Detalii despre metodele de conectare a LED-urilor

În viața noastră, LED-urile îndepărtează cu încredere alte surse de lumină artificială din tehnologia iluminatului. Dar dacă lămpile cu incandescență pot fi conectate direct la sursa de alimentare, atunci conectarea lămpilor cu LED și cu descărcare necesită măsuri speciale.

În același timp, conectarea unui singur LED nu provoacă probleme. Și pornirea de la câteva unități la sute nu este atât de ușoară pe cât pare.

Un pic de teorie

Un LED necesită o tensiune sau un curent constant pentru a funcționa corect. Ar trebui să fie:

1. Constant în direcție. Adică, curentul din circuitul LED, atunci când este aplicată tensiune, trebuie să curgă de la sursa de tensiune „+” către „-” ei.
2. grajd, adică constantă ca mărime, în timpul funcționării diodei.
3. Nu pulsa - după rectificare și stabilizare, valorile tensiunii sau curentului constant nu ar trebui să se schimbe periodic.
   Schema formei tensiunii la ieșirea unui redresor cu undă completă atunci când este filtrat de un condensator electrolitic (dreptunghiuri alb-negru marcate cu „+” în diagramă). Linia punctată este tensiunea la ieșirea redresorului. Condensatorul este încărcat la o amplitudine de jumătate de undă și se descarcă treptat la rezistența de sarcină. „Pașii” sunt pulsații. Raportul dintre amplitudinile treptei și semi-undă în procente este factorul de ondulație.

Pentru LED-uri la început, au fost utilizate sursele de tensiune disponibile - 5, 9, 12 V. Iar tensiunea de funcționare a joncțiunii p-n este de la 1,9-2,4 la 3,7-4,4 V. Prin urmare, pornirea diodei direct este aproape întotdeauna arderea sa fizică de la supraîncălzirea cu un curent mare. nevoia actuală limita cu un rezistor limitator de curent, cheltuind energie pentru a-l încălzi.

LED-urile pot fi pornite în serie în mai multe bucăți. Apoi, prin asamblarea unui lanț al acestora, este posibil, prin suma tensiunilor lor directe, să se ajungă aproape la tensiunea sursei de alimentare. Iar diferența rămasă este „rambursată” prin disiparea ei sub formă de căldură pe rezistor.

Când există zeci de diode, acestea sunt conectate în circuite în serie, care sunt conectate în paralel.

Pinout LED

Polaritatea LED-ului - anod sau plus și catod - minus este ușor de determinat din imagini:

În cazurile cilindrice, catodul este indicat printr-o tăietură laterală, anodul este mai lung, iar catodul este mai scurt.

Catodul LED-urilor SMD este indicat printr-o tăietură pe carcasă.

În matricele de LED-uri COB puternice, „+” și „-” sunt stoarse pe plăcuțele de lipit.

Circuit de comutare LED

LED-ul este alimentat de tensiune constantă. Dar caracteristicile dependenței neliniare a rezistenței sale interne necesită ca curentul de funcționare să fie menținut în limite înguste. La un curent mai mic decât cel nominal, acesta scade flux de lumină, iar la o valoare mai mare, cristalul se supraîncălzi, luminozitatea strălucirii crește, iar „viața” se reduce. Cel mai simplu mod de a-l extinde este limitarea curentului prin cristal prin includerea unui rezistor de limitare a curentului. Pentru LED-urile puternice, acest lucru este neprofitabil din punct de vedere economic, deoarece sunt alimentate cu curent continuu dintr-o sursă specială de curent stabil - șoferii.

conexiune serială

Un LED este un dispozitiv de iluminat destul de complex. Funcționează de la o sursă secundară de tensiune continuă. Cu o putere mai mare de 0,2-0,5 W, majoritatea dispozitivelor LED folosesc surse de curent. Nu sunt în întregime corecte, în maniera americană, numiți șoferi. Când diodele sunt conectate în serie, se folosesc adesea surse de alimentare cu o tensiune de 9, 12, 24 și chiar 48 V. În acest caz, este construit un lanț în serie, în care poate fi de la 3-6 până la câteva zeci de elemente.

Când este conectat în serie într-un lanț, anodul primului LED este conectat printr-un rezistor de limitare a curentului la „+” al sursei de alimentare, iar catodul este conectat la anodul celui de-al doilea. Și astfel întreg lanțul este conectat.

Schema conexiunii serial-paralel a trei grupe serii de LED-uri în lanțuri de trei elemente LED. Fiecare circuit are un rezistor de limitare a curentului în stânga. „Stinge” excesul sumei tensiunilor directe ale diodelor.

De exemplu, LED-urile roșii au o tensiune de operare directă de 1,6 V până la 3,03 V. U_etc. = 2,1 V un LED de pe rezistor cu o sursă de tensiune de 12 V va avea o tensiune de 5,7 V:

12V - 3x2.1V = 12 - 6.3 = 5.7V.

Și deja 3 lanțuri consecutive sunt conectate în paralel.

Tabelul tensiunii continue pe LED din culoarea strălucirii sale.

Cu o conexiune în serie de LED-uri, curenții prin LED-uri vor fi aceiași, iar căderea pe fiecare element este individuală. Depinde de rezistența internă a diodei.

Proprietățile conexiunii în serie:

• ruperea unui element duce la oprirea tuturor;
• scurtcircuitare - își redistribuie tensiunea către toate cele rămase, luminozitatea strălucirii crește asupra lor și degradarea se accelerează.

Recomandat: Cum să afli câți volți un LED

Conexiune paralelă

În această schemă de conectare cu LED-uri, toți anozii sunt conectați unul la altul și la „+” sursei de alimentare, iar catozii la „-”.

O astfel de conexiune a fost la primele ghirlande cu LED-uri, rigle și panglici atunci când sunt alimentate cu o tensiune de 3-5 V.

Aceasta este conexiunea greșită. Odată cu răspândirea inevitabilă a parametrilor, curenții prin LED-uri vor fi diferiți. Și vor străluci altfel. Și nu se încălzesc la fel. Ca urmare, cel supraîncălzit se va arde, de exemplu, cu un circuit deschis. Curentul prin diodele rămase D2, D3 va crește și tensiunea va crește pe ele, deoarece un curent total mai mic prin R1 va da o cădere de tensiune mai mică pe el. A doua diodă se va arde, care va avea o rezistență internă mai mică a joncțiunii p-n.

Dacă are loc o ardere odată cu închiderea joncțiunii p-n, atunci întreaga tensiune a bateriei va fi aplicată rezistorului R1. Se va supraîncălzi și se va arde.

Schema de conectare în paralel a LED-urilor. Fiecare LED este conectat corespunzător în serie cu propriul său rezistor de limitare a curentului.

Așa ar putea arăta un design real de șase LED-uri conectate în paralel. 

Pe imagine:

• dungi gri - anvelope care transportă curent, adică fire fără izolație;
• cilindri albastri cu un capăt rotunjit - LED-uri cilindrice cu o lentilă la capăt;
• roșu - rezistențe pentru limitarea curentului de funcționare.

Va fi incorect să conectați toate diodele la un singur rezistor. Datorită împrăștierii caracteristicilor LED-urilor, chiar și într-un lot care poate ajunge de la 50 la 200% sau mai mult, un curent poate circula prin diode, care va varia semnificativ. Prin urmare, ele vor străluci și se vor încărca diferit. Mai târziu, cel mai încărcat, strălucind mai strălucitor decât alții, se va arde sau se va degrada până la o atenuare aproape completă, pierzând 70-90% din fluxul luminos. Sau schimbați nuanța strălucirii de la alb la galben.

Citeste si

Bazele conexiunii în paralel și în serie a LED-urilor

 

amestecat

O conexiune combinată sau mixtă este utilizată atunci când se creează matrici LED formate din multe zeci sau sute de elemente sau cristale neambalate. Cele mai cunoscute dintre ele sunt matrice COB.

Schema de conectare combinată a LED-urilor într-o matrice: "standard" - lanțuri seriale de 4 cristale în fiecare sunt conectate în paralel și conectate la o sursă de alimentare, "hibrid" - cristale, în acest caz, 8 buc., sunt conectate în serie / paralel cu o sursă de alimentare.

Tensiunea de alimentare și curentul de funcționare cu pornire combinată vor fi mai mici decât cele nominale de funcționare. Doar în această condiție, matricea va funcționa mai mult sau mai puțin timp îndelungat. La curentul nominal, cea mai slabă verigă se va arde rapid, iar restul se va arde treptat. Se va încheia cu întreruperi ale lanțurilor seriale și scurtcircuitarea celor paralele.

Conectarea unei diode emițătoare de lumină la o rețea de 220 V

Dacă alimentați LED-ul direct de la 220 V cu o limită de curent, atunci acesta va străluci cu o jumătate de undă pozitivă și se va stinge cu una negativă. Dar acest lucru este numai în cazul în care tensiunea inversă a joncțiunii p-n este mult mai mare de 220 V. De obicei, este în regiunea 380-400 V.

A doua modalitate de a porni este printr-un condensator de stingere.

Tensiunea de rețea este aplicată la „punte” de pe diodele VD1-VD4. Condensatorul C1 se va „stinge” la aproximativ 215-217 V. Restul se va îndrepta. După filtrarea prin condensatorul C2, LED-ului i se aplică o tensiune constantă. Nu uitați să limitați curentul prin diodă cu un rezistor.

O altă schemă de conectare este cu un redresor cu jumătate de undă pe o diodă și cu un rezistor de limitare de 30 kOhm.

ATENŢIE! Majoritatea circuitelor cu conexiune directă la rețeaua de 220 V au un dezavantaj serios - sunt periculoase pentru rănirea oamenilor cu tensiune înaltă - 220 V. Prin urmare, acestea trebuie utilizate cu atenție, cu izolarea atentă a tuturor pieselor purtătoare de curent.

Informații detaliate despre conectarea LED-ului la o rețea de 220 V descrise aici.

Cum se alimentează diodele de la o sursă de alimentare

Cele mai populare surse de alimentare cu comutare fără transformator (PSU) oferă 12 V cu protecție pentru curent, scurtcircuit, supraîncălzire etc.

Prin urmare, LED-urile sunt conectate în serie și curentul lor este limitat de un rezistor convențional. Lanțul include 3 sau 6 diode. Numărul lor este determinat de tensiunea directă a diodei. Suma lor pentru limitarea curentului ar trebui să fie mai mică decât tensiunea de ieșire a PSU cu 0,5-1 V.

Citeste si

Conectarea unui LED la 12 volți

 

Caracteristici de conectare a LED-urilor RGB și COB

LED-uri cu abreviere RGB - Acestea sunt emițătoare de lumină policrome sau multicolore de diferite culori. Cele mai multe dintre ele sunt asamblate din trei cristale LED, fiecare emite o culoare diferită.Un astfel de ansamblu se numește triadă de culoare.

Conectarea unui LED RGB se face în același mod ca și LED-urile convenționale. În fiecare caz al unei astfel de surse de lumină multicoloră, există un cristal: roșu - roșu, verde - verde și albastru - albastru. Fiecare LED are propria sa tensiune de funcționare:

• albastru - de la 2,5 la 3,7 V;
• verde - de la 2,2 la 3,5 V;
• roșu - de la 1,6 la 2,03 V.

Cristalele pot fi conectate între ele în diferite moduri:

• cu un catod comun, adică trei catozi sunt conectați unul la altul și cu un terminal comun pe carcasă, iar anozii au fiecare terminal propriu;
• cu un anod comun - respectiv, pentru toți anozii, ieșirea este comună, iar catozii sunt individuali;
• pinout independent - fiecare anod și catod are propria sa ieșire.

Prin urmare, valorile rezistențelor limitatoare de curent vor fi diferite.

Conectarea cristalelor RGB-LED conform schemei cu un catod comun.

Conexiune „cu un anod comun”.

În ambele cazuri, carcasa diodei are 4 fire, plăcuțe în LED-uri SMD sau un pin în carcasa piranha.

In cazul LED-urilor independente vor exista 6 iesiri.

In caz SMD 5050 Cristalele LED sunt dispuse după cum urmează:

În cazul multicolorului 3 cristale independente de verde, roșu și albastru. Prin urmare, atunci când calculați valorile rezistențelor, amintiți-vă că fiecare culoare are propria sa tensiune de diodă.

Conectarea LED-urilor COB

Abrevierea COB este primele litere ale expresiei engleze chip-on-board. În rusă, va fi - un element sau un cristal pe tablă.

Cristalele sunt lipite sau lipite pe un substrat de safir sau siliciu conductor de căldură. După verificarea conexiunilor electrice corecte, cristalele sunt umplute cu un fosfor galben.

LED-uri COB - acestea sunt structuri de matrice formate din zeci sau sute de cristale, care sunt conectate în grupuri cu o includere combinată de joncțiuni p-n semiconductoare. Grupurile sunt lanțuri secvențiale de LED-uri, al căror număr corespunde tensiunii de alimentare a matricei LED. De exemplu, la 9 V acestea sunt 3 cristale, 12 V - 4.

Citeste si

Cum se conectează LED-ul la placa Arduino

 

Lanțurile conectate în serie sunt conectate în paralel. Astfel, se obține puterea necesară a matricei. Cristalele strălucitoare albastre sunt umplute cu fosfor galben. Reradiază lumina albastră în galben, făcându-l alb.

Calitatea luminii, de ex. redarea culorilor reglați în procesul de producție compoziția fosforului. Fosforul cu una și două componente oferă o calitate scăzută, deoarece are 2-3 linii de emisie în spectru. Cu trei și cinci componente - reproducere a culorilor destul de acceptabilă. Poate fi de până la 85-90 Ra și chiar mai mare.

Conectarea acestui tip de emițători de lumină nu provoacă probleme. Sunt pornite ca un LED puternic puternic, alimentat de o sursă de curent standard. De exemplu, 150, 300, 700 mA. Producătorul de matrițe COB recomandă alegerea surselor de curent cu o marjă. Va ajuta la punerea în funcțiune a unui corp de iluminat cu matrice COB.