Zasilanie diod świecących

Diody świecące zasilane są napięciem stałym co powoduje, że:

• należy zachować właściwą polaryzację (+ anoda, – katoda),
• wartość napięcia znamionowego jest różna i zmienia się wraz z rodzajem materiału diody,
• im większa częstotliwość (energia) emitowanego promieniowania tym większe wymagane wartości napięcia zasilającego

Diody powinny być zasilane ze stabilizowanych zasilaczy prądowych:

• ze względu na charakterystykę napięciowo-prądową gdzie niewielka zmiana napięcia powoduje dużą zmianę natężenia prądu (rys. 1),
• ze wzrostem temperatury zmniejsza się wartość napięcia przewodzenia diody co przy zachowaniu stałego napięcia zasilania może prowadzić do wzrostu prądu przewodzenia i przegrzania diody (rys. 2).

Rys. 1. Charakterystyki napięciowo prądowe diod świecących

Rys. 2. Napięcie przewodzenia Vf w funkcji temperatury otoczenia T (ambient temperature) (źródło: E. Fred Schubert).

Przy zasilaniu ze źródła napięciowego w szereg z diodą powinien być włączony rezystor który dostosowuje napięcie źródła do napięcia diody oraz zmniejsza zależność napięcia na diodzie od napięcia źródła zasilania (rys. 3). Rezystancję R tego rezystora można obliczyć ze wzoru:

R= (Us – Uf)/If

gdzie:

R – rezystancja rezystora szeregowego

Us – napięcie źródła

Uf – napięcie przewodzenia diody

If – prąd przewodzenia

Rys. 3. Schemat układu zasilania diody ze źródła napięciowego.

Wprowadzenie rezystora do obwodu nie jest rozwiązaniem korzystnym bowiem rezystor powoduje straty mocy coobniża skuteczność świetlną takiego układu.

Taśmy z diodami świecącymi najczęściej produkowane są z następujących diod:

• diody SMD 3528 zawierają jeden chip, prąd przewodzenia IF=20 mA, typowy strumień świetlny Φ=6 lm,
• diody SMD 5050, zawierają trzy chipy, prąd przewodzenia IF=60 mA, typowy strumień świetlny Φ=15 lm.

Rys. 4. Schemat układu zasilania taśmy z diodami świecącymi

Poniżej przedstawiono przykładowe obliczenia dla taśm z diodami świecącymi.

Obliczenie rezystancji (dla SMD 5050):

Obliczenie skuteczności świetlnej:

Gdy pominąć straty mocy na rezystorze:

Z powyższych obliczeń wynika, że wprowadzenie rezystora zmniejsza skuteczność świetlną. Taśmy diodowe mają jednak następujące zalety:

• możliwość przycinania do pożądanej długości,
• niewielkie rozmiary,
• możliwość łatwego montażu.

Taśmy słabej jakości, które zawierają nieselekcjonowane lub źle selekcjonowane diody mogą sprawiać wiele problemów. Diody selekcjonuje się w zakresie parametrów fotometrycznych (strumień świetlny), kolorymetrycznych(współrzędne barwy) i elektrycznych (napięcie przewodzenia). Rozważając problem zasilania diod należy wziąć pod uwagę selekcjonowanie napięcia przewodzenia UF. Jeżeli na taśmie zostaną zamontowane diody o różnych wartościach uwagę selekcjonowanie napięcia przewodzenia UF. Jeżeli na taśmie zostaną zamontowane diody o różnych wartościach napięcia przewodzenia to w poszczególnych odcinkach taśmy może w związku z tym płynąć prąd IF o różnym natężeniu. Może to spowodować powstanie następujących problemów:

• poszczególne diody mogą mieć różną jaskrawość,
• poszczególne odcinki będą miały różną temperaturę.

Występowanie różnej temperatury diod spowoduje, że:

• diody będą miały różne wartości strumienia,
• diody o wyższej temperaturze będą podlegały szybszemu starzeniu co skutkuje szybszym spadkiem strumienia świetlnego.

Biorąc powyższe pod uwagę należy kupować taśmy dobrej jakości u sprawdzonych dostawców.