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[原创] 《机器视觉实用教程》-第四章 光源-4.13 电源控制器的选择

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    [LV.Master]2000FPS

    发表于 2020-4-16 11:08:35 | 显示全部楼层 |阅读模式

    《机器视觉实用教程》-第四章 光源-4.13 电源控制器的选择

    4.13 电源控制器的选择
    LED的伏安特性
    使用LED光源,一般都提供几种供电方式可供选择,常见的有5V、12V、24V直流电源(这些电压形式是比较通用的工业用和民用直流电源形式),功率根据所用LED的数量多少而定,电压不同会引起什么区别呢?这和LED的特性有关。一般LED的工作电流在10mA~25mA,特别亮的LED可达50mA甚至更高,而LED的电压降一般为1.8V到3.3V,因此比较通常的组装方式是6~7个LED串联在一起然后再串联一个电阻(分压电阻)构成一组,再将N组这样的结构并联成一个光源。这样通常一般的供电电压则为24V。这样的结构,如果出现死灯的现象,则会出现一排灯都不亮的情况。
    根据一般的电子电路知识,由于LED上的电压降和通过的电流都是恒定的,供电电源的电压不同时,多余的电压是串联的电阻所承担的,例如给1.8V、15mA的LED用24V供电时,需要串联(24-1.8)/0.015=1480Ω,此时电阻的功耗是0.015×0.015×1480=0.333W,如果使用多个LED颗粒组合成光源,光源会发出很高的热量,这时必须采用风扇等强制散热手段,否则光源的寿命会很短。而同样的LED使用5V供电时,串联电阻R=213Ω,电阻的功耗为0.048W,和24V供电时整整差了近7倍。这时仅仅靠对流产生的散热效应就足够了,不必用强制散热的方法。而如果使用7颗LED灯+电阻的串联方式时,则串联电阻为(24-7×1.5)/0.015=900Ω,这时电阻的功耗为0.015×0.015×900=0.2025W。可以发现,同样使用24V供电时,在保证LED功率相同的情况下,串联的LED颗粒越多,则使用的分压电阻则越小,额外产生的热量也就越小,理论上是全部使用LED而不用电阻,这样可以有效的改善光效。但是实际应用中,可能需要考虑的情况会很多,如太多的LED颗粒串联,如果中间一损坏,则整个一串都会损坏,而如果一串损坏时,并联的LED减小了,又会影响其它并联的LED,从而会加速整个光源的损毁,所以通常来讲,串联的这个电阻值本身还是比较大的,这样可以改善每一并联单路的电流均匀性。
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    112 LED的伏安特性

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