Išsami informacija apie LED prijungimo būdus

Mūsų gyvenime šviesos diodai užtikrintai išstumia kitus dirbtinės šviesos šaltinius iš apšvietimo technologijų. Bet jei kaitrines lempas galima prijungti tiesiai prie maitinimo šaltinio, LED ir išlydžio lempų prijungimui reikia specialių priemonių.

Tuo pačiu metu vieno šviesos diodo prijungimas nesukelia problemų. O įjungti nuo kelių vienetų iki šimtų nėra taip paprasta, kaip atrodo.

Šiek tiek teorijos

Kad šviesos diodas tinkamai veiktų, reikalinga nuolatinė įtampa arba srovė. Jie turėtų būti:

1. Nuolatinė kryptis. Tai yra, srovė LED grandinėje, kai yra įtampa, turi tekėti iš „+“ įtampos šaltinio į jo „-“.
2. stabilus, ty pastovaus dydžio, diodo veikimo metu.
3. Nepulsuojantis - po ištaisymo ir stabilizavimo nuolatinės įtampos ar srovės vertės neturėtų periodiškai keistis.
   Įtampos formos visos bangos lygintuvo išvestyje schema, kai filtruojama elektrolitiniu kondensatoriumi (juodos ir baltos spalvos stačiakampiai, pažymėti "+" diagramoje). Taškinė linija yra lygintuvo išėjimo įtampa. Kondensatorius įkraunamas iki pusės bangos amplitudės ir palaipsniui išsikrauna esant apkrovos pasipriešinimui. „Žingsniai“ yra pulsavimas. Žingsnio ir pusės bangos amplitudės santykis procentais yra pulsacijos koeficientas.

Dėl šviesos diodai iš pradžių buvo naudojami turimi įtampos šaltiniai - 5, 9, 12 V. O p-n sandūros darbinė įtampa yra nuo 1,9-2,4 iki 3,7-4,4 V. Todėl diodo įjungimas tiesiogiai beveik visada yra jo fizinis degimas iš perkaitimas esant didelei srovei. dabartinis poreikis ribą su srovę ribojančiu rezistoriumi, eikvodami energiją jam šildyti.

Šviesos diodai gali būti įjungiami nuosekliai iš kelių dalių. Tada, surinkus jų grandinę, pagal jų tiesioginių įtampų sumą galima pasiekti beveik maitinimo šaltinio įtampą. O likęs skirtumas „atmokamas“ jį išsklaidant šilumos pavidalu ant rezistoriaus.

Kai yra dešimtys diodų, jie jungiami nuosekliosiomis grandinėmis, kurios jungiamos lygiagrečiai.

LED kištukas

LED poliškumas - anodas arba pliusas ir katodas - minusą lengva nustatyti iš paveikslėlių:

Cilindriniais atvejais katodas žymimas pjūviu šone, anodas ilgesnis, katodas trumpesnis.

SMD šviesos diodų katodą rodo įpjova ant korpuso.

Galingų COB šviesos diodų matricose „+“ ir „-“ yra išspausti ant litavimo padėklų.

LED perjungimo grandinė

Šviesos diodas maitinamas nuolatine įtampa. Tačiau jo vidinės varžos netiesinės priklausomybės ypatybės reikalauja, kad veikimo srovė būtų laikoma siaurose ribose. Esant mažesnei nei vardinei srovei, ji mažėja šviesos srautas, o esant didesnei vertei, kristalas perkaista, padidėja švytėjimo ryškumas ir sumažėja „gyvenimas“. Paprasčiausias būdas jį išplėsti yra apriboti srovę per kristalą, įtraukiant srovę ribojantį rezistorių. Galingiems šviesos diodams tai ekonomiškai nenaudinga, nes jie maitinami nuolatine srove iš specialaus stabilios srovės šaltinio - vairuotojai.

serijinis ryšys

LED yra gana sudėtingas apšvietimo įrenginys. Jis veikia iš antrinio nuolatinės įtampos šaltinio. Kai galia didesnė nei 0,2-0,5 W, dauguma LED įrenginių naudoja srovės šaltinius. Jie nėra visiškai teisingi, amerikietiškai vadinami vairuotojais. Kai diodai jungiami nuosekliai, dažnai naudojami maitinimo šaltiniai, kurių įtampa yra 9, 12, 24 ir net 48 V. Tokiu atveju statoma nuosekli grandinė, kurioje gali būti nuo 3-6 iki kelių dešimčių. elementai.

Sujungus nuosekliai grandinėje, pirmojo šviesos diodo anodas per srovę ribojantį rezistorių prijungiamas prie maitinimo šaltinio „+“, o katodas – prie antrojo anodo. Ir taip visa grandinė yra sujungta.

Trijų serijinių šviesos diodų grupių nuoseklaus lygiagretaus sujungimo schema trijų LED elementų grandinėse. Kiekvienoje grandinėje kairėje yra srovės ribojimo rezistorius. Jis „užgesina“ diodų tiesioginių įtampų sumos perteklių.

Pavyzdžiui, raudonų šviesos diodų tiesioginė darbinė įtampa yra nuo 1,6 V iki 3,03 V. U_{ir tt}. = 2,1 V vienas šviesos diodas ant rezistoriaus, kurio šaltinio įtampa yra 12 V, turės 5,7 V įtampą:

12 V - 3x2,1 V = 12 - 6,3 = 5,7 V.

Ir jau 3 iš eilės grandinės yra sujungtos lygiagrečiai.

Šviesos diodo tiesioginės įtampos lentelė nuo jo švytėjimo spalvos.

Sujungus šviesos diodus nuosekliai, srovės per šviesos diodus bus vienodos, o kiekvieno elemento kritimas yra individualus. Tai priklauso nuo diodo vidinės varžos.

Serijinio ryšio savybės:

• vieno elemento lūžimas veda prie visų išjungimo;
• trumpinimas - perskirsto savo įtampą visoms likusioms, ant jų padidėja švytėjimo ryškumas ir greitėja degradacija.

Rekomenduojamas: Kaip sužinoti, kiek voltų yra šviesos diodas

Lygiagretus ryšys

Šioje LED prijungimo schemoje visi anodai yra sujungti vienas su kitu ir prie maitinimo šaltinio „+“, o katodai – prie „-“.

Tokia jungtis buvo ant pirmųjų LED girliandų, liniuočių ir juostelių, kai buvo maitinama 3–5 V įtampa.

Tai neteisingas ryšys. Neišvengiamai plintant parametrams srovės per šviesos diodus skirsis. Ir jie spindės kitaip. Ir jie įkaista ne taip pat. Dėl to perkaitintas perdegs, pavyzdžiui, esant atvirai grandinei. Srovė per likusius diodus D2, D3 padidės, o įtampa ant jų padidės, nes mažesnė bendra srovė per R1 duos mažesnį įtampos kritimą. Perdegs antrasis diodas, kurio vidinė p-n sandūros varža bus mažesnė.

Jei perdegimas įvyksta uždarius p-n sankryžą, visa akumuliatoriaus įtampa bus nukreipta į rezistorių R1. Jis perkais ir perdegs.

Lygiagretaus šviesos diodų prijungimo schema. Kiekvienas šviesos diodas yra tinkamai sujungtas nuosekliai su savo srovės ribojimo rezistoriumi.

Taip gali atrodyti tikras šešių lygiagrečiai sujungtų šviesos diodų dizainas. 

Nuotraukoje:

• pilkos juostelės – srovę nešančios padangos, t.y. laidai be izoliacijos;
• mėlyni cilindrai su užapvalintais galais - cilindriniai šviesos diodai su objektyvu gale;
• raudona - rezistoriai, ribojantys darbo srovę.

Bus neteisinga visus diodus prijungti prie vieno rezistoriaus. Dėl šviesos diodų charakteristikų sklaidos net vienoje partijoje, kuri gali siekti nuo 50 iki 200% ar daugiau, per diodus gali tekėti srovė, kuri labai skirsis. Todėl jie taip pat švytės ir kraus skirtingai. Vėliau labiausiai apkrauti, šviečiantys ryškiau nei kiti, perdegs arba suyra iki beveik visiško susilpnėjimo, prarasdami 70-90% šviesos srauto. Arba pakeiskite švytėjimo atspalvį iš balto į geltoną.

Taip pat skaitykite

Šviesos diodų lygiagrečio ir nuoseklaus prijungimo pagrindai

 

sumaišytas

Kombinuota arba mišri jungtis naudojama kuriant LED matricas, susidedančias iš daugybės dešimčių ar šimtų elementų arba nesupakuotų kristalų. Garsiausios iš jų yra COB matricos.

Šviesos diodų kombinuoto sujungimo matricoje schema: "standartinis" - nuosekliai sujungtos 4 kristalų grandinės kiekviename yra sujungtos lygiagrečiai ir prijungtos prie maitinimo šaltinio, "hibridas" - kristalai, šiuo atveju 8 vnt., yra sujungti nuosekliai. / lygiagrečiai su maitinimo šaltiniu.

Maitinimo įtampa ir darbinė srovė kartu su įjungimu bus mažesnės nei vardinės darbinės. Tik tokiomis sąlygomis matrica veiks daugiau ar mažiau ilgą laiką. Esant vardinei srovei, silpniausia grandis greitai perdegs, o likusi dalis palaipsniui perdegs. Tai baigsis nuosekliųjų grandinių pertraukomis ir lygiagrečių trumpinimu.

Šviesos diodo prijungimas prie 220 V tinklo

Jei maitinsite šviesos diodą tiesiai iš 220 V su srovės riba, tada jis švies teigiama pusbangiu ir užges su neigiama. Bet tai tik tuo atveju, kai p-n sandūros atvirkštinė įtampa yra daug didesnė nei 220 V. Paprastai ji yra apie 380-400 V.

Antrasis būdas įjungti yra per gesinimo kondensatorių.

Tinklo įtampa tiekiama į "tiltą" ant diodų VD1-VD4. Kondensatorius C1 "užges" apie 215-217 V. Likusieji išsitiesins. Po filtravimo kondensatoriumi C2, šviesos diodui taikoma pastovi įtampa. Nepamirškite apriboti srovės per diodą rezistoriumi.

Kita prijungimo schema yra su pusės bangos lygintuvu ant diodo ir su 30 kOhm ribojančiu rezistoriumi.

DĖMESIO! Dauguma grandinių, turinčių tiesioginį prijungimą prie 220 V tinklo, turi rimtą trūkumą - jos yra pavojingos žmonėms sužaloti esant aukštai įtampai - 220 V. Todėl jas reikia naudoti atsargiai, kruopščiai izoliuojant visas srovę nešančias dalis.

Išsami informacija apie LED prijungimą prie 220 V tinklo aprašyta čia.

Kaip maitinti diodus iš maitinimo šaltinio

Populiariausi transformatoriniai perjungiamieji maitinimo šaltiniai (PSU) suteikia 12 V apsaugą nuo srovės, trumpojo jungimo, perkaitimo ir kt.

Todėl šviesos diodai jungiami nuosekliai, o jų srovę riboja įprastas rezistorius. Grandinę sudaro 3 arba 6 diodai. Jų skaičius nustatomas pagal tiesioginę diodo įtampą. Jų suma srovės apribojimui turėtų būti 0,5–1 V mažesnė už PSU išėjimo įtampą.

Taip pat skaitykite

Šviesos diodo prijungimas prie 12 voltų

 

RGB ir COB šviesos diodų prijungimo ypatybės

Šviesos diodai su santrumpa RGB – Tai polichrominiai arba kelių spalvų skirtingų spalvų šviesos skleidėjai. Dauguma jų surinkti iš trijų LED kristalų, kurių kiekvienas skleidžia skirtingą spalvą.Toks mazgas vadinamas spalvų triada.

RGB LED prijungimas atliekamas taip pat, kaip ir įprasti šviesos diodai. Kiekviename tokio daugiaspalvio šviesos šaltinio atveju yra vienas kristalas: Raudona - raudona, Žalia - žalia ir Mėlyna - mėlyna. Kiekvienas šviesos diodas turi savo darbo įtampą:

• mėlyna - nuo 2,5 iki 3,7 V;
• žalia - nuo 2,2 iki 3,5 V;
• raudona - nuo 1,6 iki 2,03 V.

Kristalai gali būti sujungti vienas su kitu įvairiais būdais:

• su bendru katodu, t.y., trys katodai yra sujungti vienas su kitu ir su bendru gnybtu ant korpuso, o anodai turi savo gnybtą;
• su bendru anodu - atitinkamai visiems anodams išėjimas yra bendras, o katodai yra individualūs;
• nepriklausomas pinout - kiekvienas anodas ir katodas turi savo išėjimą.

Todėl srovę ribojančių rezistorių vertės skirsis.

RGB-LED kristalų sujungimas pagal schemą su bendru katodu.

Jungtis "su bendru anodu".

Abiem atvejais diodo korpuse yra 4 laidai, trinkelės SMD šviesos dioduose arba kaištis piranijos korpuse.

Nepriklausomų šviesos diodų atveju bus 6 išėjimai.

Tuo atveju SMD 5050 LED kristalai yra išdėstyti taip:

Kelių spalvų atveju 3 nepriklausomi žalios, raudonos ir mėlynos spalvos kristalai. Todėl, skaičiuodami rezistorių reikšmes, atminkite, kad kiekviena spalva turi savo diodo įtampą.

COB šviesos diodų prijungimas

Santrumpa COB yra pirmosios angliškos frazės chip-on-board raidės. Rusiškai tai bus – elementas arba krištolas ant lentos.

Kristalai klijuojami arba lituojami ant šilumą laidaus safyro arba silicio pagrindo. Patikrinus teisingas elektros jungtis, kristalai užpildomi geltonu fosforu.

COB šviesos diodai - tai matricinės struktūros, susidedančios iš dešimčių ar šimtų kristalų, sujungtų grupėmis kartu su puslaidininkių p-n jungtimis. Grupės yra nuoseklios šviesos diodų grandinės, kurių skaičius atitinka LED matricos maitinimo įtampą. Pavyzdžiui, esant 9 V įtampai, tai yra 3 kristalai, 12 V - 4.

Taip pat skaitykite

Kaip prijungti LED prie Arduino plokštės

 

Grandinės, sujungtos nuosekliai, yra sujungtos lygiagrečiai. Taigi gaunama reikiama matricos galia. Mėlynos spalvos kristalai užpildyti geltonu fosforu. Jis vėl spinduliuoja mėlyną šviesą į geltoną, todėl tampa baltas.

Šviesos kokybės, t.y. spalvų perteikimas gamybos procese reguliuoti fosforo sudėtį. Vieno ir dviejų komponentų fosforas suteikia žemą kokybę, nes spektre yra 2-3 emisijos linijos. Trijų ir penkių komponentų - gana priimtinas spalvų atkūrimas. Jis gali būti iki 85-90 Ra ir net didesnis.

Tokio tipo šviesos skleidėjų prijungimas nesukelia problemų. Jie įjungiami kaip įprastas galingas šviesos diodas, maitinamas standartinio srovės šaltinio. Pavyzdžiui, 150, 300, 700 mA. COB matricų gamintojas rekomenduoja rinktis srovės šaltinius su marža. Tai padės pradėjus eksploatuoti šviestuvą su COB matrica.