В этой статье мы с вами рассмотрим, как сделать ленточный фундамент своими...
Естественно вы понимаете, что конструктивное исполнение данного светодиода не предназначенно для рассеивания такой большой мощности. В ходе экспериментов уже пол ватта вызывало небольшой нагрев корпуса.
Технические параметры светодиода Cree XM-L-H указанные на сайте.
XMLAWT-0-1A0-T60-00-0001
- 1000-Lumen ultra bright white light output
- Working voltage: 3.0~3.5V
- Working current: 3000mA
- Aluminum plate: 20mm
Прежде всего снимем вольт-амперную характеристику указанного LED прибора и занесём результаты в таблицу.
| Напряжение на светодиоде | 2,3 | 2,4 | 2,5 | 2,57 | 2,63 | 2,72 | 2,81 | 2,95 3,1 |
| Ток светодиода, мА | 1 | 10 | 50 | 100 | 250 | 500 | 1000 | 2000 3000
|
Как видим крутизна ВАХ довольно велика, и небольшое отклонение напряжения в пределах 0,1В сразу приводит к резкому изменению тока потребления. А учитывая, что рабочий ток доходит до 3-х ампер - использование гасящего резистора для стабилизации тока отпадает. Ведь для нормального питания данного на 10 вт допустим от аккумулятора автомобиля 12В, пришлось бы установить резистор на 3 Ома мощностью 35 ватт!
Так что в данном случае, использование специального преобразователя-драйвера безальтернативно. Тем более цена его в пределах 2-4уе.
А теперь испытаем светодиод в поединке с лампочкой накаливания 220В 60Вт. На фотографиях ниже показаны варианты освещения с обеими источниками света.
Только светодиод на 10 ватт
Только лампа накаливания на 60 ватт
Выводы делайте сами. Конечно светодиод проигрывает по цветовой температуре (всё-таки 6000К), но по яркости на ватт потребляемой мощности он в несколько раз превзошёл соперника.
Ещё одна хорошая особенность - очень широкий угол света, почти 170 градусов. Прошла эпоха светодиодов с линзочками, теперь для получения нормального освещения не требуется даже рефлектор. Конструкция светоизлучателя LED прибора такова, что свет испускается равномерно по всей полусфере.
Представляется интересным использовать данный 10-ти ваттный либо в мощном светодиодном фонарике (что и было сделано), либо вместе с LED драйвером в корпусе сгоревшей люминисцентной энергосберегающей лампы. Но не забывайте про достаточный теплоотвод - размеры радиатора должны быть не менее 10 кв. см.
О цене светодиода говорить не буду, так как снижение стоимости LED приборов происходит постоянно. Уточняйте в интернет магазинах. В следующих статьях мы проведём интересные эксперименты с мощнейшим светодиодом в несколько десятков ватт!
Обсудить статью 10 ВТ СВЕТОДИОДЫ
Resize
Мощность светодиодных ламп.
Осветительные приборы, существующие уже не одно столетие, постоянно совершенствуются.
Особенно это заметно в последнее десятилетие. Сначала на смену угольным лампам пришли лампы накаливания, потом появились люминесцентные лампы, а сегодня в нашу жизнь достаточно быстро проникают энергосберегающие и светодиодные лампы.
Какое качество светоотдачи у светодиодных ламп?
Светодиодные лампы появились сравнительно недавно, стоимость их все еще достаточно высока.
Однако их популярность постоянно возрастает благодаря их основному преимуществу – существенной экономии энергоресурсов.
Ведь при одинаковом энергопотреблении светодиодная лампа обеспечит световую отдачу практически в восемь раз выше, чем обычная лампа накаливания.
Так, светодиодная лампа 3 вт равна по светоотдаче лампе накаливания 25 вт, а светодиодная лампа 10 ватт эквивалент 80 ваттной лампе накаливания.
При этом развитие технологий все более приближает светодиодные лампы по качеству светового излучения к естественному свету.
Светодиоды как источники света.
Светодиодные лампы начали триумфально заменять ставшие уже привычными для многих люминесцентные энергосберегающие лампы.
Новые лампы на светодиодах представляют собой осветительные приборы, созданные с использованием источника светового излучения, построенного на абсолютно новых принципах, и обладающего намного лучшими качественными и световыми характеристиками.
Самые современные источники света, основанные на светодиодах, демонстрируют целый комплекс преимуществ перед своими предшественницами, среди которых увеличенная светоотдача, уменьшенное энергопотребление, более продолжительный срок службы, экологичность, высокая механическая и пожарная безопасность.
Единственным минусом на сегодняшний день представляется их довольно высокая стоимость. Помимо стоимости быстрому внедрению светодиодных ламп в быт несколько мешает и определенный консерватизм основной части людей.
Мощность светодиодных ламп, таблица сравнительных характеристик.
Преодоление сомнений выбора в пользу светодиодных ламп поможет сравнение различных типов ламп. Существует достаточно много сравнительных таблиц, после изучения которых, можно понять, что светодиодные лампы действительно дают больше света при меньшем потреблении электроэнергии (см. таблицу).
Так, светодиодная лампа 3 вт равна по световому излучению люминесцентной лампе 15 вт или лампе накаливания 25 вт, а светодиодная лампа 10 ватт эквивалент энергосберегающей лампы 50 ватт или обычной лампочки 80 ватт.
Мощность светодиодных ламп, таблица которой явно демонстрирует преимущество этих приборов обычно не превышает пятидесяти пяти ватт, однако световое излучение лампы такой мощности будет соответствовать почти четыреста пятидесяти ваттной лампочке накаливания. При этом выделение тепла будет на порядок меньше, а это значит, что светодиодные лампы обладают самым большим КПД среди существующих ламп.
Впрочем, необходимо обратить внимание на то, что все таблицы мощности светодиодных ламп и заполнены усредненными цифрами, которые могут несколько отличаться для каждого конкретного изделия.
Однако отличия эти не настолько большие, чтобы помешать сделать однозначный вывод о полном проигрыше традиционных, неэкономичных и морально устаревших лампочек.
Многие из вас видели разницу цен в отечественных и китайских интернет-магазинах на мощные светодиоды. Модель на 50W в Китае стоит 100руб, в России 500 руб. Внешне они похожи, энергопотребление одинаковое, отличий никаких не видно.
На самом деле есть много технических характеристик, которые используют китайцы для максимального удешевления LED. При этом очень сильно страдает и качество и параметры. Но для плохого и дешёвого диода не пишут реальные параметры, указывают от качественных LED. Обычно пишут те же стандартные 50.000ч. службы, такую же мощность. Будут рассмотрены только сверхъяркие светодиоды белого света на 100вт, 50вт, 30вт, 20вт, 10вт. Инфракрасные ИК, ультрафиолетовые УФ, RGB будут участвовать в отдельных обзорах и тестах.
- 1. Размер
- 2. Параметры сверхярких светодиодов
- 3. Характеристики от китайцев
- 4. Пример характеристик от Bridgelux
- 5. Цена
- 6. Разброс параметров
- 7. Материал основания
- 8. Проводники
- 9. Самые мощные
- 10. Линзы для оптики
Размер
Иногда продавец в спецификациях на светодиоды 10 вт, 20 вт, 30 вт, 50 вт, 100 вт пишет размер используемых кристаллов, в единицах «mil». Это единица измерения равная одной тысячной дюйма, или 0,0254 миллиметра. Чтобы проверить продавца на честность, можно измерить микрометром размеры кристаллов. Только требуется полная разборка с демонтажом силиконового покрытия, удалением слоя люминофора.
Светодиодные матрицы состоят из стандартных кристаллов на 1 ватт, которые ставятся с одноватники в корпусе Эмиттер. Стандартные габариты чипа 30*30mil и 45*45mil, в миллиметрах 0,762*0,762мм и 1,143*1,143мм. Номинальный ток 300мА.
Исключением является светодиод 10W, у него их 9 штук. Еще один приплюсовали маркетологи, для увеличения продаж.
Параметры сверхярких светодиодов
Чтобы удешевить стоимость, китайцы решили ставить на 10W, 20W, 30W, 50W, 100W кристаллы поменьше и похуже на 0,5W и 0,75W, для которых номинальный ток 150мА и 220мА. Для них 300мА будет слишком много, они будут сильно деградировать и греться. Хорошие кристаллы должны иметь размер от 30*30mil до 45*45mil.
Соответствие размеров и мощности:
- 1W = 45*45mil;
- 1W = 30*30mil;
- 0,75W = 24*40mil;
- 0,5W = 24*24mil.
- 0,5W = 20*20mil для SMD5730
Bridgelux, Epistar, Epileds
Характеристики от китайцев
Заботливый продавец на странице с товаром размещает таблицу с параметрами светодиодных матриц. Если эти данные не указаны, то покупать в этом месте не советую, может быть большой разброс в качестве.
В таблице для 24*24mil вы видите, что продавец указывает стандартную мощность 10вт, 20вт, 30вт, 50вт, 70вт, 100вт и количество установленных кристаллов. Внимательно смотрим на напряжение и силу тока. Для 100вт количество вольт 30-32В, Ампер 2-2,1А.
Вычисляем мощность для 24*24mil :
- минимальная 30В*2А = 60вт;
- максимальная 32В*2,1А = 67,2вт;
- то есть вместо обещанных 100вт, будет 60-65вт.
Значение в 60-65вт всё равно завышено, так как 1 чип на 0,5W, то реально там 50W, а продали нам его как 100вт. Кристаллы и так самые дешевые и самые плохие, поэтому любой разгон им противопоказан.
Вычисляем для 24*44mil:
- минимальная 30В * 2,850А = 85,5W;
- максимальная 32В * 3А = 96W;
- среднее будет 90W.
По таблице получили 90W, реально там 75W, завысили на 15W.
Посчитаем для 30*30 mil:
- минимум 32В * 2,8А = 89,6W
- максимум 34В * 3,5А = 119W
- среднее 105W
Размер 30*30mil обеспечивает обещанные технические характеристики. Такие же чипы ставятся в обычные качественные одноватники 1W с энергопотреблением 10вт, 20вт, 30вт, 50вт, 70вт, 100вт
Пример характеристик от Bridgelux
Покажу характеристики мощных светодиодных COB матриц от мировых производителей. Используйте эту таблицу для сравнения с бюджетными. Световой поток зависит от цветовой температуры, чем она выше, тем лучше эффективность Люмен на Ватт. Еще зависит от индекса цветопередачи, при CRI70 показатель светоотдачи до 128 лм/вт.
Разница по этим параметрам для одинаковой мощности, например 50W, получается:
- CRI90, 2700К, 50вт = 80 лм/вт;
- CRI70, 5600К, 50вт = 128 лм/вт;
- 128лм/вт — 80лм/вт = 48лм/вт разница, или 60%.
Цена
Осталось самое интересное, это цена таких изделий на 10W, 20W, 30W, 50W, 100W. Укажу цены в рублях, по которым покупал. Как вы видите цена отличается в 3-4 раза. Покупая дешевое барахло не надейтесь на чудо, что вам повезёт и попадется хороший. единственный способ длительной эксплуатации, это использование заниженного тока. Таким образом можно избежать активной деградации и лишнего нагрева.
| Энергопотребление | 24*24mil | 24*44mil | 30*30mil |
| 10W | 33 руб. | 20 руб. | 129 руб. |
| 20W | 78 | 63 | 226 |
| 30W | 98 | 82 | 278 |
| 50W | 131 | 107 | 302 |
| 70W | 150 | — | |
| 100W | 205 | 121р. | 453 |
Максимум такие чипы можно нагревать до 60° и это температура кристалла, а не корпуса. Критическая будет 70°. У мощных фирменных нагрев допустим до 110°, у самых качественных и дорогих до 150°.
Световой поток, конечно же у них прилично завышен, китаец обещает 100 лм/вт. Реально бывает от 60 до 80лм/вт. У качественного фирменного этот показатель 105-120 лм/вт.
Эту информацию можно использовать для возврата денег за товар. Вас обманули, если реальная мощность оказывается в 2 раза меньше. Открываем диспут на Aliexpress и просим возврат половины суммы. Две недели назад купил таких диодов на 2000 руб. скоро придут и буду просить возмещение ущерба за обман.
Разброс параметров
Дешевые светодиодные чипы на 10, 20, 50, 100 ватт могут иметь достаточно большие отличия по параметрам. Из-за этого часть чипов будет сильнее греться и деградировать, соответственно они быстрее выйдут из строя. Для проверки включите на очень малом токе, чтобы они немного светились. Визуально вы увидите, что некоторые кристаллы светят сильно, а другие плохо.
Материал основания
Для удешевления стоимости, китайцы в качестве материала основания используют алюминий или его сплавы. У качественных применяется медь, у которой лучше теплопроводность. Поэтому качественный мощный светодиод должен весит в 2-3 больше, чем дешевый.
Проводники
Для подключения кристаллов к контактам используют тонкие нити в количестве от 2 до 4 штук. И тут можно сэкономить, заменив 4 золотые нити на медные или уменьшив количество до 2 штук. Еще один вариант, это медная нитка покрытая золотом сверху, найти разницу очень сложно.
Они отвечают за силу тока, на которой диод может работать. Они делаются с запасом, чтобы выдерживать скачки напряжения и не перегорать. На бюджетных матрицах их меньше или они сделаны из меди.
Некоторые из вас уже сталкивались с подобным явлением на светодиодных габаритных лампах. Китайская лампочка со стабилизатором питания отработает меньше часов, чем лампа на фирменных диодах без стабилизатора. У фирменного качественные проводники, которые хорошо выдерживают скачки в автомобильной сети, которые бывают до 30В.
Самые мощные
Кроме распространённых на 10 вт, 20 вт, 30 вт, 50 вт, 100 вт бывают и самые мощные светодиоды на 150W, 300W, 500W. По результатам тестирования световой поток при наличии оптики на диоде 500 ватт плавит снег на расстоянии нескольких метров. Благодаря большому размеру установленных кристаллов, из них вылетают очень жирные и разогретые фотоны.
Линзы для оптики
При изготовлении светодиодных прожекторов и светильников самое сложное это найти подходящий корпус, который будет фокусировать, защищать, охлаждать. Обычно в наличии бывает радиатор и драйвер, как основа конструкции. Один из самых простых способов закрыть мощный светодиод и сфокусировать его световой поток, это установка линзы-коллиматора. Комплект состоит из хромированной рамки, отражателя и линзы. Фокусирование света может быть от 5° до 90°. Достаточно закрепить светодиод на любом радиаторе и закрыть его сверху. Он будет полностью защищен от внешних воздействий, вдруг вороны выклюют его.
В данной теме я расскажу и покажу вам о преимуществах питания светодиодов на 10 ватт 12 вольт, от всеми известного DC- DC понижающего преобразователя.
DC- DC — это означает, что преобразователь преобразует постоянное напряжение в постоянное, а выше оно или ниже обозначается UP — повышающий DoWN- понижающий.
Преобразователи достаточно универсальные и могут служить как питающим устройством с регулировкой по напряжению, так и зарядным устройством.
В данной теме речь пойдет о светодиодах с понижающим преобразователем. Спешу отметить, что применяя данные преобразователи мы снижаем также потребление севетодиодов от аккумулятора или источников питания. А так же недавно я увидел, что преобразуя в низ питание уменьшая выходное напряжение увеличивается выходной ток. Обратный эффект можно заметить на повышающих преобразователях. Тут мы будем наблюдать обратную картину, повышая выходное напряжение входной ток будет до преобразователя будет увеличиваться в выходной ток падать.
Дополнительная информация по тестированию светодиодов на 10 Ватт 12 вольт.
При питании светодиодов на Мах напряжении даже с пониженным током, время деградации также увеличивается. Если изначально собрать и привыкнуть к тому что светодиод выдает по яркости то долгое время он будет радовать своим светом при этом яркость долго будет равняться той что была при первом включении. Но если вдруг нужно больше получить с него люмен рекомендую улучшить его охлаждение, и готовится к тому что через какое-то время яркость упадет!
Есть прямая зависимость от того сколько по времени проработает светодиод, и к сожалению время которое указывается производителем относится к минимальному напряжению и току при котором работает светодиод. Минимальные параметры для работы со сроком жизни светодиода могут составить 50 000 часов при напряжении питания 9 Вольт и токе в 500 мА. чем выше напряжение и ток тем время жизни светодиода падает!
Очень большое заблуждение, что если выставить 900 мА и 12 вольт ну или даже 11 Вольт, светодиоду будет от этого хорошо, и он будет работать годами. Он при таких параметрах работает на износ и время его жизни сразу будет зависеть от системы его охлаждения и окружающей температуры. Если задать вопрос производителям сколько прослужит тот или иной светодиод производитель сразу же начнет вилять и уходить от прямого ответа. Типа, все зависит от вашей сети, от чистоты помещения или от температуры. Но на самом деле производители тестируют на износ чуть ли не каждую партию светодиодов выборочно и могут ответить на него прямо. Что в таких условиях он прослужит столько времени а в таких столько.
В общем, беря любой светодиод читайте между строк. А если так уж любопытно сколько он может прослужить соберите два стенда один по моей схеме и по своей, и посмотрите что будет с яркостью светодиодов через тридцать суток работы. Кстати как вариант можно сделать самому подобный тест. Если будет время займусь этим экспериментом.
В 1882 году Британская научная ассоциация приняла решения начать использовать новую единицу измерения под названием «ватт». Для чего она используется сегодня, чему равна и по какой формуле ее можно вычислить? Давайте найдем ответы на все эти вопросы.
Ватт - единица измерения чего?
Начиная с того судьбоносного года, когда британцы ввели традицию использования ватта, постепенно во всем мире стали переходить на него, взамен устаревших и непрактичных лошадиных сил. С появлением системы СИ он был внесен в нее и стал использоваться повсеместно.
Итак, какая физическая величина имеет единицу измерения «ватт»? Вспомним уроки физики: правильный ответ на этот вопрос - мощность.
Свое название ватт получил в честь своего «отца» - шотландца Джеймса Ватта. В сокращении данная единица пишется всегда с большой буквы - Вт (W - согласно международном нормам системы СИ), а полностью - с маленькой «ватт» (watt).
Являясь не основной, а производной единицей (согласно стандарту СИ), рассматриваемая единица находится в зависимости от метра, килограмма и секунды. На практике это означает, что один ватт - это мощность, при которой совершается один джоуль работы за одну секунду времени. То есть, получается следующая зависимость: 1Вт = 1Дж/1с = 1Н х м/с = кг х м 2 /с 3 = кг х м 2 х с -3.
Кроме перечисленных выше, ватт связан с несистемными единицами. Например, с калорией. Так 1 Вт = 859,845227858985 кал/час. Данное соотношение важно, когда речь идет о вычислении количество теплоты, вырабатываемой электрическим обогревателем.
Формула
Итак, ватт - единица измерения мощности. Давайте же рассмотрим, по какой формуле ее можно вычислять.
Как уже было сказано выше, мощность зависит от работы и времени. Получается следующая формула: Р = A/t (мощность равна частному от деления работы на время).
Зная, что формула работы равна: А = F х S (где F - сила, S - расстояние), можно использовать эти данные.
В результате получаем формулу: Р = F х S /t. А поскольку S /t - это скорость (V), то мощность допустимо вычислять и так: Р = F х V
Взаимозависимость ампера, ватта, вольта
Единица измерения, которую мы рассматриваем, находится в прямой связи с такими величинами как напряжение (измеряется в вольтах) и сила тока (измеряется в амперах).
1 ватт - это мощность постоянного электрического тока при напряжении в 1 В и силе в 1А.
В виде формулы это выглядит таким образом: Р = І х U.
Ватты, киловатты, мегаватты и микроватты
Узнав, что ватт - единица измерения мощности, от каких величин она зависит и по каким формулам ее проще вычислять, стоит обратить внимание на такие понятия как киловатт, мегаватт и микроватт.
Поскольку Вт - величина весьма скромная (такова мощность передатчика любого мобильного телефона), в сфере электроэнергетики чаще принято применять киловатт (кВт).
Судя по стандартной для системы СИ приставке «кило», можно сделать вывод, что 1 кВт = 1000 Вт = 10 3 Вт. Поэтому для перевода ватт в киловатты нужно просто их количество делить на тысячу или наоборот, в случае, если киловатты переводятся в ватты.
К примеру, обычный легковой автомобиль имеет мощность в 60 000 ватт. Чтобы перевести это в киловатты, нужно разделить 60 000 на 1000 и в результате получится 60 кВт.
Киловатты являются общепринятой единицей для измерения мощности электроэнергии. При этом иногда применяется большая кратная единица ватта. Речь идет о мегаватте - МВт. Он равен 1 000 000 ватт (10 6) или 1000 киловатт (10 3).
К примеру, британский электропоезд Eurostar обладает мощностью в 12 мегаватт. То есть, это 12 000 000 ватт. Не удивительно, что он является самым быстрым в Великобритании.
Несмотря на скромные размеры иногда эта единица оказывается слишком большой для измерения мощности определенных предметов, поэтому наравне с кратными в системе Си выделяются и дольные единицы ватта. Наиболее часто используемой из них является микроватт (мкВт - пишется со строчной буквы, чтобы не путать с мегаваттом). Он равен одной миллионной части ватта (10 -6). Обычно данная единица применяется при расчете мощности работы электрокардиографов.
Помимо трех вышеперечисленных, существует еще около двух десятков других кратных и дольных единиц ватта. Однако чаще всего они используются в теоретических расчетах, а не на практике.
Ватт-час
Рассматривая особенности ватта (единицы измерения мощности), давайте обратим внимание на ватт-час (Вт·ч). Этот термин используется для измерения такой величины, как энергия (иногда в ватт-часах измеряется работа).
1 ватт-час равен количеству работы, выполненной на протяжении одного часа при мощности в 1 ватт.
Поскольку рассматриваемая единица довольно небольшая, для измерения электричества чаще применяется киловатт-час (кВт·ч). Он равен 1000 ватт-часов или 3600 Вт·с.
Обратите внимание, что мощность вырабатываемой на электростанциях энергии измеряется в киловаттах (иногда мегаваттах), но для потребителей ее количество исчисляется в киловатт-часах (реже в мегаватт-часах, если речь идет о мегаполисах или огромных предприятиях).
Обратите внимание, что помимо киловатт-часа и мегаватт-часа, ватт-час имеет точно такие же кратные и дольные единицы, как и обычный ватт.
Какой прибор называется ваттметром
Сравнив определение ватта (единица измерения мощности) и ватт-часа (единица энергии или работы), обратите внимание на такой прибор как ваттметр (ваттметр, wattmeter). Он применяется для измерения активной мощности электрического тока.
Классический прибор такого рода состоит из четырех контактов, два из которых используются для включения ваттметра в электрическую цепь последовательно с той его частью, потребляемая мощность которой измеряется на данный момент. Остальные два контакта подключаются параллельно к ней.
Ваттметры обычно создаются на основе электродинамических механизмов.
