Predchádzajúce články popisovali rôzne problémy s pripojením LED. Nemôžete však napísať všetko do jedného článku, takže budete musieť pokračovať v tejto téme. Tu budeme hovoriť o rôznych spôsoboch zapínania LED diód.

Ako je uvedené v spomínaných článkoch, t.j. prúd cez ňu musí byť obmedzený pomocou odporu. Ako vypočítať tento odpor už bolo popísané, nebudeme to tu opakovať, ale pre každý prípad znova uvedieme vzorec.

Obrázok 1.

Tu Upit. - napájacie napätie, Upad. - pokles napätia na LED, R - odpor obmedzovacieho odporu, I - prúd cez LED.

Čínsky priemysel však napriek všetkej teórii vyrába najrôznejšie suveníry, kľúčenky, zapaľovače, v ktorých sa LED dióda zapína bez obmedzujúceho odporu: len dve alebo tri diskové batérie a jedna LED. V tomto prípade je prúd obmedzený vnútorným odporom batérie, ktorej výkon jednoducho nestačí na vyhorenie LED.

Ale tu je okrem vyhorenia ešte jedna nepríjemná vlastnosť - degradácia LED, ktorá je najcharakteristickejšia pre biele a modré LED: po určitom čase sa jas žiary stane veľmi nevýznamným, hoci prúd preteká LED diódou. je na nominálnej úrovni úplne postačujúca.

Tým nechcem povedať, že vôbec nesvieti, žiara je sotva badateľná, ale toto už nie je baterka. Ak k degradácii menovitého prúdu dôjde najskôr po roku nepretržitého žiaru, potom pri zvýšenom prúde možno tento jav očakávať za pol hodiny. Toto zahrnutie LED by sa malo nazývať zlé.

Takúto schému možno vysvetliť iba túžbou ušetriť na jednom rezistore, spájke a nákladoch na prácu, čo je zjavne opodstatnené vzhľadom na masívny rozsah výroby. Okrem toho je zapaľovač alebo kľúčenka jednorazová vec, lacná: ak dôjde plyn alebo dôjde k vybitiu batérie, suvenír sa jednoducho vyhodí.

Obrázok 2. Schéma je zlá, ale používa sa pomerne často.

Veľmi zaujímavé veci sa dejú (samozrejme náhodou), ak pomocou tohto obvodu pripojíte LED k napájaciemu zdroju s výstupným napätím 12V a prúdom aspoň 3A: oslepne záblesk, ozve sa dosť hlasná rana a ozve sa dym. a zostáva dusivý zápach. To nám pripomína toto podobenstvo: „Je možné pozerať sa na Slnko cez ďalekohľad? Áno, ale iba dvakrát. Raz ľavým okom, raz pravým." Mimochodom, zapojenie LED bez obmedzovacieho odporu je najčastejšou chybou začiatočníkov a rád by som vás na to upozornil.

Na nápravu tejto situácie a predĺženie životnosti LED by sa mal obvod mierne zmeniť.

Obrázok 3. Dobrý diagram, správne.

Toto je schéma, ktorá by sa mala považovať za dobrú alebo správnu. Na kontrolu, či je hodnota odporu R1 indikovaná správne, môžete použiť vzorec uvedený na obrázku 1. Budeme predpokladať, že pokles napätia na LED je 2V, prúd je 20mA, napájacie napätie je 3V v dôsledku použitia dve batérie AA.

Vo všeobecnosti nie je potrebné snažiť sa obmedziť prúd na maximálnu povolenú úroveň 20 mA, LED môžete napájať nižším prúdom, aspoň 15...18 miliampérov. V tomto prípade dôjde k veľmi miernemu poklesu jasu, ktorý ľudské oko vzhľadom na vlastnosti zariadenia vôbec nepostrehne, no výrazne sa zvýši životnosť LED.

Ďalší príklad zlého zaradenia LED diód nájdeme v rôznych baterkách, ktoré sú už dnes výkonnejšie ako kľúčenky a zapaľovače. V tomto prípade sa určitý počet LED diód, niekedy aj dosť veľkých, jednoducho zapojí paralelne a tiež bez obmedzovacieho odporu, ktorý opäť funguje ako vnútorný odpor batérie. Takéto baterky dosť často končia v oprave práve preto, že sa vypália LED diódy.

Obrázok 4. Veľmi zlý spínací obvod.

Zdá sa, že situáciu možno napraviť obvodom znázorneným na obrázku 5. Stačí jeden odpor a veci sa zdajú byť lepšie.

Obrázok 5. Toto je o niečo lepšie.

Ale aj takéto zaradenie len málo pomôže. Faktom je, že v prírode jednoducho nenájdete dve rovnaké polovodičové zariadenia. To je dôvod, prečo napríklad tranzistory rovnakého typu majú rôzne zisky, aj keď sú z rovnakej výrobnej šarže. Tyristory a triaky sú tiež odlišné. Niektoré sa otvárajú ľahko, zatiaľ čo iné sú také ťažké, že ich treba opustiť. To isté možno povedať o LED diódach - je jednoducho nemožné nájsť dve absolútne identické, tým menej tri alebo celú skupinu.

Poznámka k téme. V údajovom hárku pre zostavu LED SMD-5050 (tri nezávislé LED v jednom balení) sa zahrnutie zobrazené na obrázku 5 neodporúča. Hovorí sa, že kvôli rozdielom v parametroch jednotlivých LED diód môže byť viditeľný rozdiel v ich žiare. A zdalo by sa, v jednej budove!

LED diódy, samozrejme, nemajú žiadny zisk, ale majú taký dôležitý parameter, ako je pokles napätia vpred. A aj keď sú LED diódy prevzaté z rovnakej technologickej šarže, z rovnakého balenia, potom jednoducho nebudú dve rovnaké. Preto bude prúd pre všetky LED diódy odlišný. LED, ktorej prúd bude najvyšší a skôr či neskôr prekročí menovitý, vyhorí ako prvý.

V dôsledku tejto nešťastnej udalosti bude cez dve prežívajúce LED pretekať všetok možný prúd, ktorý prirodzene prekročí menovitý. Koniec koncov, odpor bol navrhnutý „pre tri“ pre tri LED. Zvýšený prúd spôsobí zvýšené zahrievanie kryštálov LED a ten, ktorý sa ukáže ako „slabší“, tiež vyhorí. Poslednej LED dióde tiež nezostáva nič iné, len nasledovať príklad svojich spolubojovníkov. Takto dopadá reťazová reakcia.

V tomto prípade slovo „horieť“ jednoducho znamená prerušenie obvodu. Môže sa však stať, že v jednej z LED jednoducho dôjde ku skratu, ktorý posunie ďalšie dve LED. Prirodzene, určite zhasnú, hoci zostanú nažive. Pri takejto poruche sa rezistor intenzívne zahreje a nakoniec možno vyhorí.

Aby sa tomu zabránilo, je potrebné obvod mierne zmeniť: pre každú LED nainštalujte vlastný odpor, ako je znázornené na obrázku 6.

Obrázok 6. Takto vydržia LED diódy veľmi dlho.

Tu je všetko podľa požiadaviek, všetko je v súlade s pravidlami návrhu obvodu: prúd každej LED bude obmedzený vlastným odporom. V takomto obvode sú prúdy cez LED diódy navzájom nezávislé.

Toto zahrnutie však nespôsobuje veľkú radosť, pretože počet odporov sa rovná počtu LED. Chcel by som, aby tam bolo viac LED a menej rezistorov. Ako byť?

Cesta z tejto situácie je pomerne jednoduchá. Každá LED musí byť nahradená reťazou LED zapojených do série, ako je znázornené na obrázku 7.

Obrázok 7. Paralelné spojenie girlandy.

Cenou za takéto zlepšenie bude zvýšenie napájacieho napätia. Ak na jednu LEDku stačia len tri volty, tak takýmto napätím nemôžu svietiť ani dve LED zapojené do série. Aké napätie teda bude potrebné na zapnutie girlandy LED? Alebo inými slovami, koľko LED diód je možné pripojiť k zdroju s napätím napríklad 12V?

Komentujte. V ďalšom texte sa pod názvom „girlanda“ rozumie nielen ozdoba vianočného stromčeka, ale aj akékoľvek LED osvetľovacie zariadenie, v ktorom sú LED diódy zapojené sériovo alebo paralelne. Hlavná vec je, že existuje viac ako jedna LED. Girlanda, to je girlanda aj v Afrike!

Ak chcete odpovedať na túto otázku, jednoducho vydeľte napájacie napätie úbytkom napätia na LED. Vo väčšine prípadov sa vo výpočtoch predpokladá toto napätie 2V. Potom to dopadne 12/2=6. Nesmieme však zabúdať, že určitá časť napätia musí zostať pre zhášací odpor, najmenej 2 volty.

Ukázalo sa, že pre LED zostáva iba 10 V a počet LED bude 10/2 = 5. Za tohto stavu, aby sa dosiahol prúd 20 mA, musí mať obmedzovací odpor nominálnu hodnotu 2 V/20 mA = 100 Ohm. Výkon odporu bude P=U*I=2V*20mA=40mW.

Tento výpočet je celkom spravodlivý, ak je priame napätie LED diód v girlande, ako je uvedené, 2V. Práve táto hodnota sa často vo výpočtoch berie ako nejaký priemer. Ale v skutočnosti toto napätie závisí od typu LED a farby žiary. Preto by ste sa pri výpočte girlandov mali zamerať na typ LED diód. Poklesy napätia pre rôzne typy LED sú uvedené v tabuľke na obrázku 8.

Obrázok 8. Pokles napätia na LED diódach rôznych farieb.

Pri napájacom napätí 12 V mínus úbytok napätia na odpore obmedzujúcom prúd je teda možné pripojiť celkom 10/3,7 = 2,7027 bielych LED. Z LED však nemôžete odrezať kúsok, takže môžete pripojiť iba dve LED. Tento výsledok získame, ak z tabuľky vezmeme maximálnu hodnotu poklesu napätia.

Ak vo výpočte dosadíme 3V, potom je celkom zrejmé, že je možné pripojiť tri LED. V tomto prípade budete musieť zakaždým starostlivo prepočítať odpor obmedzovacieho odporu. Ak sa ukáže, že skutočné LED diódy majú pokles napätia 3,7 V alebo možno vyšší, tri LED diódy sa nemusia rozsvietiť. Preto je lepšie zastaviť sa pri dvoch.

V zásade nezáleží na farbe LED, ide len o to, že pri výpočte budete musieť brať do úvahy rôzne poklesy napätia v závislosti od farby LED. Hlavná vec je, že sú navrhnuté pre jeden prúd. Nie je možné zostaviť sériovú girlandu LED, z ktorých niektoré majú prúd 20 mA a druhá časť má prúd 10 miliampérov.

Je jasné, že pri prúde 20mA LED s menovitým prúdom 10mA jednoducho vyhoria. Ak obmedzíte prúd na 10 mA, potom tie 20 miliampérové ​​nebudú svietiť dostatočne jasne, podobne ako v vypínači s LED: v noci to vidíte, ale cez deň nie.

Aby si rádioamatéri uľahčili život, vyvíjajú rôzne programy na kalkulačky, ktoré uľahčujú všetky druhy rutinných výpočtov. Napríklad programy na výpočet indukčností, filtre rôznych typov, stabilizátory prúdu. Existuje taký program na výpočet LED girlandov. Snímka obrazovky takéhoto programu je znázornená na obrázku 9.

Obrázok 9. Snímka obrazovky programu „Výpočet_odporu_rezistora__Ledz_“.

Program funguje bez inštalácie v systéme, stačí si ho stiahnuť a používať. Všetko je tak jednoduché a jasné, že pre snímku obrazovky nie je potrebné žiadne vysvetlenie. Prirodzene, všetky LED musia mať rovnakú farbu a rovnaký prúd.

Obmedzovacie odpory sú samozrejme dobré. Ale iba vtedy, keď je známe, že táto girlanda bude napájaná konštantným napätím 12V a prúd cez LED diódy nepresiahne vypočítanú hodnotu. Ale čo ak jednoducho neexistuje zdroj s napätím 12V?

Táto situácia môže nastať napríklad v kamióne s 24V palubným napätím. Prúdový stabilizátor, napríklad „SSC0018 - Nastaviteľný prúdový stabilizátor 20..600 mA“ pomôže dostať sa z takejto krízovej situácie. Jeho vzhľad je znázornený na obrázku 10. Takéto zariadenie je možné zakúpiť v internetových obchodoch. Požadovaná cena je 140...300 rubľov: všetko závisí od predstavivosti a arogancie predávajúceho.

Obrázok 10. Nastaviteľný stabilizátor prúdu SSC0018

Technické charakteristiky stabilizátora sú znázornené na obrázku 11.

Obrázok 11. Technické charakteristiky stabilizátora prúdu SSC0018

Prúdový stabilizátor SSC0018 bol pôvodne vyvinutý pre použitie v LED svietidlách, ale dá sa použiť aj na nabíjanie malých batérií. Používanie zariadenia SSC0018 je celkom jednoduché.

Odpor záťaže na výstupe prúdového stabilizátora môže byť nulový, výstupné svorky môžete jednoducho skratovať. Koniec koncov, stabilizátory a zdroje prúdu sa nebojí skratov. V tomto prípade bude výstupný prúd menovitý. Ak nastavíte 20 mA, tak to bude.

Z vyššie uvedeného môžeme konštatovať, že jednosmerný miliameter môže byť „priamo“ pripojený k výstupu stabilizátora prúdu. Takéto pripojenie by sa malo začať od najväčšieho limitu merania, pretože nikto nevie, aký prúd je tam regulovaný. Potom jednoducho otočte rezistor, aby ste nastavili požadovaný prúd. V tomto prípade samozrejme nezabudnite na napájanie pripojiť stabilizátor prúdu SSC0018. Obrázok 12 zobrazuje schému zapojenia SSC0018 na napájanie paralelne zapojených LED.

Obrázok 12: Pripojenia pre napájanie LED diód zapojených paralelne

Tu je všetko jasné z diagramu. Pre štyri LED s prúdovým odberom 20mA pre každú musí byť výstup stabilizátora nastavený na 80mA. V tomto prípade bude vstup stabilizátora SSC0018 vyžadovať napätie o niečo väčšie ako je pokles napätia na jednej LED, ako je uvedené vyššie. Samozrejme, bude stačiť vyššie napätie, ale to povedie len k dodatočnému zahrievaniu stabilizačného čipu.

Komentujte. Ak na obmedzenie prúdu pomocou odporu musí napätie napájacieho zdroja mierne prekročiť celkové napätie na LED diódach, iba dva volty, potom pre normálnu prevádzku stabilizátora prúdu SSC0018 musí byť tento prebytok o niečo vyšší. Nie menej ako 3...4V, inak sa ovládací prvok stabilizátora jednoducho neotvorí.

Na obrázku 13 je znázornené zapojenie stabilizátora SSC0018 pri použití girlandy viacerých LED zapojených do série.

Obrázok 13. Napájanie sériového girlandy cez stabilizátor SSC0018

Obrázok je prevzatý z technickej dokumentácie, takže skúsme vypočítať počet LED diód v girlande a konštantné napätie potrebné z napájacieho zdroja.

Prúd uvedený v diagrame, 350 mA, nám umožňuje dospieť k záveru, že girlanda je zostavená z výkonných bielych LED diód, pretože, ako už bolo povedané vyššie, hlavným účelom stabilizátora SSC0018 sú svetelné zdroje. Pokles napätia na bielej LED je v rozmedzí 3...3,7V. Pre výpočet by ste mali vziať maximálnu hodnotu 3,7V.

Maximálne vstupné napätie stabilizátora SSC0018 je 50V. Od tejto hodnoty odpočítame 5V potrebných na činnosť samotného stabilizátora a zostane 45V. Týmto napätím dokážete “rozsvietiť” 45/3,7=12,1621621... LED. Toto je samozrejme potrebné zaokrúhliť na 12.

Počet LED diód môže byť menší. Potom sa bude musieť znížiť vstupné napätie (výstupný prúd sa nezmení a 350mA zostane tak, ako bolo nastavené), prečo napájať 50V 3 LED, aj keď výkonné? Takýto výsmech môže skončiť neúspechom, pretože výkonné LED diódy nie sú v žiadnom prípade lacné. Kto chce a vždy sa nájde, môže si sám spočítať, aké napätie je potrebné na pripojenie troch výkonných LED diód.

Nastaviteľný stabilizátor prúdu SSC0018 je celkom dobrý. Celá otázka však znie, je to vždy potrebné? A cena zariadenia je trochu mätúca. Aké by mohlo byť východisko z tejto situácie? Všetko je veľmi jednoduché. Vynikajúci stabilizátor prúdu sa získa z integrovaných stabilizátorov napätia, napríklad série 78XX alebo LM317.

Na vytvorenie takéhoto stabilizátora prúdu založeného na stabilizátore napätia budete potrebovať iba 2 diely. V skutočnosti samotný stabilizátor a jeden jediný odpor, ktorého odpor a výkon možno vypočítať pomocou programu StabDesign, ktorého snímka obrazovky je znázornená na obrázku 14.

Obrázok 14. Výpočet prúdového stabilizátora pomocou programu StabDesign.

Program nevyžaduje žiadne špeciálne vysvetlenie. V roletovom menu Typ vyberte typ stabilizátora, v riadku In nastavte požadovaný prúd a stlačte tlačidlo Vypočítať. Výsledkom je odpor rezistora R1 a jeho výkon. Na obrázku bol výpočet vykonaný pre prúd 20 mA. To platí pre prípad, keď sú LED zapojené do série. Pre paralelné pripojenie sa prúd vypočíta rovnakým spôsobom, ako je znázornené na obrázku 12.

LED girlanda je pripojená namiesto odporu Rн, symbolizujúca zaťaženie prúdového stabilizátora. Dokonca je možné pripojiť len jednu LED. V tomto prípade je katóda pripojená k spoločnému vodiču a anóda k odporu R1.

Vstupné napätie uvažovaného stabilizátora prúdu je v rozsahu 15...39V, keďže je použitý stabilizátor 7812 so stabilizačným napätím 12V.

Zdalo by sa, že tu sa príbeh o LED diódach môže skončiť. Existujú ale aj LED pásiky, o ktorých bude reč v ďalšom článku.

LED diódy sú polovodičové zariadenia, ktoré premieňajú elektrický prúd na priame svetelné žiarenie.

Ako pripojiť LED cez odpor alebo priamo, a čo je najdôležitejšie, aby bolo takéto spojenie bezpečné a odolné - to sú hlavné problémy, ktoré sa berú do úvahy, aby sa zabezpečil výkon akýchkoľvek diód vyžarujúcich svetlo.

Nezávislé určenie polarity LED sa vykonáva pomocou niekoľkých jednoduchých metód:

• prostredníctvom meraní;
• na základe výsledkov vizuálneho hodnotenia;
• pri pripojení k zdroju energie;
• v procese oboznamovania sa s technickou dokumentáciou.

Medzi najbežnejšie možnosti určenia polarity svetelných diód patria prvé tri metódy, ktoré je potrebné vykonať v súlade so štandardnou technológiou.

Používanie testovacích zariadení

Aby sa polarita LED určila čo najpresnejšie, sondy sú pripojené priamo k dióde, po ktorej sa monitorujú hodnoty testera. Keď sa na stupnici zobrazí „nekonečný“ odpor, vodiče sondy si vymenia miesta.

Ak tester ukazuje nejaké ukazovatele konečnej hodnoty v podmienkach merania odporu testovaných svetelných diód, potom si môžete byť istí, že zariadenie je pripojené v súlade s typom polarity a údajmi o umiestnení „plus“ a „mínus“ sú presné.

Kontrola LED pomocou multimetra

Vizuálna detekcia polarity

Napriek mnohým typom konštrukcií, ktoré v súčasnosti existujú, sú najpoužívanejšie svetelné diódy uzavreté vo valcovom puzdre D od 3,5 mm.

Najvýkonnejšie superjasné diódy majú ploché ploché vodiče označené „+“ a „-“.

Zariadenia vo valcovom kryte majú vo vnútri pár elektród, ktoré sa líšia plochou. Je to katódová časť svetelných diód, ktorá sa vyznačuje väčšou plochou elektród a prítomnosťou charakteristického skosenia na „sukni“.

LED diódy pre povrchovú montáž majú špeciálne skosenie alebo „kľúč“, ktorý označuje katódu alebo zápornú polaritu.

Pripojenie k zdroju napájania

Prenos energie z prvkov s konštantným napätím je jednou z najzrejmejších možností na určenie polarity diódy, ktorá si vyžaduje použitie špeciálnej jednotky s progresívnou reguláciou napätia alebo klasickej batérie. Po pripojení sa napätie postupne zvyšuje, čo spôsobí rozsvietenie LED diódy a signalizuje, že je určená správna polarita.

Pripojenie diód k napájaniu

Pre kontrolu funkčnosti svetelnej diódy je bezpodmienečne nutné pripojiť prúdový obmedzovací odpor s odporom 680 ohmov.

Montážne kroky

Pri samostatnej montáži a následnom testovaní svetelných diód v prevádzkovom režime je vhodné použiť túto postupnosť:

• určiť technické vlastnosti uvedené v sprievodnej dokumentácii;
• zostavte schému zapojenia s prihliadnutím na úroveň napätia;
• vypočítať spotrebu energie elektrického obvodu;
• vyberte ovládač alebo napájací zdroj s optimálnym výkonom;
• vypočítajte odpor pri stabilizovanom napätí;
• určiť polaritu zdroja LED;
• spájkovacie vodiče na výstupy LED;
• pripojte zdroj energie;
• pripevnite diódu na radiátor.

Proces testovania svetelných diód zahŕňa pripojenie zostavenej konštrukcie k elektrickej sieti a meranie spotrebovaného prúdu.

Hviezda sa inštaluje na radiátor pomocou tepelne vodivej pasty a drôty by mali byť spájkované pomerne silnou spájkovačkou, čo je spôsobené prirodzenou absorpciou tepla hliníkom z kontaktnej plochy a spájky.

Napájacie zdroje

Na pripojenie LED sa používajú špeciálne napájacie zdroje vyvinuté v súlade so stanovenými požiadavkami a normami. Počas procesu návrhu budete musieť určiť účinník, energetickú účinnosť a úroveň zvlnenia.

Hlavnou črtou moderných napájacích zdrojov je prítomnosť vstavaného korektora účinníka a zariadenia pre vnútorné osvetlenie sa vyznačujú zvýšenými požiadavkami na úroveň zvlnenia prúdu.

Schémy zapojenia LED

Ak je napájací zdroj vo forme svetelných diód určený na použitie vo vonkajšom osvetlení, potom by stupeň ochrany takéhoto zariadenia mal byť IP-67 v širokom rozsahu teplôt.

LED zdroje v podmienkach stabilizácie prúdu poskytujú konštantné hodnoty výstupného prúdu v širokom rozsahu. Ak má zdroj pre LED lampu stabilizáciu napätia, potom sa pri podmienkach aktuálneho zaťaženia generuje konštantné výstupné napätie, ale nie viac ako maximálne prípustné hodnoty. Niektoré moderné prístroje majú kombinovanú stabilizáciu.

Ako pripojiť LED

Zabezpečenie funkčnosti svetelných diód si vyžaduje nielen prítomnosť zdroja energie, ale aj prísne dodržiavanie schémy zapojenia.

K 1,5 V

Prevádzkové napätie svetelných diód spravidla presahuje 1,5 V, takže ultrasvietivé LED diódy potrebujú zdroj energie minimálne 3,2-3,4 V. Pri pripájaní sa používa menič napätia vo forme blokovacieho generátora pomocou rezistor, tranzistor a transformátor.

LED napájame na 1,5 wattu

Použitie zjednodušeného obvodu bez stabilizátora umožňuje nepretržitú prevádzku svetelných diód, kým napätie v batérii neklesne na 0,8 V.

K 5V

Pripojenie LED k batérii s menovitým prúdom 5 V zahŕňa pripojenie odporu s odporom v rozsahu 100-200 Ohmov.

Paralelné zapojenie LED diód

Ak je na inštaláciu dvojice diód potrebné pripojenie 5 V, potom sa k elektrickému obvodu zapojí sériovo obmedzujúci typ odporu s odporom nie väčším ako 100 Ohmov.

K 9 V

Batéria Krona má relatívne malú kapacitu, preto sa tento zdroj energie používa len veľmi zriedka na pripojenie dostatočne výkonných LED. Podľa maximálneho prúdu, ktorý nepresahuje 30-40 mA, sa najčastejšie sériovo zapájajú tri svetelné diódy s prevádzkovým prúdom 20 mA.

K 12 V

Štandardný algoritmus na pripojenie diód k 12 V batérii zahŕňa určenie typu jednotky, zistenie menovitého prúdu, napätia a spotreby energie, ako aj pripojenie na svorky s povinnou polaritou. V tomto prípade je odpor umiestnený na ľubovoľnej časti elektrického obvodu.

Kontakty v miestach pripojenia svetelných diód sú bezpečne utesnené a po bežnej kontrole výkonu izolované špeciálnou páskou.

K 220 V

Pri použití je nevyhnutne obmedzený prúd, ktorý bude pretekať svetelnou diódou, čo zabráni prehriatiu a poruche svetelného zariadenia. Je tiež potrebné znížiť úroveň spätného napätia LED, aby sa zabránilo poruche.

Schéma zapojenia pre LED do 220 voltov

Obmedzenie úrovne prúdu v podmienkach striedavého napätia sa dosahuje odpormi, kondenzátormi alebo induktormi. Napájanie diódy pri konštantnom napätí vyžaduje použitie iba rezistorov.

Napájanie LED diód od 220 V vlastnými rukami

Ovládač pre 220 V diódové svetelné zdroje je neoddeliteľnou súčasťou montáže bezpečného a odolného zariadenia a je celkom možné si takéto zariadenie vyrobiť sami. Aby diódy vyžarujúce svetlo fungovali z tradičnej siete, bude potrebné znížiť amplitúdu napätia, znížiť prúd a tiež premeniť striedavé napätie na konštantné hodnoty. Na tento účel sa používa delič s odporom alebo kapacitnou záťažou, ako aj stabilizátory.

Pripojenie LED pásika na 220 V

Spoľahlivým domácim driverom pre 220 V diódové zdroje svetla môže byť elementárny spínaný zdroj, ktorý nemá galvanické oddelenie. Najdôležitejšou výhodou tejto schémy je jej jednoduchosť prevedenia doplnená spoľahlivosťou prevádzky.

Pri vykonávaní montáže sami však musíte byť veľmi opatrní, pretože vlastnosťou tohto obvodu je úplná absencia obmedzení výstupného prúdu.

LED diódy samozrejme odoberú štandardných 1,5 A, ale kontakt rúk s holými vodičmi vyvolá zvýšenie na 10 A alebo viac, čo je veľmi citeľné.

Štandardný obvod najjednoduchšieho 220V LED ovládača je založený na troch hlavných stupňoch, ktoré predstavujú:

• delič napätia na indikátoroch odporu;
• diódový mostík;
• stabilizácia napätia.

Na vyhladenie zvlnenia napätia budete musieť paralelne k obvodu pripojiť elektrolytický kondenzátor, ktorého kapacita sa volí individuálne v súlade s výkonom záťaže.

Stabilizátorom môže byť v tomto prípade celkom dobre verejne dostupný prvok L-7812. Treba si uvedomiť, že takto zostavený obvod 220-voltových diódových svetelných zdrojov sa vyznačuje stabilným výkonom, avšak pred pripojením do elektrickej siete je potrebné dôkladne izolovať odkryté vodiče a miesta spájkovania.

Alebo svetelná dióda ( Angličtina. LED dióda vyžarujúca svetlo) je polovodičové zariadenie s prechodom elektrón-diera, ktoré vytvára optické žiarenie, keď ním prechádza elektrický prúd v priepustnom smere. Inými slovami, svieti, keď ním preteká prúd. Vyzerá to ako jednoduchá žiarovka, ale LED je zložitejšia. Článok hovorí o vlastnostiach LED, ako správne pripojiť LED a ako vypočítať odpor pre LED.

Vlastnosti LED

Aby ste pochopili, ako správne pripojiť LED diódy, musíte pochopiť niektoré funkcie:

• LED je napájaná prúdom. Napätie dodávané do LED nezáleží. Môže to byť buď 3V alebo 1000V. Hlavná vec je vydržať požadovaný prúd. Ak je nedostatok prúdu, LED svieti slabšie ako môže. Keď je prúd prekročený, LED dióda svieti jasnejšie, ale je veľmi horúca. LED, ktorá dostane viac prúdu, ako očakáva, sa prehreje a vydrží veľmi krátko. V tomto prípade je vždy lepšie „nedostatočne vyplniť“.
• pokles napätia. Dôležitou charakteristikou LED je pokles napätia. Táto hodnota ukazuje koľko volt napätie sa zníži pri prechode cez LED v sériovom zapojení. Napríklad, ak pokles napätia LED 3,4 voltov, potom s napájacím napätím 12 voltov, po prvej LED zostáva 12-3,4 = 8,6 voltov. Na druhom sa stratí ďalších 3,4 voltov. Bude tam 8,6-3,4 = 5,2V. A po treťom tam bude 5,2-3,4 = 1,8 voltov. To je menej ako pokles napätia LED. To znamená, že nebudeme môcť napájať viac LED diód.
• teplotný režim. LED sa pri rozsvietení zahrieva. Čím je LED výkonnejšia, tým je teplejšia. V prípade LED s nízkym príkonom v plastovom obale možno zanedbať ich ohrev. Ak máte čo do činenia so supersvietivými LED diódami, musíte myslieť na chladenie.
• polarita. Pri pripájaní LED je potrebné dodržať polaritu. Ak zamieňate plus a mínus, nestane sa nič obzvlášť zlé, ale LED nebude svietiť a nebude cez ňu prechádzať žiadny prúd. LED má 2 vývody: anódu a katódu. Anóda je kladný pól. Pripája sa na kladný pól napájacieho zdroja. Katóda je negatívna. Je pripojený na mínus (zem). Keď držíte LED diódu v ruke, vodiče je možné rozlíšiť podľa ich dĺžky: anóda je dlhšia ako katóda. Vo vnútri LED žiarovky je možné vodiče rozlíšiť aj podľa veľkosti. Katóda je masívnejšia a má tvar misky.

Dióda vyžarujúca svetlo. Rozdiel v dĺžke katódy a anódy je viditeľný.

Dióda vyžarujúca svetlo. Zblízka môžeme vidieť katódu v tvare misky.

Požadovaný úbytok prúdu a napätia nájdete v špecifikácii LED. Ak už máte LED diódu, ale nepoznáte jej vlastnosti, môžete predpokladať, že požadovaný prúd je 25 mA a pokles napätia by mal byť 3 V. Zdalo by sa, že tieto parametre sú ideálne na pripojenie LED priamo na pin Arduino. Ale také jednoduché to nie je. Ako je uvedené vyššie, LED je aktuálne zariadenie. Ak si bežná žiarovka zvolí vlastný prúd, potom si LED zvolí svoje vlastné napätie. To znamená, že ak LED vyžaduje pre seba 3V a my jej dodávame 5V, prúd sa zvýši natoľko, že LED vyhorí. Stáva sa to preto, že sa snaží udržať svoje napätie na 3V a zdroj sa snaží vydať svojich 5V. Začína sa smrteľný boj. Ak je zdroj napájania slabý a LED je schopná stiahnuť napätie na ňom na požadovanú úroveň, prežije, ale ak nie, napájací zdroj vyhrá bitku a LED sa spáli. Aby ste sa vyhli problémom, musíte stabilizovať prúd pre LED. Najjednoduchším stabilizátorom prúdu je rezistor. Zapojíme odpor do série s LED; odpor oslabuje zdroj energie a stabilizuje prúd. Pri pripájaní veľkých a výkonných LED diód sa namiesto rezistorov používajú špeciálne prúdy. Musíte byť schopní vypočítať odpor.

Výpočet odporu pre LED

Pri výpočte odporu nie je nič zložité. Zo vzorcov nám stačí Ohmov zákon: sila prúdu v úseku obvodu je priamo úmerná napätiu a nepriamo úmerná elektrickému odporu daného úseku obvodu.

Na výpočet odporu rezistora pre LED ( R) čo potrebujete vedieť: napájacie napätie ( Upit), pokles napätia na LED ( Usv) a prúd požadovaný LED ( ja).

Vzorec je veľmi jednoduchý: R = (Upit - Usv) / I

Na zjednodušenie výpočtu sa používa niekoľko „štandardných“ parametrov:

spotreba = 5 V, Usv=3 V, I = 25 mA = 0,025 A

R = 5 - 3 / 0,025 = 80 Ohm

Najbližšia hodnota štandardného odporu je 100 ohmov.

Keďže sa však často musíme zaoberať LED diódami, ktorých presné parametre nie sú známe, moje osobné odporúčanie je vylúčiť zo vzorca pokles napätia. Takto získame univerzálny vzorec na výpočet odporu pre akúkoľvek LED, pričom obmedzíme prúd s rezervou a nestrácame veľa na jase. Ak však staviate svietidlo a je pre vás dôležité dosiahnuť maximálnu svietivosť LED, použite celý vzorec vyššie. Takže podľa môjho zjednodušeného vzorca bude výpočet takýto:

R = 5 / 0,025 = 200 Ohm

Najbližšia hodnota štandardného odporu je 220 ohmov. Použijeme ho na spojenie. Rezistor by mal byť zahrnutý v obvode medzi kladným pólom zdroja a anódou LED.

Teraz viete, ako správne pripojiť jednu LED. Ale čo robiť. keď potrebujete pripojiť viacero LED k jednému zdroju?

Pripojenie viacerých LED diód

Pri pripájaní jednej LED nie je nič zložité. Práve sme o tom diskutovali trochu vyššie. Čo je však správne robiť, ak jedna LED dióda nestačí? Napríklad chceme pripojiť 15 LED z 12V zdroja. Zoberme si štandardné parametre LED pre výpočty. Pre ďalšie uvažovanie budete musieť znova stlačiť starého muža Ohma a nezabudnite, že pri sériovom zapojení sa napätie sčítava (v tomto prípade hovoríme o poklese napätia na každej LED) a prúd zostáva nezmenený. Paralelne je to naopak. Teraz sa pozrime na rôzne možnosti pripojenia LED diód.

Sériové pripojenie

Najjednoduchší spôsob. Všetky LED diódy spájame do girlandy jeden po druhom. Katóda prvého k anóde druhého atď. Prúd požadovaný LED diódami v paralelnom zapojení nezávisí od počtu LED a je 25 mA. Budete tiež musieť vziať do úvahy pokles napätia na každej LED. Zvedavý čitateľ, priateľský k matematike, mal teraz zakolísať. Pokles napätia sa vypočíta ako súčet poklesov napätia pre všetky LED diódy. Áno, a musíte si nechať rezervu. Oplatí sa nechať rezervu vzhľadom na to, že LED diódy nie sú ideálne. Pokles napätia sa značne líši aj pre LED od rovnakého výrobcu a v rovnakej šarži. Pokles závisí od teploty a dokonca sa zvyšuje so starnutím LED. Náš pokles bude 15*3 = 45V. A zdroj je len 12 voltov. Táto možnosť už nie je dostupná. Môžeme si dovoliť zapojiť len 12/4 = 4 LED do série. Len s 3 LED diódami paralelne ako náhrada. Teraz môžete pred reťaz troch LED diód pripojiť odpor obmedzujúci prúd 480 ohmov (R = 12/0,025 = 480) a radovať sa. Všetky tri LED teraz dostávajú prúd 25 mA. Ale nedokonalosť LED znamená, že sa môžeme stretnúť s príkladom, ktorý je navrhnutý pre prúd iba 20 mA. Alebo trochu menej. Alebo trochu viac. Nevadí. Dôležité je, že našich vypočítaných 25 mA sa ukáže ako prehnaných. Takáto LED sa začne zahrievať a horieť skôr ako ostatné. Prestane cez seba prechádzať prúd. Potom zhasnú aj všetky ostatné LED diódy. Sériové pripojenie nie je dostatočne spoľahlivý obvod. Jedna vypálená LED narúša chod celého reťazca.

Výhody: jednoduchý a lacný obvod, nízka spotreba prúdu.
Nedostatky: potreba zdroja energie s vysokým napätím, extrémne nízka spoľahlivosť obvodu.

Podarilo sa nám teda zapojiť len 3 LED diódy do série. Čo ak však potrebujete pripojiť všetkých 15?

Paralelné zapojenie LED diód

Tu to máme naopak. Prúd sa musí vynásobiť počtom LED a pokles napätia sa musí vypočítať iba raz.
Aktuálna sila: I = 0,025 * 15 = 0,375 A
Budeme potrebovať napájací zdroj schopný dodať maximálny prúd 0,375 A. Zaokrúhlime to na 0,35 (pamätáte si, že je lepšie „nedopĺňať“?). Z hľadiska napätia sme sa tiež zmestili: 12 - 2 = 10. Ostáva s veľkou rezervou.

Zvedavý čitateľ, ktorý narazil o pár odsekov skôr, môže zvolať: „Počkaj! Prečo teda potrebujeme 12 voltov, ak si vystačíme s piatimi?" "Môcť!" - odpovieme mu. Neponáhľajte sa však so závermi, toto ešte nie je koniec.

Rozhodli sme sa, že LED diódy budú zapojené paralelne. Je potrebné obmedziť prúd v obvode. Povedzme, že nemáme špeciálneho vodiča. Zoberme si odpor. Vypočítajme požadovaný odpor pomocou dlho známeho vzorca: 12 V * 0,35 A = 4,2 ohmov. Pripojme ho medzi zdroj energie a anódy LED:

To je, zdá sa, všetko. Ale je tu problém:

NEROB TO!!!

Ako je uvedené vyššie, LED diódy nemusia mať nevyhnutne vlastnosti, ktoré deklaruje výrobca. Vždy existuje variácia. A tak nastavíme prúd na 0,35 ampéra a pozrieme sa na žiariaci rad LED. Všetky však potrebujú iný prúd. Jedna, ako sme vypočítali, 25mA, druhá - 20mA, tretia 21mA, ale našli sme úplne krivou LED, potrebuje len 15mA. A prejdeme cez ňu 25 - takmer 2 krát viac. LED sa zahrieva a rýchlo vyhorí. V rade je o 1 LED menej. Teraz potrebujeme 35 mA na napájanie zostávajúcich LED diód. Zatiaľ to nevyzerá obzvlášť zle. Prúd sme obmedzili rezervou. Sme skvelí. Ale ďalšia LED zlyhala. Zostáva 13. Teraz je všetok náš prúd rozdelený nie na 15, ale na 13 LED. Každý z nich predstavuje 26 mA. Teraz absolútne všetky LED pracujú so zvýšeným prúdom. Veľmi skoro sa prehreje ďalší. Tie najvytrvalejšie dostanú 29 mA – 116 % nominálnej hodnoty. Len 2 vyhorené LED diódy spustili reťazovú reakciu. Čoskoro vyhorí celý riadok a nikdy nepochopíte prečo (alebo pochopíte, práve sme všetko vyriešili). V skutočnosti je ľahké zbaviť sa takého smutného scenára. Každá LED musí mať vlastný odpor obmedzujúci prúd. Pre prúd 25mA a napätie 12V je potrebný odpor 480 Ohm. To vás nezachráni pred problémom „krivých“ LED diód, ale ich vyhorenie nijako neovplyvní ostatné.

Výhody: najvyššia spoľahlivosť.
Nedostatky: vysoká spotreba prúdu, vysoké náklady na obvod.

Ideálne je paralelné zapojenie LED. Vždy sa snažte zapájať LED diódy paralelne a obmedzte prúd každej LED samostatne vlastným odporom. Ak používate ovládače LED (), potom každému LED potrebuje pripojiť vlastný ovládač. To je dôvod, prečo sú paralelné obvody s mnohými LED príliš drahé. V skutočnosti musíte urobiť kompromis a spojiť LED diódy do reťazí.

Kombinovaný spôsob pripojenia LED diód

Takže. Spojme našich 15 LED diód kombinovaným spôsobom. Pripomeňme si výpočet pre sériové pripojenie. Tam sme zistili, že pokojne dokážeme napájať 3 LED z 12 voltov. Každá z 3 LED bude vyžadovať 480 ohmový odpor. Toto bude náš reťazec - 3 LED diódy a odpor. Teraz spojíme 5 takýchto reťazcov paralelne. Pri paralelnom zapojení zostáva napájacie napätie nezmenené a prúd pre každý reťazec sa násobí počtom reťazcov. Ukazuje sa, že potrebujete 12V zdroj a 5*0,025=0,125A. Ako vidíte, tento spôsob pripojenia výrazne šetrí prúd.

Výhody: nízka spotreba prúdu s vysokou hustotou LED, každý reťazec je nezávislý od svojich susedov vďaka vlastnému odporu obmedzujúcemu prúd.
Nedostatky: vo vnútri reťazca dostaneme rovnaké problémy ako pri bežnom paralelnom zapojení. Ak sú v reťazci „krivé“ LED diódy, zlyhá skôr ako ostatné.

Kombinované zapojenie LED diód. 3 reťaze po 3 LED.

závery

Pri pripájaní LED diód k zdroju napájania je vhodnejšie použiť paralelné pripojenie, pričom každá LED má samostatný stabilizátor. Pri pripájaní veľkého počtu LED je možné pre zníženie nákladov na dizajn kombinovať sériové a paralelné spôsoby zapojenia LED pre dosiahnutie optimálnych výsledkov.

Pri navrhovaní elektrických obvodov, ktoré zahŕňajú viac ako jednu LED, vzniká otázka, ktoré pripojenie LED je lepšie zvoliť: sériové alebo? Pri pohľade do budúcnosti to berieme na vedomie sekvenčné prepínanie je vždy efektívnejšie, ale nie vždy je ľahké implementovať. Poďme zistiť prečo?

Prúdovo-napäťová charakteristika LED (voltampérová charakteristika)

LED je nelineárny prvok elektrického obvodu, jej CVC má takmer rovnaký tvar ako konvenčná kremíková dióda. Obrázok 1 zobrazuje charakteristiku prúdového napätia výkonnej bielej LED, jedného z popredných svetových výrobcov.

Graf ukazuje, že pri zvýšení napätia iba o 0,2 V (napríklad úsek 2,9 ... 3,1 V) sa sila prúdu viac ako zdvojnásobí (od 350 mA do 850 mA). Platí to aj naopak: keď sa prúd mení v pomerne širokom rozsahu, pokles napätia sa mení veľmi mierne. Je to veľmi dôležité.

Druhým dôležitým bodom je, že pokles napätia od vzorky k vzorke v jednej dávke sa môže líšiť o niekoľko desatín voltu (technologická variácia). Z tohto dôvodu musí byť stabilizovaný prúdom, nie napätím. Svetelný tok je mimochodom tiež normalizovaný v závislosti od jednosmerného prúdu. Teraz sa pozrime, ako sú tieto informácie užitočné pri výbere schémy pripojenia.

Sériové pripojenie (obrázok 2).

Na schéme je znázornené sériové zapojenie troch LED HL1 ... HL3 na zdroj konštantného prúdu J. Pre jednoduchosť si zoberme ideálny zdroj prúdu, t.j. zdroj, ktorý poskytuje konštantný prúd rovnakej veľkosti bez ohľadu na zaťaženie. Pretože sila prúdu v uzavretom obvode je rovnaká, cez každý prvok zapojený do série do tohto obvodu preteká prúd rovnakej veľkosti I 1 =I 2 =I 3 =J. V súlade s tým je zabezpečený rovnaký jas. Rozdiel v úbytkoch napätia na jednotlivých LED v tomto prípade nezáleží a prejaví sa len vo veľkosti rozdielu potenciálov medzi bodmi 1 a 2.

Uvažujme o konkrétnom príklade výpočtu takejto schémy. Povedzme, že potrebujeme napájať tri LED zapojené do série s prúdom 350 mA. Pokles napätia pri tomto prúde sa podľa výrobcu môže pohybovať od 2,8 V do 3,2 V.

Vypočítajme požadovaný rozsah výstupného napätia zdroja prúdu:

U min = 2,8 x 3 = 8,4 V;

U max = 3,2 × 3 = 9,6 V.

Maximálny výkon spotrebovaný LED diódami bude P=9,6×0,35=3,4 W.

Preto musí mať zdroj tieto parametre:

Výstupný stabilný prúd - 350 mA;

Výstupné napätie - 9 V ± 0,6 V (alebo ± 7%);

Výstupný výkon - nie menej ako 3,5 wattu.

Všetko je mimoriadne jednoduché.

Komerčne dostupné napájacie zdroje pre LED diódy () majú zvyčajne širší rozsah výstupného napätia, takže konštruktér osvetľovacieho zariadenia nie je viazaný na konkrétny počet vyžarujúcich diód, ale má určitú voľnosť konania. V tomto prípade môžete zapojiť do série napríklad 1 až 8 LED k rovnakému zdroju.

Sekvenčný spínací obvod má však svoje nevýhody.

1. Po prvé, ak jedna z diód v obvode zlyhá, zo zrejmých dôvodov zhasnú aj všetky ostatné. Výnimkou je skrat LED - v tomto prípade sa obvod nepreruší.
2. Po druhé, pri veľkom počte LED je ťažšie implementovať nízkonapäťovú energiu.

Napríklad, ak je úlohou napájať 10 LED v sérii (ide o úbytok napätia cca 30 V) z autobatérie, tak sa bez boost konvertora nezaobídete. A to znamená dodatočné náklady, rozmery a zníženie účinnosti.

Paralelné pripojenie (obrázok 3).

Uvažujme teraz o paralelnom zapojení tých istých svetelných diód.

Podľa prvého Kirchhoffovho zákona:

J=I 1 + I 2 + I 3,

Aby bola každá LED dióda vybavená jednowattovým režimom (I=350mA), zdroj prúdu musí produkovať 1050 mA s výstupným napätím približne 3 V.

Ako bolo uvedené vyššie, LED diódy majú určité technologické rozdiely v parametroch, takže v skutočnosti prúdy nebudú rozdelené rovnako, ale v pomere k ich rozdielovým odporom.

Napríklad, ak pokles napätia vpred nameraný na týchto LED pri 350 mA bol 2,9 V, 3 V, 3,1 V pre HL1, HL2 a HL3. Potom, keď sa zapne podľa prezentovaného diagramu, prúdy budú rozdelené takto:

I1 ~ 360 mA;

I2 ~ 350 mA;

I 3 ≈340 mA.

To znamená, že jas žiary bude iný. Na vyrovnanie prúdov sú odpory zvyčajne zahrnuté v takýchto obvodoch v sérii s LED diódami (obrázok 4).

Vyrovnávacie odpory zvyšujú spotrebu energie celého obvodu a tým znižujú účinnosť.

Tento spôsob pripojenia sa najčastejšie používa pri nízkonapäťových zdrojoch, napríklad v prenosných zariadeniach s elektrochemickými zdrojmi energie (nabíjacie batérie, batérie). V ostatných prípadoch sa odporúča zapojiť LED diódy do série.

Sériovo-paralelné pripojenie

Ak je potrebné pripojiť veľké množstvo LED diód, je možné použiť sériovo-paralelné zapojenie. V tomto prípade je paralelne zapojených niekoľko vetiev s LED diódami zapojenými do série.

Ide o to, že toto osvetlenie je nielen dosť výkonné, ale aj cenovo výhodné. LED diódy sú polovodičové diódy v epoxidovom obale.

Spočiatku boli dosť slabé a drahé. Ale neskôr boli do výroby uvoľnené veľmi jasné biele a modré diódy. V tom čase sa ich trhová cena znížila. V súčasnosti existujú LED diódy takmer akejkoľvek farby, čo viedlo k ich použitiu v rôznych oblastiach činnosti. Ide napríklad o osvetlenie rôznych miestností, podsvietenie obrazoviek a nápisov, použitie na dopravných značkách a semaforoch, v interiéri a svetlometoch áut, v mobilných telefónoch a pod.

Popis

LED diódy spotrebúvajú málo elektriny, v dôsledku čoho takéto osvetlenie postupne nahrádza už existujúce svetelné zdroje. V špecializovaných predajniach si môžete kúpiť rôzne položky založené na LED osvetlení, od klasickej lampy a LED pásika, až po všetky spoločné, že na pripojenie vyžadujú prúd 12 alebo 24 V.

Na rozdiel od iných svetelných zdrojov, ktoré využívajú vykurovacie teleso, tento využíva polovodičový kryštál, ktorý generuje optické žiarenie pod vplyvom prúdu.

Aby ste pochopili obvody na pripojenie LED k sieti 220V, musíte najprv povedať, že nemôže byť napájaná priamo z takejto siete. Preto, aby ste mohli pracovať s LED diódami, musíte dodržiavať určitú postupnosť ich pripojenia k sieti vysokého napätia.

Elektrické vlastnosti LED

Prúdovo-napäťová charakteristika LED je strmá čiara. To znamená, že ak sa napätie čo i len mierne zvýši, prúd sa prudko zvýši, čo spôsobí prehriatie LED a následné vyhorenie. Aby sa tomu zabránilo, je potrebné do obvodu zahrnúť obmedzovací odpor.

Je však dôležité nezabudnúť na maximálne prípustné spätné napätie LED 20 V. A ak je pripojené k sieti s obrátenou polaritou, dostane amplitúdové napätie 315 voltov, to znamená 1,41-krát viac ako prúd jeden. Faktom je, že prúd v 220-voltovej sieti je striedavý a spočiatku pôjde jedným smerom a potom späť.

Aby sa zabránilo pohybu prúdu v opačnom smere, spínací obvod LED by mal byť nasledovný: k obvodu je pripojená dióda. Neprejde spätným napätím. V tomto prípade musí byť pripojenie paralelné.

Ďalšou schémou pripojenia LED k 220 voltovej sieti je inštalácia dvoch LED diód chrbtom k sebe.

Pokiaľ ide o napájanie zo siete so zhášacím odporom, nie je to najlepšia možnosť. Pretože rezistor uvoľní silný výkon. Napríklad, ak použijete odpor 24 kOhm, stratový výkon bude približne 3 W. Keď je dióda zapojená do série, výkon sa zníži na polovicu. Spätné napätie na dióde by malo byť 400 V. Keď sú zapnuté dve LED diódy počítadla, môžete nainštalovať dva dvojwattové odpory. Ich odpor by mal byť polovičný. To je možné, keď sú v jednom puzdre dva kryštály rôznych farieb. Zvyčajne je jeden kryštál červený, druhý zelený.

V prípade, že sa použije odpor 200 kOhm, nie je potrebná prítomnosť ochrannej diódy, pretože spätný prúd je malý a nespôsobí zničenie kryštálu. Táto schéma pripojenia LED k sieti má jednu nevýhodu - nízky jas žiarovky. Dá sa použiť napríklad na osvetlenie izbového vypínača.

Vzhľadom na skutočnosť, že prúd v sieti je striedavý, umožňuje to vyhnúť sa plytvaniu elektrickou energiou na ohrev vzduchu pomocou obmedzovacieho odporu. S touto úlohou sa vyrovná kondenzátor. Koniec koncov, prechádza striedavým prúdom a nezohrieva sa.

Je dôležité si zapamätať, že oba polcykly siete musia prejsť cez kondenzátor, aby mohol prejsť striedavým prúdom. A keďže LED vedie prúd len jedným smerom, je potrebné umiestniť bežnú diódu (alebo prídavnú LED) protibežne k LED. Potom vynechá druhú polovicu tretiny.

Keď je obvod na pripojenie LED k 220-voltovej sieti vypnutý, na kondenzátore zostane napätie. Niekedy je dokonca plná amplitúda 315 V. To hrozí zásahom elektrickým prúdom. Aby ste tomu zabránili, musíte okrem kondenzátora zabezpečiť aj vysokohodnotný vybíjací odpor, ktorý po odpojení od siete okamžite vybije kondenzátor. Pri bežnej prevádzke preteká týmto odporom nepatrný prúd, ktorý ho nezohrieva.

Na ochranu pred pulzným nabíjacím prúdom a ako poistku inštalujeme odpor s nízkym odporom. Kondenzátor musí byť špeciálny, ktorý je určený pre obvod so striedavým prúdom najmenej 250 V alebo 400 V.

Schéma postupného prepínania LED zahŕňa inštaláciu žiarovky z niekoľkých LED zapojených do série. Pre tento príklad stačí jedna počítacia dióda.

Pretože pokles napätia na rezistore bude menší, celkový pokles napätia na LED sa musí odpočítať od zdroja energie.

Je potrebné, aby inštalovaná dióda bola navrhnutá na prúd podobný prúdu prechádzajúcemu cez LED a spätné napätie sa musí rovnať súčtu napätí na LED. Najlepšie je použiť párny počet LED a pripojiť ich chrbtom k sebe.

V jednom reťazci môže byť viac ako desať LED. Ak chcete vypočítať kondenzátor, musíte odpočítať veľkosť poklesu napätia LED od amplitúdového napätia siete 315 V. V dôsledku toho zistíme počet poklesov napätia na kondenzátore.

Chyby pripojenia LED

• Prvá chyba je, keď pripojíte LED bez obmedzovača priamo k zdroju. V tomto prípade LED zlyhá veľmi rýchlo kvôli nedostatku kontroly nad aktuálnou hodnotou.
• Druhou chybou je pripojenie LED inštalovaných paralelne k spoločnému odporu. V dôsledku rozptylu parametrov bude jas LED diód odlišný. Okrem toho, ak jedna z LED diód zlyhá, prúd druhej LED sa zvýši, čo môže spôsobiť jej vyhorenie. Takže keď sa použije jeden odpor, LED diódy musia byť zapojené do série. To vám umožňuje ponechať rovnaký prúd pri výpočte odporu a sčítaní napätí LED.
• Treťou chybou je, keď sa LED diódy, ktoré sú navrhnuté pre rôzne prúdy, zapínajú sériovo. To spôsobí, že jedna z nich slabo horí, alebo sa naopak opotrebováva.
• Štvrtou chybou je použitie odporu, ktorý nemá dostatočný odpor. Z tohto dôvodu bude prúd pretekajúci cez LED príliš veľký. Časť energie sa pri príliš vysokom prúdovom napätí premení na teplo, čo má za následok prehriatie kryštálu a výrazné zníženie jeho životnosti. Dôvodom sú defekty kryštálovej mriežky. Ak sa prúdové napätie ďalej zvyšuje a pn prechod sa zahrieva, povedie to k zníženiu vnútornej kvantovej účinnosti. V dôsledku toho jas LED klesne a kryštál sa zničí.
• Piatou chybou je zapnutie LED pri 220V, ktorého obvod je veľmi jednoduchý, bez obmedzenia spätného napätia. Maximálne prípustné spätné napätie pre väčšinu LED je približne 2V a spätné polovičné napätie ovplyvňuje pokles napätia, ktorý sa rovná napájaciemu napätiu, keď je LED vypnutá.
• Šiestym dôvodom je použitie odporu, ktorého výkon je nedostatočný. To vyvoláva silné zahrievanie odporu a proces tavenia izolácie, ktorá sa dotýka jeho drôtov. Potom farba začne horieť a pod vplyvom vysokých teplôt dochádza k zničeniu. Rezistor totiž rozptýli len výkon, na ktorý bol navrhnutý.

Schéma zapnutia výkonnej LED

Na pripojenie vysokovýkonných LED je potrebné použiť AC/DC meniče, ktoré majú stabilizovaný prúdový výstup. To pomôže eliminovať potrebu rezistora alebo IC ovládača LED. Zároveň budeme môcť dosiahnuť jednoduché zapojenie LED, pohodlné používanie systému a zníženie nákladov.

Pred pripojením vysokovýkonných LED diód do siete sa uistite, že sú bezpečne pripojené k zdroju prúdu. Nepripájajte systém k napájaciemu zdroju, ktorý je pod napätím, inak sa poškodia LED diódy.

LED 5050. Charakteristika. Schéma zapojenia

Medzi nízkopríkonové LED patria aj plošné LED.Najčastejšie sa používajú na podsvietenie tlačidiel na mobilnom telefóne alebo na ozdobné LED pásy.

LED 5050 (veľkosť puzdra: 5 x 5 mm) sú polovodičové svetelné zdroje, ktorých priepustné napätie je 1,8-3,4 V a priepustný prúd na kryštál je do 25 mA. Zvláštnosťou LED diód SMD 5050 je, že ich dizajn pozostáva z troch kryštálov, ktoré umožňujú LED vyžarovať viacero farieb. Nazývajú sa RGB LED. Ich telo je vyrobené z tepelne odolného plastu. Difúzna šošovka je priehľadná a vyplnená epoxidovou živicou.

Aby 5050 LED diód vydržalo čo najdlhšie, musia byť pripojené k hodnotám odporu v sérii. Pre maximálnu spoľahlivosť obvodu je lepšie pripojiť ku každému reťazcu samostatný odpor.

Schémy zapínania blikajúcich LED diód

Blikajúca LED je LED, v ktorej je zabudovaná integrovaná frekvencia blikania. Frekvencia blikania sa pohybuje od 1,5 do 3 Hz.

Napriek tomu, že blikajúca LED je pomerne kompaktná, obsahuje čip polovodičového generátora a ďalšie prvky.

Pokiaľ ide o napätie blikajúcej LED, je univerzálne a môže sa líšiť. Napríklad pre vysoké napätie je to 3-14 voltov a pre nízke napätie je to 1,8-5 voltov.

K pozitívnym vlastnostiam blikajúcej LED teda patrí okrem malých rozmerov a kompaktnosti svetelného signalizačného zariadenia aj široký rozsah prípustného prúdového napätia. Okrem toho môže vyžarovať rôzne farby.

V určitých typoch blikajúcich diód LED sú zabudované približne tri viacfarebné diódy LED, ktoré majú rôzne frekvencie blikania.

Blikajúce LED diódy sú tiež celkom ekonomické. Faktom je, že elektronický obvod na zapínanie LED je vyrobený na MOS štruktúrach, vďaka čomu je možné samostatnú funkčnú jednotku nahradiť blikajúcou diódou. Vďaka svojej malej veľkosti sa blikajúce LED diódy často používajú v kompaktných zariadeniach, ktoré vyžadujú malé rádiové prvky.

V diagrame sú blikajúce LED diódy indikované rovnakým spôsobom ako bežné, jedinou výnimkou je, že čiary šípok nie sú len rovné, ale bodkované. Symbolizujú teda blikanie LED diódy.

Cez priehľadné telo blikajúcej LED je vidieť, že sa skladá z dvoch častí. Tam je na zápornom vývode katódovej základne kryštál diódy vyžarujúcej svetlo a na vývode anódy je čip oscilátora.

Všetky komponenty tohto zariadenia sú spojené pomocou troch zlatých prepojok. Ak chcete rozlíšiť blikajúcu LED od bežnej, stačí podržať priehľadný kryt smerom k svetlu. Tam môžete vidieť dva substráty rovnakej veľkosti.

Na jednom substráte je kocka kryštalického emitora svetla. Je vyrobený zo zliatiny vzácnych zemín. Na zvýšenie svetelného toku a zaostrenia, ako aj na vytvorenie obrazca žiarenia sa používa parabolický hliníkový reflektor. Tento reflektor v blikajúcej LED má menšiu veľkosť ako v normálnom. Je to spôsobené tým, že v druhej polovici puzdra je substrát s integrovaným obvodom.

Tieto dva substráty sú navzájom spojené pomocou dvoch zlatých drôtených prepojok. Čo sa týka tela blikajúcej LED, môže byť vyrobené buď z matného plastu rozptyľujúceho svetlo alebo z priehľadného plastu.

Vzhľadom na to, že žiarič v blikajúcej LED nie je umiestnený na osi symetrie puzdra, pre fungovanie rovnomerného osvetlenia je potrebné použiť monolitický farebný difúzny svetlovod.

Prítomnosť priehľadného tela možno nájsť iba v blikajúcich LED diódach veľkého priemeru, ktoré majú úzky vyžarovací diagram.

Blikajúci LED generátor pozostáva z vysokofrekvenčného hlavného oscilátora. Jeho práca je konštantná a frekvencia je približne 100 kHz.

Spolu s vysokofrekvenčným generátorom funguje aj delič založený na logických prvkoch. Ten zase vykonáva vysokofrekvenčné delenie až do 1,5-3 Hz. Dôvod kombinovaného použitia vysokofrekvenčného generátora s frekvenčným deličom je ten, že pre fungovanie nízkofrekvenčného generátora je potrebné mať kondenzátor s najväčšou kapacitou pre časový obvod.

Uvedenie vysokej frekvencie na 1-3 Hz vyžaduje prítomnosť deličov na logických prvkoch. A dajú sa celkom jednoducho použiť v malom priestore polovodičového kryštálu. Na polovodičovom substráte sa okrem deliča a hlavného vysokofrekvenčného oscilátora nachádza ochranná dióda a elektronický spínač. V blikajúcich LED diódach, ktoré sú určené pre napätie od 3 do 12 voltov, je zabudovaný obmedzovací odpor.

Nízke napätie Blikajúce LED diódy

Pokiaľ ide o nízkonapäťové blikajúce LED diódy, nemajú obmedzovací odpor. Pri reverzácii napájania je potrebná ochranná dióda. Je to potrebné, aby sa zabránilo poruche mikroobvodu.

Aby bola prevádzka vysokonapäťových blikajúcich LED diód dlhotrvajúca a neprerušovaná, napájacie napätie by nemalo presiahnuť 9 voltov. Ak sa aktuálne napätie zvýši, stratový výkon blikajúcej LED sa zvýši, čo povedie k zahrievaniu polovodičového kryštálu. Následne v dôsledku nadmerného tepla začne blikajúca LED dióda degradovať.

Ak je potrebné skontrolovať funkčnosť blikajúcej LED, aby ste to urobili bezpečne, môžete použiť 4,5 V batériu a 51 ohmový odpor zapojené do série s LED. Výkon odporu musí byť aspoň 0,25 W.

Inštalácia LED

Inštalácia LED diód je veľmi dôležitou otázkou z toho dôvodu, že priamo súvisí s ich životaschopnosťou.

Keďže LED diódy a mikroobvody nemajú radi statickú elektrinu a prehrievanie, diely sa musia spájkovať čo najrýchlejšie, nie dlhšie ako päť sekúnd. V tomto prípade musíte použiť spájkovačku s nízkym výkonom. Teplota hrotu by nemala presiahnuť 260 stupňov.

Pri spájkovaní môžete dodatočne použiť lekársku pinzetu. LED sa prichytáva bližšie k telu pomocou pinzety, čím vzniká dodatočný odvod tepla z kryštálu pri spájkovaní. Aby sa LED nohy nezlomili, nemali by byť príliš ohnuté. Musia zostať navzájom rovnobežné.

Aby sa predišlo preťaženiu alebo skratu, musí byť zariadenie vybavené poistkou.

Schéma pre plynulé zapnutie LED diód

Schéma pre plynulé zapínanie a vypínanie LED je medzi ostatnými populárna, zaujímajú sa o ňu majitelia áut, ktorí chcú svoje autá vyladiť. Tento obvod sa používa na osvetlenie interiéru auta. Ale to nie je jeho jediné využitie. Používa sa aj v iných oblastiach.

Jednoduchý LED soft-start obvod by mal pozostávať z tranzistora, kondenzátora, dvoch rezistorov a LED diód. Je potrebné vybrať odpory obmedzujúce prúd, ktoré môžu prechádzať prúdom 20 mA cez každý reťazec LED.

Obvod pre plynulé zapínanie a vypínanie LED nebude úplný bez kondenzátora. Je to on, kto umožňuje jeho zber. Tranzistor musí mať štruktúru pnp. A kolektorový prúd by nemal byť menší ako 100 mA. Ak je obvod plynulého spínania LED zostavený správne, na príklade osvetlenia interiéru auta sa LED diódy plynule zapnú za 1 sekundu a po zatvorení dverí plynule zhasnú.

Striedavo zapínajte LED diódy. Schéma

Jedným zo svetelných efektov pomocou LED diód je ich striedavé zapínanie. Hovorí sa tomu bežiaci oheň. Tento obvod pracuje na autonómnom napájaní. Pre jeho dizajn je použitý konvenčný spínač, ktorý dodáva napájacie napätie striedavo na každú z LED.

Uvažujme zariadenie pozostávajúce z dvoch mikroobvodov a desiatich tranzistorov, ktoré spolu tvoria hlavný oscilátor, samotné ovládanie a indexovanie. Z výstupu hlavného oscilátora sa impulz prenáša do riadiacej jednotky, známej aj ako desiatkové počítadlo. Potom napätie prejde na základňu tranzistora a otvorí ho. Anóda LED je pripojená k kladnému pólu zdroja energie, čo vedie k žiareniu.

Druhý impulz tvorí logický impulz na ďalšom výstupe počítadla a na predchádzajúcom sa objaví nízke napätie a zatvára tranzistor, čo spôsobí zhasnutie LED. Potom sa všetko deje v rovnakom poradí.