предшествует тепловое моделирование.
Вы обозначили два процесса:

1. Тепловой разгон (thermal runaway), когда в результате повышения температуры происходит падение прямого напряжения на светодиодах -  а значит повышение напряжения на резисторе, т.е. рост тока и т.д. и т.п. Пока система не войдет в термодинамическое равновесие (если войдет, а светодиоды не сгорят). Резистивная схема питания. Однако просто и не дорого.

2. Стабилизация тока. Стабильный тепловой режим. Применяется в серийно производимых модулях и светильниках. Часто применяют схемы питания с отрицательным тепловым сопротивлением – чем больше температура, тем меньше ток. Но и здесь существует масса плюсов и минусов. Обсуждение долгое...

Согласен с вашим предыдущим постом, кроме первого предложения.

Остаётся пока непонятным почему именно ВАХ. Если предположить, что именно ВАХ определяет способ питания (источник напряжения vs источник тока), то тогда, сменив её на другую (логарифмическую ;D, линейную, или какую-то ещё), мы бы смогли отказаться от источника тока (резистор, с источником напряжения есть тоже источник тока) в пользу источника напряжения. Однако, мы не сможем этого сделать из-за оставшейся проблемы теплового разгона светодиода. А вот сменив "ТКС" светодиода на противоположный, мы бы смогли запитать его от источника напряжения при любой его ВАХ. Просто при большей её крутизне пришлось бы брать более стабильный и точный источник напряжения.
Если я что-то не учёл, прошу поправить.

Именно ВАХ определяет способ питания нагрузки. Если у нас линейная нагрузка – подаем напряжение, снимаем требуемую мощность. Если газоразрядные лампы – значит специфическое управление – требуется «разжигать» при старте, и никак не по-другому. Мы также не можем менять по нашему желанию «врожденные» свойства полупроводников. Подвижность носителей растет с повышением температуры. Температурный коэффициент V_F (мВ/°С) около -2. ВАХ диодов (экспоненту) – также никакими медитациями не изменить.
Далее, производитель поставляет светодиодные кристаллы, в определенных бинах. Деньги платятся за излучаемую мощность (т.е. этот бин единственный), можно получить на выбор ту или иную пиковую длину волны (в определенных пределах), но с разбросом напряжения ничего поделать нельзя – производители предлагают принять кристаллы в партии, имеющие разброс V_F ~3.0-3.5В (иногда меньший диапазон 3.0-3.3В, скажем).
Этот разброс бинуется, естественно. Но проектировщик светодиодных приборов должен быть уверен – какого-то одного определенного падения напряжения он не получит никогда, разброс будет всегда, причем разный. Величина этого разброса такова, что питание напряжением полностью исключено. Даже резистивный способ задания тока не прост. В свои светодиодные линейки (http://www.bright-leds.ru/page-led_strips.html) мы устанавливаем резисторы согласно биновочной таблице по напряжению светодиодов. А вот прямой ток светодиодов – правильный параметр, стабилизация которого позволяет более-менее точно контролировать потребляемую и излучаемую мощность.

Практически не вижу в стабилизаторе тока ничего сложного. Привыкли же мы питать разные приборы стабилизированным напряжением?
Поездив полгода на машине с линейками мощных светодиодов и питая их напрямую от бортовой сети (там на линейках были резисторы) получил несколько выгоревших, несколько деградированных кристаллов. Может заводские браки, но скорее всего от того, что надо было бы питать от стабилизатора тока. Теперь светодиоды ставлю только со стабилизаторами, благо их полно на разные токи и они дешевы.