LED დრაივერებისთვის 4 შეერთების რეჟიმის დეტალური ახსნა
ამჟამად, LED-ების მუშაობის მახასიათებლების შესატყვისად, LED-ების უმეტესობა იყენებს მუდმივი დენის მუშაობის რეჟიმს. სხვადასხვა წრედის დიზაინის საჭიროებების დასაკმაყოფილებლად, LED-ების საერთო შეერთების რეჟიმები ძირითადად ოთხ ტიპად იყოფა: თანმიმდევრული, პარალელური, თანმიმდევრულ-პარალელური კომბინაცია და მასივი. თითოეულ რეჟიმს აქვს საკუთარი წრედის სტრუქტურის მახასიათებლები, გამოყენების უპირატესობები და შეზღუდვები, რომლებიც ქვემოთ დეტალურად იქნება განხილული.
1. სერიული კავშირის რეჟიმი
სერიული შეერთების ძირითადი სტრუქტურა გულისხმობს LED-ების ბოლომდე ერთმანეთთან შეერთებას დახურული მარყუჟის შესაქმნელად. მუშაობის მახასიათებლების თვალსაზრისით, ამ შეერთების რეჟიმის ძირითადი უპირატესობებია მარტივი წრედის სტრუქტურა, მოსახერხებელი შეერთების ოპერაცია და ყველა LED-ში გამავალი დენის მუშაობის დროს სრულიად თანმიმდევრული ყოფნა. რადგან LED-ები ტიპიური დენის ტიპის მოწყობილობებია, დენის თანმიმდევრულობა პირდაპირ უზრუნველყოფს თითოეული LED-ის ერთგვაროვან სინათლის ინტენსივობას, რაც თავიდან აიცილებს სიკაშკაშის სხვაობებს.
უნდა აღინიშნოს, რომ მიმდევრული წრედის გაუმართაობის ზემოქმედების დიაპაზონზე გავლენას ახდენს წამყვანი კვების წყაროს ტიპი: თუ გამოიყენება მუდმივი ძაბვის წამყვანი კვების წყარო, როდესაც ერთ-ერთი LED ინდიკატორი მოკლე ჩართვისას ხდება, მთელი წრედის დენი მკვეთრად გაიზრდება. როდესაც დენი აღემატება LED-ის ნომინალურ საკისრის მნიშვნელობას, ჯერ დაზიანდება მოკლედ ჩართვისას LED-ის გარშემო არსებული მოწყობილობები, შემდეგ კი ერთმანეთის მიყოლებით დაზიანდება ყველა მომდევნო LED; თუ გამოიყენება მუდმივი დენის წამყვანი კვების წყარო, მაშინაც კი, თუ ერთ-ერთი LED ინდიკატორი მოკლე ჩართვისას ხდება, წრედის დენი მაინც შეიძლება მუდმივი დარჩეს და არ იმოქმედებს სხვა LED-ებზე. თუმცა, არჩეული მართვის რეჟიმის მიუხედავად, სანამ LED ღია წრედის გაუმართაობა მოხდება, მთელი სინათლის სერია ვერ აინთება.
2. პარალელური კავშირის რეჟიმი
პარალელური შეერთების სტრუქტურული მახასიათებელი ის არის, რომ ყველა LED-ის ბოლოები შესაბამისად კონვერგენტული და შეერთებულია, ანუ ყველა LED-ის ანოდი ერთმანეთთან შეერთებულია და კათოდებიც ერთმანეთთან შეერთებულია. ამ შეერთების რეჟიმში, თითოეულ LED-ზე ძაბვა სრულიად თანაბარია, მაგრამ თითოეულ LED-ში გამავალი დენი არ არის აუცილებლად თანმიმდევრული - მაშინაც კი, თუ შერჩეულია ერთი და იგივე მოდელის და სპეციფიკაციის პარტიის LED-ები, დენის განაწილება არათანაბარი იქნება წარმოებისა და წარმოების პროცესებში მცირე განსხვავებების გამო. დენის არათანაბარი განაწილება პირდაპირ გავლენას მოახდენს LED-ების მომსახურების ვადაზე. ჭარბი დენის მქონე LED-ები სწრაფად ბერდებიან, მათი მომსახურების ვადა მნიშვნელოვნად შემცირდება და ისინი ადვილად დაიწვებიან ხანგრძლივი გამოყენების შემდეგ.
წრედის სირთულის თვალსაზრისით, პარალელური შეერთების რეჟიმი მსგავსია სერიული შეერთების რეჟიმისა, ორივე მათგანი მარტივი წრედის სტრუქტურაა, მაგრამ საიმედოობაც მაღალი არ არის. განსაკუთრებით LED-ების დიდი რაოდენობის შემთხვევაში, გაუმართაობის ალბათობა მნიშვნელოვნად გაიზრდება.
უნდა აღინიშნოს, რომ პარალელური შეერთების რეჟიმს დაბალი ძაბვის მოთხოვნები აქვს და უფრო შესაფერისია დაბალი ძაბვის მუშაობის სცენარებისთვის, თუმცა არსებობს ორი ძირითადი პრობლემა: პირველი, სხვადასხვა LED-ების პირდაპირი ძაბვის ვარდნის სხვაობა გამოიწვევს არათანაბარ სიკაშკაშეს, რაც გავლენას მოახდენს სინათლის ეფექტზე; მეორე, ხარვეზის გავლენა განსაკუთრებულია - თუ ერთი LED მოკლე ჩართვაა, ეს გამოიწვევს მთელი წრედის მოკლე ჩართვას და ყველა LED ვერ იმუშავებს ნორმალურად; თუ ერთი LED ღიაა, მუდმივი დენის წამყვანის გამოყენებისას, ამ LED-ზე თავდაპირველად გამოყოფილი დენი გადაიცემა დანარჩენ LED-ებზე, რაც გამოიწვევს დარჩენილი LED-ების ჭარბი დენის დაზიანებას, ხოლო მუდმივი ძაბვის წამყვანის გამოყენება გავლენას არ მოახდენს მთელი LED წრედის ნორმალურ მუშაობაზე.
სერიულ-პარალელური კომბინირებული რეჟიმი არის სერიული და პარალელური შეერთებების კომბინაცია. მისი სტანდარტული სტრუქტურაა: პირველ რიგში, რამდენიმე LED-ი მიმდევრობით უნდა იყოს შეერთებული განშტოების შესაქმნელად, შემდეგ კი ასეთი მრავალი სერიული განშტოება პარალელურად უნდა იყოს შეერთებული LED-ის წამყვანი კვების წყაროს ორივე ბოლოსთან. იმ პირობით, რომ ცალკეული LED-ების პარამეტრები ძირითადად თანმიმდევრულია, ამ შეერთების რეჟიმს შეუძლია უზრუნველყოს, რომ ყველა პარალელური განშტოების ძაბვა თანაბარი იყოს და თითოეულ სერიულ განშტოებაში დენი ერთგვაროვანი იყოს, რაც არა მხოლოდ ითვალისწინებს სერიული შეერთების რეჟიმის დენის თანმიმდევრულობის უპირატესობას, არამედ აერთიანებს პარალელური შეერთების რეჟიმის წრედის სტაბილურობის მახასიათებლებს.
უნდა აღინიშნოს, რომ სერიულ-პარალელური კომბინირებული რეჟიმის ძირითადი უპირატესობა საიმედოობის გაუმჯობესებაა, განსაკუთრებით შესაფერისია მაღალი სიმძლავრის ნათურების სცენარებისთვის დიდი რაოდენობით LED-ებით. როდესაც LED გაუმართაობა ხდება სერიულ განშტოებაში, ეს გავლენას მოახდენს მხოლოდ ამ განშტოების სინათლის გამოსხივებაზე და სხვა განშტოებები კვლავ ნორმალურად მუშაობენ. მარტივ სერიულ და პარალელურ რეჟიმებთან შედარებით, გაუმართაობის ზემოქმედების დიაპაზონი მნიშვნელოვნად შემცირებულია. ამჟამად, მაღალი სიმძლავრის LED ნათურების უმეტესობა (როგორიცაა LED პროჟექტორები, LED სამრეწველო და სამთო ნათურები და ა.შ.) იყენებს სერიულ-პარალელური კომბინირებული რეჟიმის გამოყენებას, რომელიც არა მხოლოდ მაღალი სიმძლავრის სინათლის მოთხოვნის დაკმაყოფილებას, არამედ გამოყენების საიმედოობის უზრუნველყოფასაც უზრუნველყოფს.
მასივის შეერთების რეჟიმის ძირითადი დიზაინის იდეაა „ჯგუფური რეზერვირება“. მისი ტიპიური სტრუქტურაა: ჯგუფურად 3 LED-ით განშტოების ფორმირება და განშტოებების თითოეული ჯგუფი დაკავშირებულია დრაივერის სამ განსხვავებულ გამომავალ ტერმინალთან: Ua, Ub და Uc. სამუშაო ლოგიკის პერსპექტივიდან გამომდინარე, როდესაც განშტოებაში არსებული 3-ვე LED ნორმალურია, 3 LED ერთდროულად ასხივებს სინათლეს; მაშინაც კი, თუ განშტოებაში არსებული 1 ან 2 LED ვერ გაიხსნება, დარჩენილ LED-ებს მაინც შეუძლიათ ნორმალურად მუშაობა, რაც უზრუნველყოფს, რომ თითოეულ ჯგუფში სულ მცირე ერთი LED ასხივებს სინათლეს.
