A LED csatlakozási módok részletei

Életünk során a LED-ek magabiztosan kiszorítják a mesterséges fény egyéb forrásait a világítástechnikából. De ha az izzólámpák közvetlenül csatlakoztathatók a tápegységhez, akkor a LED és a kisülőlámpák csatlakoztatása speciális intézkedéseket igényel.

Ugyanakkor egyetlen LED csatlakoztatása nem okoz problémát. És néhány egységről több százra bekapcsolni nem olyan egyszerű, mint amilyennek látszik.

Egy kis elmélet

A LED megfelelő működéséhez állandó feszültségre vagy áramra van szükség. Nekik kellene:

1. Állandó irány. Ez azt jelenti, hogy a LED-áramkör áramának feszültség esetén a "+" feszültségforrástól a "-"-ig kell folynia.
2. stabil, azaz állandó nagyságú, a dióda működése során.
3. Nem lüktet - egyenirányítás és stabilizálás után az állandó feszültség vagy áram értékei nem változhatnak időszakosan.
   A teljes hullámú egyenirányító kimenetén lévő feszültség alakjának sémája elektrolit kondenzátorral szűrve (fekete-fehér téglalapok "+" jelzéssel az ábrán). A szaggatott vonal az egyenirányító kimenetén lévő feszültség. A kondenzátor félhullám amplitúdóig van feltöltve, és a terhelési ellenálláson fokozatosan kisül. A „lépések” lüktetések. A lépés- és félhullám-amplitúdó százalékos aránya a hullámossági tényező.

Mert LED-ek eleinte a rendelkezésre álló feszültségforrásokat használták - 5, 9, 12 V. És a p-n átmenet üzemi feszültsége 1,9-2,4 és 3,7-4,4 V között van. Ezért a dióda közvetlen bekapcsolása szinte mindig a fizikai égésből származik. túlmelegedés nagy árammal. aktuális szükséglet határérték áramkorlátozó ellenállással, energiát költ a fűtésére.

A LED-ek több darabban is sorba kapcsolhatók. Ekkor ezekből egy láncot összeállítva az előremenő feszültségeik összegével közel az áramforrás feszültségét lehet elérni. A fennmaradó különbözetet pedig az ellenálláson hő formájában elvezetve "visszafizetjük".

Ha több tucat dióda van, akkor soros áramkörökbe vannak kötve, amelyek párhuzamosan vannak csatlakoztatva.

LED kivezetés

LED polaritás - anód vagy plusz és katód - a mínusz a képek alapján könnyen meghatározható:

Hengeres esetekben a katódot oldalsó vágás jelzi, az anód hosszabb, a katód rövidebb.

Az SMD LED-ek katódját egy vágás jelzi a házon.

Az erős COB LED-ek mátrixaiban a „+” és „-” jelzések kinyomódnak a forrasztólapokon.

LED kapcsoló áramkör

A LED állandó feszültséggel működik. De a belső ellenállás nemlineáris függésének jellemzői megkövetelik, hogy az üzemi áramot szűk határok között tartsák. A névlegesnél kisebb áramerősségnél csökken fényáramlás, és magasabb értéknél a kristály túlmelegszik, a ragyogás fényereje megnő, és az "élettartam" csökken. A kiterjesztésének legegyszerűbb módja a kristályon áthaladó áram korlátozása egy áramkorlátozó ellenállás beépítésével. A nagy teljesítményű LED-ek esetében ez gazdaságilag nem kifizetődő, mert egyenárammal táplálják őket egy speciális stabil áramforrásból - járművezetők.

soros csatlakozás

A LED meglehetősen összetett világítóeszköz. Másodlagos egyenfeszültség-forrásról működik. A 0,2-0,5 W-nál nagyobb teljesítményű LED-es készülékek többsége áramforrást használ. Nem teljesen korrektek, amerikai módon sofőröknek nevezik őket. A diódák sorba kapcsolásakor gyakran 9, 12, 24, sőt 48 V feszültségű tápegységeket használnak. Ebben az esetben soros láncot építenek, amelyben 3-6-tól több tízig lehet. elemeket.

Sorosan láncba kapcsolva az első LED anódja egy áramkorlátozó ellenálláson keresztül az áramforrás „+” pontjához, a katód pedig a második anódjához csatlakozik. Így az egész lánc összekapcsolódik.

Három LED-csoport soros-párhuzamos kapcsolásának sémája három LED elemből álló láncban. Minden áramkörnek van egy áramkorlátozó ellenállása a bal oldalon. A diódák előremenő feszültségeinek összegének többletét "kioltja".

Például a piros LED-ek előremenő üzemi feszültsége 1,6 V és 3,03 V között van. U_stb.. = 2,1 V A 12 V forrásfeszültségű ellenálláson lévő egyik LED feszültsége 5,7 V:

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

És már 3 egymást követő lánc kapcsolódik párhuzamosan.

A LED egyenfeszültségének táblázata az izzás színétől.

A LED-ek soros csatlakoztatásával a LED-eken áthaladó áramok azonosak lesznek, és az egyes elemek csökkenése egyedi. Ez a dióda belső ellenállásától függ.

Soros csatlakozás tulajdonságai:

• egy elem törése az összes leállásához vezet;
• rövidzárlat - újraelosztja a feszültségét az összes többi között, a fényerő növekszik rajtuk, és a leromlás felgyorsul.

Ajánlott: Hogyan lehet megtudni, hogy hány voltos egy LED

Párhuzamos csatlakozás

Ebben a LED-csatlakozási sémában az összes anód egymáshoz és az áramforrás „+” jeléhez, a katód pedig a „-”-hoz csatlakozik.

Ilyen kapcsolat volt az első LED-füzéreken, vonalzókon és szalagokon, amikor 3-5 V feszültséggel táplálták.

Ez a rossz kapcsolat. A paraméterek elkerülhetetlen terjedésével a LED-eken áthaladó áramok eltérőek lesznek. És másképp fognak ragyogni. És nem ugyanúgy melegednek. Ennek eredményeként a túlmelegedett kiég, például szakadt áramkör esetén. A fennmaradó D2, D3 diódákon áthaladó áram növekszik és a feszültség növekszik rajtuk, mert az R1-en áthaladó kisebb összáram kisebb feszültségesést ad rajta. A második dióda kiég, amelynek kisebb lesz a p-n átmenet belső ellenállása.

Ha a p-n átmenet zárásakor kiégés következik be, akkor a teljes akkumulátorfeszültség az R1 ellenállásra kerül. Túlmelegszik és kiég.

LED-ek párhuzamos kapcsolásának sémája. Mindegyik LED megfelelően sorba van kötve a saját áramkorlátozó ellenállásával.

Így nézhet ki egy hat párhuzamosan kapcsolt LED-ből álló valódi dizájn. 

A képen:

• szürke csíkok - áramvezető gumiabroncsok, azaz szigetelés nélküli vezetékek;
• kék hengerek lekerekített véggel - hengeres LED-ek lencsével a végén;
• piros - ellenállások az üzemi áram korlátozására.

Helytelen az összes diódát egy ellenálláshoz csatlakoztatni. A LED-ek jellemzőinek szóródása miatt még egy tételben is, amely elérheti az 50-200%-ot vagy még többet is, áram folyhat át a diódákon, ami jelentősen változhat. Ezért ezek is másként fognak világítani és terhelni. Később a legtöbbet terhelt, fényesebben izzó, mint a többi, kiég, vagy szinte teljes csillapításig bomlik, elveszítve a fényáram 70-90%-át. Vagy módosítsa a fény árnyalatát fehérről sárgára.

Olvassa el is

LED-ek párhuzamos és soros csatlakoztatásának alapjai

 

vegyes

Kombinált vagy vegyes csatlakozást alkalmaznak sok tíz vagy több száz elemből vagy csomagolatlan kristályokból álló LED-mátrixok létrehozásakor. Közülük a leghíresebbek a COB mátrixok.

A LED-ek kombinált csatlakoztatásának sémája egy mátrixban: "standard" - 4 kristályból álló soros láncok párhuzamosan vannak csatlakoztatva és áramforráshoz vannak csatlakoztatva, "hibrid" - kristályok, ebben az esetben 8 db, sorba vannak kapcsolva / párhuzamosan egy áramforrással.

A tápfeszültség és az üzemi áram kombinált bekapcsolással kisebb lesz, mint a névleges üzemi. Csak ilyen feltételek mellett a mátrix többé-kevésbé sokáig fog működni. Névleges áramerősségnél a leggyengébb láncszem gyorsan kiég, a többi pedig fokozatosan kiég. A soros láncok megszakadásával és a párhuzamos láncok rövidre zárásával ér véget.

Fénykibocsátó dióda csatlakoztatása 220 V-os hálózathoz

Ha a LED-et közvetlenül 220 V-ról áramkorláttal táplálja, akkor pozitív félhullámmal világít, és negatívval kialszik. De ez csak abban az esetben van így, ha a p-n átmenet fordított feszültsége jóval nagyobb, mint 220 V. Általában 380-400 V tartományban van.

A második bekapcsolás módja egy oltókondenzátor.

A hálózati feszültség a VD1-VD4 diódák "hídjára" kerül. A C1 kondenzátor 215-217 V körül "kialszik". A többi kiegyenesedik. A C2 kondenzátorral történő szűrést követően állandó feszültséget kapcsolunk a LED-re. Ne felejtse el korlátozni az áramot a diódán keresztül egy ellenállással.

Egy másik csatlakozási séma félhullámú egyenirányítóval egy diódán és 30 kOhm-os korlátozó ellenállással.

FIGYELEM! A 220 V-os hálózathoz közvetlenül csatlakozó áramkörök többségének van egy komoly hátránya - veszélyesek az emberi sérülésekre nagyfeszültségű - 220 V esetén. Ezért óvatosan kell őket használni, gondosan el kell különíteni az összes áramot vezető részt.

Részletes információ a LED 220 V-os hálózathoz történő csatlakoztatásáról itt leírva.

Hogyan tápláljuk a diódákat tápegységről

A legnépszerűbb transzformátor nélküli kapcsolóüzemű tápegységek (PSU-k) 12 V-os feszültséget biztosítanak áram, rövidzárlat, túlmelegedés stb.

Ezért a LED-ek sorba vannak kötve, és áramukat egy hagyományos ellenállás korlátozza. A lánc 3 vagy 6 diódát tartalmaz. Számukat a dióda előremenő feszültsége határozza meg. Áramkorlátozási összegüknek 0,5-1 V-tal kisebbnek kell lennie, mint a tápegység kimeneti feszültsége.

Olvassa el is

LED csatlakoztatása 12 voltra

 

Az RGB és COB LED-ek csatlakoztatásának jellemzői

LED-ek rövidítéssel RGB - Ezek polikróm vagy többszínű, különböző színű fénysugárzók. Legtöbbjük három LED kristályból van összeállítva, amelyek mindegyike más-más színt bocsát ki.Az ilyen összeállítást színhármasnak nevezzük.

Az RGB LED csatlakoztatása ugyanúgy történik, mint a hagyományos LED-ek. Minden ilyen többszínű fényforrás esetében egy kristály van: piros - piros, zöld - zöld és kék - kék. Minden LED-nek saját üzemi feszültsége van:

• kék - 2,5-3,7 V;
• zöld - 2,2-3,5 V;
• piros - 1,6-2,03 V.

A kristályok különböző módon kapcsolódhatnak egymáshoz:

• közös katóddal, azaz három katód csatlakozik egymáshoz és egy közös kivezetéssel a házon, és az anódoknak mindegyiknek van saját kivezetése;
• közös anóddal - minden anód esetében a kimenet közös, a katódok pedig egyediek;
• független kivezetés - minden anód és katód saját kimenettel rendelkezik.

Ezért az áramkorlátozó ellenállások értéke eltérő lesz.

RGB-LED kristályok csatlakoztatása a séma szerint közös katóddal.

Csatlakozás "közös anóddal".

A diódaház mindkét esetben 4 vezetékes vezetéket, SMD LED-eket vagy egy tűt tartalmaz a piranha tokban.

Független LED-ek esetén 6 kimenet lesz.

Amennyiben SMD 5050 A LED kristályok a következőképpen vannak elrendezve:

Többszínű esetén 3 független zöld, piros és kék kristály. Ezért az ellenállások értékének kiszámításakor ne feledje, hogy minden színnek saját diódafeszültsége van.

COB LED-ek csatlakoztatása

A COB rövidítés az angol chip-on-board kifejezés első betűi. Oroszul ez lesz - egy elem vagy egy kristály a táblán.

A kristályokat hővezető zafír vagy szilícium hordozóra ragasztják vagy forrasztják. A megfelelő elektromos csatlakozások ellenőrzése után a kristályokat sárga fényporral töltik meg.

COB LED-ek - ezek több tíz vagy száz kristályból álló mátrixszerkezetek, amelyek félvezető p-n átmenetek kombinált beépítésével csoportokba kapcsolódnak. A csoportok LED-ek szekvenciális láncai, amelyek száma megfelel a LED-mátrix tápfeszültségének. Például 9 V-on ez 3 kristály, 12 V - 4.

Olvassa el is

Hogyan csatlakoztassuk a LED-et az Arduino kártyához

 

A sorba kapcsolt láncok párhuzamosan kapcsolódnak. Így elérjük a mátrix szükséges teljesítményét. A kék fényű kristályok sárga foszforral vannak tele. A kék fényt újra sárgává sugározza, így fehér lesz.

Fényminőség, pl. színvisszaadás szabályozza a gyártási folyamatban a foszfor összetételét. Az egy- és kétkomponensű foszfor gyenge minőséget ad, mert 2-3 emissziós vonala van a spektrumban. Három- és ötkomponensű - meglehetősen elfogadható színvisszaadás. Akár 85-90 Ra és még magasabb is lehet.

Az ilyen típusú fénysugárzók csatlakoztatása nem okoz problémát. Normál nagy teljesítményű LED-ként kapcsolnak be, szabványos áramforrásról táplálva. Például 150, 300, 700 mA. A COB mátrixok gyártója azt javasolja, hogy az áramforrásokat árrésszel válasszák. Segít a COB mátrixú lámpatest üzembe helyezésekor.