Pojedinosti o metodama povezivanja LED-a

U našem životu LED diode samouvjereno istiskuju druge izvore umjetne svjetlosti iz rasvjetne tehnologije. Ali ako se žarulje sa žarnom niti mogu spojiti izravno na napajanje, tada spajanje LED i žarulja za pražnjenje zahtijeva posebne mjere.

Istodobno, povezivanje jedne LED diode ne uzrokuje probleme. A uključivanje s nekoliko jedinica na stotine nije tako jednostavno kao što se čini.

Malo teorije

LED za ispravan rad zahtijeva konstantan napon ili struju. Oni bi trebali biti:

1. Konstantno u smjeru. To jest, struja u LED krugu, kada se primijeni napon, mora teći od izvora napona "+" do njegovog "-".
2. stabilan, tj. konstantne veličine, tijekom rada diode.
3. Ne pulsira - nakon ispravljanja i stabilizacije, vrijednosti konstantnog napona ili struje ne bi se trebale povremeno mijenjati.
   Shema oblika napona na izlazu punovalnog ispravljača kada se filtrira elektrolitičkim kondenzatorom (crno-bijeli pravokutnici označeni "+" na dijagramu). Isprekidana linija je napon na izlazu ispravljača. Kondenzator se puni do poluvalne amplitude i postupno se prazni na otporu opterećenja. "Koraci" su pulsacije. Omjer amplituda koraka i poluvala u postocima je faktor valovitosti.

Za LED diode isprva su se koristili dostupni izvori napona - 5, 9, 12 V. A radni napon p-n spoja je od 1,9-2,4 do 3,7-4,4 V. Stoga je izravno uključivanje diode gotovo uvijek njeno fizičko izgaranje od pregrijavanje velikom strujom. trenutna potreba limit s otpornikom za ograničavanje struje, trošeći energiju za zagrijavanje.

LED diode se mogu uključiti serijski u nekoliko komada. Zatim, sastavljanjem lanca od njih, moguće je, zbrojem njihovih prednjih napona, dostići gotovo napon izvora napajanja. A preostala razlika se "otplaćuje" rasipanjem u obliku topline na otporniku.

Kada postoje deseci dioda, one su spojene u serijski krug, koji su spojeni paralelno.

LED pinout

LED polaritet - anoda ili plus i katoda - minus je lako odrediti iz slika:

U cilindričnim slučajevima katoda je označena rezom sa strane, anoda je duža, a katoda kraća.

Katoda SMD LED dioda označena je rezom na kućištu.

U matricama snažnih COB LED-a, “+” i “-” su istisnuti na jastučićima za lemljenje.

LED sklopni krug

LED se napaja konstantnim naponom. Ali značajke nelinearne ovisnosti njegovog unutarnjeg otpora zahtijevaju da se radna struja održava u uskim granicama. Pri struji manjoj od nazivne, ona se smanjuje svjetlosni tok, a pri višoj vrijednosti kristal se pregrije, svjetlina sjaja se povećava, a "život" se smanjuje. Najjednostavniji način za proširenje je ograničavanje struje kroz kristal uključivanjem otpornika za ograničavanje struje. Za snažne LED diode to je ekonomski neisplativo, jer se napajaju istosmjernom strujom iz posebnog izvora stabilne struje - vozači.

serijska veza

LED je prilično složen rasvjetni uređaj. Radi od sekundarnog izvora istosmjernog napona. Sa snagom većom od 0,2-0,5 W, većina LED uređaja koristi izvore struje. Nisu sasvim točni, na američki način, nazvani vozači. Kada su diode spojene u seriju, često se koriste napajanja s naponom od 9, 12, 24, pa čak i 48 V. U ovom slučaju se gradi serijski lanac u kojem može biti od 3-6 do nekoliko desetaka elementi.

Kada je spojena u seriju u lancu, anoda prve LED diode spojena je preko otpornika za ograničavanje struje na "+" izvora napajanja, a katoda je spojena na anodu druge. I tako je cijeli lanac povezan.

Shema serijsko-paralelnog povezivanja tri serijske skupine LED dioda u lancima od tri LED elementa. Svaki krug ima otpornik za ograničavanje struje na lijevoj strani. On "gasi" višak zbroja prednjih napona dioda.

Na primjer, crvene LED diode imaju radni napon naprijed od 1,6 V do 3,03 V. U_itd. = 2,1 V jedna LED dioda na otporniku s izvornim naponom od 12 V imat će napon od 5,7 V:

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

I već su 3 uzastopna lanca spojena paralelno.

Tablica istosmjernog napona na LED-u prema boji njegovog sjaja.

Uz serijsko spajanje LED dioda, struje kroz LED diode će biti iste, a pad na svakom elementu je individualan. Ovisi o unutarnjem otporu diode.

Svojstva serijske veze:

• lom jednog elementa dovodi do gašenja svih;
• kratki spoj - preraspoređuje svoj napon na sve preostale, na njima se povećava svjetlina sjaja i degradacija se ubrzava.

Preporučeno: Kako saznati koliko volti ima LED

Paralelna veza

U ovoj shemi povezivanja LED, sve anode su spojene jedna na drugu i na "+" izvora napajanja, a katode na "-".

Takva veza bila je na prvim LED vjenčićima, ravnalima i vrpcama kada se napajaju naponom od 3-5 V.

Ovo je pogrešna veza. Uz neizbježno širenje parametara, struje kroz LED diode bit će različite. I zasjat će drugačije. I ne zagrijavaju se na isti način. Kao rezultat toga, pregrijani će izgorjeti, na primjer, s otvorenim krugom. Struja kroz preostale diode D2, D3 će se povećati i napon će na njima porasti, jer će manja ukupna struja kroz R1 dati manji pad napona na njemu. Druga dioda će izgorjeti, koja će imati manji unutarnji otpor p-n spoja.

Ako dođe do izgaranja sa zatvaranjem p-n spoja, tada će se cijeli napon baterije primijeniti na otpornik R1. Pregrijati će se i izgorjeti.

Shema paralelnog povezivanja LED dioda. Svaka LED dioda pravilno je spojena u seriju s vlastitim otpornikom za ograničavanje struje.

Ovako bi mogao izgledati pravi dizajn šest paralelno povezanih LED dioda. 

na slici:

• sive pruge - strujne gume, tj. žice bez izolacije;
• plavi cilindri sa zaobljenim krajem - cilindrične LED diode s lećom na kraju;
• crveno - otpornici za ograničavanje radne struje.

Bit će pogrešno spojiti sve diode na jedan otpornik. Zbog raspršenosti u karakteristikama LED dioda, čak iu jednoj seriji koja može doseći od 50 do 200% ili više, kroz diode može teći struja koja će značajno varirati. Stoga će također svijetliti i drugačije se opterećivati. Kasnije će najopterećeniji, koji svijetle jače od drugih, izgorjeti ili degradirati do gotovo potpunog slabljenja, izgubivši 70-90% svjetlosnog toka. Ili promijenite nijansu sjaja iz bijele u žutu.

Pročitajte također

Osnove paralelnog i serijskog povezivanja LED dioda

 

mješoviti

Kombinirana ili mješovita veza koristi se pri izradi LED matrica koje se sastoje od više desetaka ili stotina elemenata ili neupakiranih kristala. Najpoznatije od njih su COB matrice.

Shema kombiniranog povezivanja LED dioda u matrici: "standard" - serijski lanci od 4 kristala u svakom spojeni su paralelno i spojeni na izvor napajanja, "hibrid" - kristali, u ovom slučaju, 8 kom., su spojeni u seriju / paralelno s izvorom napajanja.

Napon napajanja i radna struja s kombiniranim uključivanjem bit će manji od nazivnih radnih. Samo pod tim uvjetom matrica će raditi manje-više dugo vremena. Pri nazivnoj struji, najslabija karika će brzo izgorjeti, a ostatak će postupno izgorjeti. Završit će prekidima serijskih lanaca i kratkim spojem paralelnih.

Spajanje diode koja emitira svjetlo na mrežu od 220 V

Ako LED napajate izravno od 220 V s ograničenjem struje, tada će zasjati s pozitivnim poluvalom i ugasiti se s negativnim. Ali to je samo u slučaju kada je obrnuti napon p-n spoja mnogo veći od 220 V. Obično je u području od 380-400 V.

Drugi način uključivanja je kroz kondenzator za gašenje.

Mrežni napon se primjenjuje na "most" na diodama VD1-VD4. Kondenzator C1 će se "ugasiti" oko 215-217 V. Ostatak će se ispraviti. Nakon filtriranja kondenzatorom C2, na LED se primjenjuje konstantan napon. Ne zaboravite ograničiti struju kroz diodu otpornikom.

Druga shema povezivanja je s poluvalnim ispravljačem na diodi i s ograničavajućim otpornikom od 30 kOhm.

PAŽNJA! Većina krugova s ​​izravnim priključkom na mrežu od 220 V ima ozbiljan nedostatak - opasni su za ozljede ljudi s visokim naponom - 220 V. Stoga ih treba pažljivo koristiti, uz pažljivu izolaciju svih dijelova koji nose struju.

Detaljne informacije o povezivanju LED na 220 V mrežu ovdje opisano.

Kako napajati diode iz izvora napajanja

Najpopularnija prekidačka napajanja bez transformatora (PSU) pružaju 12 V sa zaštitom od struje, kratkog spoja, pregrijavanja itd.

Stoga su LED diode spojene serijski i njihova je struja ograničena konvencionalnim otpornikom. Lanac uključuje 3 ili 6 dioda. Njihov je broj određen prednjim naponom diode. Njihov zbroj za ograničenje struje trebao bi biti manji od izlaznog napona PSU-a za 0,5-1 V.

Pročitajte također

Spajanje LED na 12 volti

 

Značajke povezivanja RGB i COB LED dioda

LED diode sa skraćenicom RGB - To su polikromni ili višebojni odašiljači svjetla različitih boja. Većina ih je sastavljena od tri LED kristala, od kojih svaki emitira drugu boju.Takav sklop naziva se trijada boja.

Spajanje RGB LED-a vrši se na isti način kao i konvencionalne LED diode. U svakom slučaju takvog višebojnog izvora svjetlosti, postoji jedan kristal: crveno - crveno, zeleno - zeleno i plavo - plavo. Svaka LED dioda ima svoj radni napon:

• plava - od 2,5 do 3,7 V;
• zelena - od 2,2 do 3,5 V;
• crvena - od 1,6 do 2,03 V.

Kristali se mogu međusobno povezati na različite načine:

• sa zajedničkom katodom, tj. tri katode su spojene jedna na drugu i sa zajedničkim terminalom na kućištu, a anode svaka ima svoj terminal;
• sa zajedničkom anodom - odnosno za sve anode izlaz je zajednički, a katode su pojedinačne;
• neovisni pinout - svaka anoda i katoda imaju svoj izlaz.

Stoga će vrijednosti otpornika koji ograničavaju struju biti različite.

Spajanje RGB-LED kristala prema shemi sa zajedničkom katodom.

Spoj "sa zajedničkom anodom".

U oba slučaja kućište diode ima 4 žičana izvoda, jastučiće u SMD LED diodama ili pin u kućištu za pirane.

U slučaju neovisnih LED dioda, bit će 6 izlaza.

U slučaju SMD 5050 LED kristali su raspoređeni na sljedeći način:

U slučaju višebojnih 3 neovisna kristala zelene, crvene i plave. Stoga, prilikom izračunavanja vrijednosti otpornika, zapamtite da svaka boja ima svoj napon diode.

Spajanje COB LED dioda

Skraćenica COB prva su slova engleske fraze chip-on-board. Na ruskom će to biti - element ili kristal na ploči.

Kristali su zalijepljeni ili zalemljeni na safirnu ili silicijsku podlogu koja provodi toplinu. Nakon provjere ispravnih električnih spojeva, kristali su ispunjeni žutim fosforom.

COB LED diode - to su matrične strukture koje se sastoje od desetaka ili stotina kristala, koji su povezani u skupine s kombiniranim uključivanjem poluvodičkih p-n spojeva. Grupe su sekvencijalni lanci LED dioda, čiji broj odgovara naponu napajanja LED matrice. Na primjer, na 9 V to su 3 kristala, 12 V - 4.

Pročitajte također

Kako spojiti LED na Arduino ploču

 

Lanci spojeni serijski spojeni su paralelno. Tako se postiže potrebna snaga matrice. Kristali plavog sjaja ispunjeni su žutim fosforom. Ponovno zrači plavo svjetlo u žuto, čineći ga bijelim.

Kvaliteta svjetla, tj. prikaz boja reguliraju u procesu proizvodnje sastav fosfora. Jednokomponentni i dvokomponentni fosfor daje nisku kvalitetu, jer ima 2-3 emisione linije u spektru. Tro- i petkomponentni - sasvim prihvatljiva reprodukcija boja. Može biti do 85-90 Ra pa čak i više.

Spajanje ove vrste odašiljača svjetla ne uzrokuje probleme. Uključeni su kao normalni snažni LED, napajani standardnim izvorom struje. Na primjer, 150, 300, 700 mA. Proizvođač COB matrica preporuča odabir izvora struje s marginom. Pomoći će pri puštanju u rad svjetiljke s COB matricom.