Konstante Spannung vs. Konstantstrom-LED-Treiber

Bei so vielen verfügbaren Optionen kann die Auswahl eines geeigneten LED-Treibers manchmal überwältigend sein. Aber Sie müssen sich ab jetzt keine Sorgen mehr machen, denn hier in diesem Artikel werden wir alle Aspekte von LED-Treibern besprechen, die Sie berücksichtigen müssen, bevor Sie eine Wahl treffen. Wir besprechen LED-Treiber mit konstantem Strom (CC) und konstanter Spannung (CV), warum und wann Sie sie brauchen, und einige Vor- und Nachteile.

Was ist ein LED-Treiber?

Bevor Sie sich unserem Hauptthema zuwenden, sollten Sie wissen, dass ein LED-Treiber ein Gerät ist, das den Stromfluss durch Ihre LEDs reguliert. Alle Treiber sind entweder Konstantspannung (CV) oder Konstantstrom (CC) oder beides. Es stellt sich die Frage, welchen der Treiber benötigen Sie? Die einfache Antwort lautet, dass dies hauptsächlich von der LED-Leuchte, Ihrer potenziellen Anwendung und anderen Faktoren abhängt, die wir später besprechen werden.

Was sind die Eigenschaften von LEDs?

LEDs sind heutzutage die bedeutendste Lichtquelle. Die LEDs sind Halbleiterdioden, die gebildet werden, indem zwei leicht unterschiedliche Materialien zusammengebracht werden, um einen PN-Übergang zu schaffen. Sie sind Löcher vom P-Typ mit einer überschüssigen positiven Ladung und Elektronen vom N-Typ mit einer zusätzlichen negativen Ladung. Er ist typischerweise als PN-Übergang bekannt und erzeugt Licht, wenn Gleichstrom angelegt wird.

Wie alle anderen Halbleiter lassen LEDs Strom durch, blockieren aber den Stromfluss in umgekehrter Reihenfolge. LED erzeugt Licht, wenn elektrischer Strom von einer Anode (+) zu einer Kathode (-) durch sie fließt.

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LED V-I-Charakteristik

Wie herkömmliche PN-Sperrschicht-Dioden sind auch LEDs mit ihrer Durchlassspannung stromabhängig. Wir können es so ausdrücken, dass kleine Änderungen der Durchlassspannung zu erheblichen Änderungen des Durchlassstroms führen. Normalerweise haben LEDs eine Durchlassspannung (V_f) von 2–3,5 V bei einem Durchlassstrom von 10–200 mA. Wir können sehen, dass eine geringfügige Spannungsänderung zu einer großen Änderung des Durchlassstroms führt.

LED-Temperaturkoeffizient

Bis jetzt gibt es immer noch viele Leute, die denken, dass, sobald die LED-Spannung fest ist, auch der Strom fest ist, sodass die Verwendung von konstanter Spannung oder konstantem Strom dasselbe ist. Tatsächlich sind die Volt-Ampere (V-I)-Eigenschaften von LEDs nicht festgelegt, sondern ändern sich mit der Temperatur. Die Spannung ist also fest, der Strom ist nicht fest, sondern ändert sich mit der Temperatur. Dies liegt daran, dass die LED eine Diode ist und ihre Volt-Ampere-Kennlinie einen negativen Temperaturkoeffizienten hat.

Temperaturkoeffizient, normalerweise -2mV/Grad (-1,5—2,5mV/°C), dh mit steigender Temperatur verschiebt sich seine Volt-Ampere-Kennlinie nach links.

Es gibt 3 Kurven im Bild oben, sie repräsentieren unterschiedliche LED-Charaktere bei unterschiedlichen Temperaturen. Bei gleicher Spannung von 3,3 V betragen die Ströme 8 mA, 20 mA und 37 mA bei unterschiedlichen Temperaturen.

Die beiden oben genannten Eigenschaften haben also einen Einfluss darauf, wie wir LED-Treiber für die LEDs auswählen. Lesen Sie weiter und Sie werden die Antwort finden.

Was ist ein Konstantstrom-LED-Treiber?

Ein Konstantstrom-LED-Treiber ändert die Spannung im gesamten Stromkreis, um den kontinuierlichen Stromfluss aufrechtzuerhalten. Um es einfacher zu machen, können Sie sagen, dass ein Konstantstrom-LED-Treiber einen festen Ausgangsstrom und eine variable Ausgangsspannung hat. LEDs, die für den Betrieb mit Konstantstromtreibern ausgelegt sind, benötigen eine bestimmte Strommenge, um ordnungsgemäß zu funktionieren.

Diese Arten von Treibern halten den Strom in der gesamten LED-Installation konstant, indem sie den Spannungswert schwanken. Das LED-Licht wird mit dem höheren Stromfluss heller, aber wenn der Stromfluss nicht reguliert wird, führt dies zum Durchbrennen der LED. Dieses thermische Durchgehen verringert die LED-Lebensdauer und ihre Qualität. Aus diesem Grund sind Konstantstromtreiber für eine LED so entscheidend.

Aus dem Wert des LED-Temperaturkoeffizienten haben wir gelernt, dass es besser ist, einen LED-Treiber mit festem Strom zu verwenden, um das Problem des Temperaturanstiegs zu überwinden.

Wann benötigen Sie einen Konstantstrom-LED-Treiber?

Konstantstromtreiber werden hauptsächlich bei LED-Leuchten verwendet, die nach dem „Direct Drive“-Antriebsverfahren hergestellt werden. Direct Drive bedeutet, dass „der Stromausgang eines LED-Treibers die LED-Schaltung direkt mit Strom versorgt“.

Dieses Verfahren hat eine hohe Effizienz und geringe Komplexität.

Konstantstrom-LED-Treiber sind die beste Wahl für Sie, wenn Sie Ihre Leuchte bauen oder dramatisch mit Hochleistungs-LEDs arbeiten. Diese Treiber können mit einer einzelnen Glühbirne oder in einer Reihe von LEDs in einer Reihe verwendet werden.

Weiter unten in diesem Artikel sehen Sie eine detaillierte Tabelle zur Verwendung von CC- und CV-Treibern.

Die Wahl Ihres LED-Treibers hängt stark vom Verwendungszweck ab.

• Wenn Sie beabsichtigen, es für die Beleuchtung zu verwenden, sind CC-Treiber die beste Wahl, da sie eine konstante Steuerung von Helligkeit und Lichtqualität ermöglichen.
• Mit CC kann das System des Fahrers einfach auf das effiziente Arbeiten einer LED abgestimmt werden.
• Konstantstromtreiber werden typischerweise für Hintergrundbeleuchtung, kommerzielle LED-Displays und LED-Schilder verwendet.
• Eine detaillierte Ansicht der Anwendung finden Sie in der folgenden Tabelle.

Was ist ein Konstantspannungs-LED-Treiber?

Konstantspannungs-LED-Treiber sind die Netzteile. Die gebräuchlichsten Netzteile sind 12 VDC oder 24 VDC. Diese Treiber sind für eine einzelne Gleichstrom-Ausgangsspannung ausgelegt. Eine LED-Leuchte, die nach dem Konzept der Konstantspannung hergestellt wird, benötigt eine bestimmte Spannung, um effektiv zu funktionieren.

Bei diesen LED-Geräten mit eingebautem Strombegrenzer oder -regler ist die Spannung fest, während der vom Konstantspannungstreiber bereitgestellte Strom variieren kann, da die LED-Leuchten permanent parallel verdrahtet sind. Beispielsweise benötigen zwei Lichter doppelt so viel Strom wie ein Licht und so weiter.

Kann ich Konstantspannungs-LED-Treiber für jede LED direkt verwenden?

Nein, das können Sie nicht. Mit steigender Temperatur verschiebt sich seine Volt-Ampere-Kennlinie nach links. Wenn die angelegte Spannung konstant ist, wird der Strom offensichtlich ansteigen. Der Wirkungsgrad der LED selbst ist sehr gering und der Temperaturanstieg sehr hoch. Wenn die Wärmeableitung nach dem Einschalten nicht gut ist, kann die Temperatur leicht auf über acht oder neunzig Grad ansteigen.

Unter der Annahme, dass eine 3,3-V-Konstantspannungsquelle verwendet wird, um bei Raumtemperatur mit 20 mA zu arbeiten, und wenn die Temperatur auf 85 Grad ansteigt, steigt der Strom auf 35-37 mA und seine Helligkeit nimmt nicht zu. Die Erhöhung des Stroms erhöht nur die Temperatur, was die Lichtdämpfung erhöht und die Lebensdauer verkürzt.

Und wenn Sie eine Konstantspannungsquelle anstelle einer Konstantstromquelle verwenden, wenn Sie bei 20 mA bei Raumtemperatur arbeiten und -40 Grad erreichen, wird der Strom auf 8-10 mA reduziert und die Helligkeit wird reduziert.
Bei 1-W-Hochleistungs-LED-Chips ist die Situation die gleiche, und aufgrund der hohen Leistung ist die Wärmeableitung schwieriger und das Problem des Temperaturanstiegs schwerwiegender. Es kann gesagt werden, dass neben dem Problem der Wärmeableitung die Verwendung einer Stromversorgung mit konstanter Spannung die Hauptursache für den Lichtabfall ist. Daher ist die Verwendung einer Konstantspannungsversorgung für LED grundsätzlich verboten.

Wie kann dieses Problem behoben werden?

Fügen Sie Strombegrenzungswiderstände in die Schaltung ein. Denn wenn das LED-Setup eine konstante Stromquelle hat, hält der CC-Treiber den Stromfluss im System konstant, selbst wenn die Temperatur mit dem Anstieg des Spannungswerts ansteigt. Dieser Treiber verhindert eine Übersteuerung der LED und ein thermisches Durchgehen, wodurch die Lebensdauer der LED verlängert wird.

Wann benötigen Sie einen Konstantspannungs-LED-Treiber?

Sie können Konstantspannungs-LED-Treiber verwenden, um mehrere parallel verdrahtete LEDs wie LED-Streifen zu betreiben. Konstantspannungstreiber sind die beste Installationsoption, wenn Sie die beste Effizienz und Langlebigkeit Ihrer LED benötigen.

Um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen, werden LEDs normalerweise zusammen in Parallelschaltungen und Reihenschaltungen verwendet. Die Lichtdesigner und -hersteller haben viele LED-Produkte auf den Markt gebracht, die bereits in LED-Seil, LED-Leiste, LED-Streifen konfektioniert sind. Um die konstante Spannung zu gewährleisten, haben die Hersteller bestätigt, dass der Strombegrenzungswiderstand mit jedem Streifen übereinstimmt, sodass die LED-Streifen weniger anfällig für Schwankungen der LED-Spannung sind.

Das obige Bild ist eine Schaltung von LED-Streifen. Wir können sehen, dass es einen Strombegrenzungswiderstand in der Schaltung gibt. Diese Art von Design ist für CV-LED-Treiber geeignet. Denn wenn wir einige Teile von LED-Streifen abschneiden, funktioniert es immer noch, weil sich die Spannung an jedem String nicht ändert.

Hier kommt also die Antwort auf die obige Frage: Wenn wir CC-LED-Treiber für LED-Streifen verwenden. Let’s say we use a 700mA LED driver, and then each string will get 100mA. Nehmen wir an, wir verwenden einen 700-mA-LED-Treiber, und dann erhält jede Zeichenfolge 100 mA.mA. Diese hohe Stromstärke führt zu Schäden an den LED-Leuchten, daher ist es besser, in LED-Streifen/-Strings einen LED-Treiber mit konstanter Spannung zu verwenden.

Wenn also LED-Streifen/-Strings gebaut werden, benötigen sie normalerweise eine statische Spannung, um weiter zu laufen. Wenn Sie also wissen, dass Ihr LED-Streifen mit 12 VDC betrieben wird, machen Sie sich keine Sorgen, denn die eingebaute Schaltung regelt bereits den Strom. Sie benötigen nur einen CV-LED-Treiber mit 12 VDC-Wert.

Konstantspannungs-LED-Treiberanwendung

• Diese können verwendet werden, um mehrere parallele Lichter, wie LED-Strings und LED-Streifen, zu betreiben. Der Spannungsausgang muss jedoch die Spannungsanforderungen der gesamten LED-Streifen für ein effizientes Arbeiten erfüllen.
• Wie in der obigen Tabelle erwähnt, werden Konstantspannungs-LED-Treiber hauptsächlich in der Straßenbeleuchtung, beweglichen Schildern in Lebensmittelgeschäften, Krankenhäusern, Kliniken und vielen anderen Orten verwendet.

Um diese lange Diskussion voranzutreiben und zusammenzufassen, hier ein kleiner Vergleich von CC- und CV-Treibern.

Willst du es später lesen?

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Vor- und Nachteile von Konstantspannung:

Konstantstrom Vor- und Nachteile:

Welche Art von LED-Treiber benötigen Sie?

Um den besten LED-Treiber für Ihren Bedarf auszuwählen, müssen Sie die folgenden Kriterien berücksichtigen.

• Anwendung des LED-Treibers.
• LED-Spannung und -Strom.
• Effizienz oder einfache Installation.
• Überprüfen Sie, ob der ausgewählte LED-Treiber die Sicherheits- und Energieeffizienzstandards erfüllt.

Beispielsweise reichen für eine kleine LED-Anwendung Konstantspannungs-LED-Treiber aus. Aber wenn die Anzahl der LED-Strings zunimmt, verwendet, um den Stromfluss zu verwalten, die besten Ergebnisse. An dieser Stelle benötigen Sie Konstantstrom-LED-Treiber.

Wir haben auch einen ausführlicheren Artikel, der Ihnen zeigt, wie man LED-Treiber auswählt. Wenn Sie Interesse haben, können Sie einen Blick darauf werfen.

Zusammenfassung

Wir alle wissen, dass LEDs mit Konstantstrom betriebene Geräte sind. Aber wir können NICHT entscheiden, dass eine LED IMMER einen Konstantstromtreiber benötigt, da in einigen Fällen eine Konstantspannungsversorgung die beste Option ist, wie wir oben besprochen haben. Zur Vereinfachung haben wir Konstantstrom-LED-Treiber mit Konstantspannungs-LED-Treibern verglichen, um die beste Wahl für Sie zu treffen.

Eine gute Wahl dieser Treiber ist für Ihr LED-System von entscheidender Bedeutung, da sie die erforderliche Leistung für die LED bereitstellen und regulieren. Sie stellen auch sicher, dass das System sicher und konstant arbeitet.

CC- und CV-Treiber von uPowerTek:

uPowerTek bietet auch weltweit zertifizierte, erprobte und qualitativ hochwertige Konstantspannungs- und Konstantstrom-LED-Treiber. Im Februar 2021 hat uPowerTek seine neue LED-Treiberserie mit 1000 W Konstantstrom und 800 W Konstantspannung angekündigt. Diese Produkte werden unter Berücksichtigung der Verbrauchersicherheit, der nationalen Sicherheit und des Produktqualitätsmanagements hergestellt.

Hier stellt sich die Frage, warum uPowerTek? Als Mitglieder der Digital Illumination Interface Alliance (DiiA) hat uPowerTek immer Qualität und Zuverlässigkeit als Priorität und schafft auch weiterhin Mehrwerte für Kunden, indem es kontinuierlich neue Produkte wie NFC-programmierbare Treiber und Hochleistungs-Wachstumslichttreiber einführt.