Световая эффективность светодиодов намного выше, чем у ламп накаливания. Например, выходная мощность типичного белого светодиода мощностью 1Вт составляет 50лм / Вт и более, в то время как лампа накаливания мощностью 60Вт - всего 15лм / Вт. Основной проблемой, с которой сталкиваются при их использовании, является источник питания.
В случае диодов малой мощности проблем нет, поскольку диод питается через резистор, ограничивающего ток до безопасного значения. Для светодиодов питания использование резистора, ограничивающего ток, неэффективно, потому что он должен иметь мощность в несколько ватт, иметь значительные размеры и сильно нагреваться во время работы, снижая энергоэффективность источника света.
Лучшее решение этой проблемы — использовать источник питания. Интенсивность излучаемого света пропорциональна интенсивности тока, поэтому производители диодов связывают свои характеристики с определенным прямым током IF, а не с прямым напряжением VF. Поскольку для питания светодиодов необходим высокоэффективный источник питания с малыми потерями, лучшим таким источником является стабилизатор, примером такого импульсного стабилизатора является интегральная микросхема PT4115.
Преимущества используемой микросхемы включает ее высокую эффективность, достигающую 97%, небольшое количество внешних компонентов, простую настройку выходного тока, питающего светодиод, определяемый резисторами, возможность диммирования с помощью сигнала напряжения или ШИМ.
Микросхема имеет защиту от перегрева, короткого замыкания или размыкания клемм, к которым подключены светодиоды. Принципиальная схема источника питания показана на рисунке.
Входное напряжение составляет 8 ... 30В и подключено к разъему X1 / J1. Следует помнить, что напряжение, подаваемое на модуль, как минимум на 3,5 В выше, чем падение напряжения на последовательно соединенных светодиодах. Максимальный ток, стабилизированный интегральной микросхемой, составляет около 1,2 А.
В таблице перечислены индуктивности для дросселей, рекомендуемых для данного тока светодиода.
Ток насыщения дросселя должен быть выше номинального тока нагрузки. Интенсивность тока должна быть установлена с помощью резисторов R1 ... R4 с сопротивлением 0,3ом или 0,1ом. Резисторы R1 ... R3 подключены параллельно. Резистор R4 подключен к ним последовательно. Чтобы рассчитать сопротивление, вы можете использовать формулу, приведенную в документации или взять из таблицы.
Яркость светодиода регулируется с помощью точки DIMM в разъеме X1 / J1. На этот вход может подаваться постоянное напряжение в диапазоне 0,5 ... 2,5В, но общепринятым способом регулирования интенсивности света является ШИМ. Линейное изменение света используется в тех случаях, когда в результате изменения постоянного тока считается допустимым. Печатная плата устройства показана на рисунке.
Все это собрано на двусторонней печатной плате размером 25 мм × 33 мм. Сборка типичная и не должна вызвать каких-либо проблем, только обратите особое внимание на полярность подключения элементов и на наличие коротких замыканий. При питании светодиодов мощностью 3Вт и выше стоит предусмотреть радиатор, чтобы отводить избыточное тепло.
