Podrobnosti o načinih povezovanja LED

V naših življenjih LED diode vztrajno dobivajo premoč pred drugimi viri umetne svetlobe. Toda medtem ko lahko žarnice z žarilno nitko priključite neposredno na napajanje, priključitev LED in razelektritvenih sijalk zahteva posebne ukrepe.

Priključitev ene LED diode ne povzroča težav. In vključiti od več enot do sto - ni tako enostavno, kot se zdi.

Malo teorije

Svetleče diode za pravilno delovanje potrebujejo konstantno napetost ali tok. Biti morajo:

1. Konstantno v smeri.. To pomeni, da mora tok v vezju LED teči od "+" vira napetosti do njegovega "-", ko je napetost uporabljena.
2. StabilenStabilen, tj. konstanten po velikosti, za čas delovanja diode.
3. Nepulzirajoče - Po popravljanju in stabilizaciji konstante napetosti ali toka ne smejo periodično nihati.
   Shematski diagram valovne oblike napetosti na izhodu dvopolperiodnega usmernika pri filtriranju z elektrolitskim kondenzatorjem (črni in beli pravokotniki, označeni z "+" na diagramu). Črtkana črta - napetost na izhodu usmernika. Kondenzator se napolni do polvalovne amplitude in postopoma izprazni pri obremenitvenem uporu. "Koraki" so pulzacije. Razmerje med amplitudami stopnic in polvalov v odstotkih je faktor valovanja.

Za LED diode sprva smo uporabljali razpoložljive napetostne vire - 5, 9, 12 V. In delovna napetost p-n spoja je od 1,9 do 2,4 do 3,7 do 4,4 V. Zato je neposredni preklop diode skoraj vedno fizična izgorelost zaradi pregrevanja z visoko trenutno. Tok mora biti za omejevanje toka z uporom za omejevanje tokaTo je dober način za omejitev toka z uporom za omejevanje toka.

V seriji lahko postavite več LED diod. Potem, če sta v verigi, je lahko vsota njihovih enosmernih napetosti skoraj enaka napajalni napetosti. In preostalo razliko "pogasimo" tako, da jo v obliki toplote odvajamo na upor.

Ko je diod na desetine, so povezane v serijskih tokokrogih, ki so vključeni vzporedno.

LED pinout

LED polarnost - anoda ali plus in katoda - minus je enostavno določiti iz slik:

Pri cilindričnih ohišjih je katoda označena z zarezo ob strani, pri čemer je anoda daljša, katoda pa krajša.

Pri SMD LED je katoda označena z režo na ohišju.

V matrikah COB visoke moči LED diode "+" in "-" so vtisnjene na kontaktnih ploščicah za spajkanje.

Shema povezave LED

LED diode se napajajo z enosmerno napetostjo. Toda posebnosti nelinearne odvisnosti njegovega notranjega upora zahtevajo ohranjanje delovnega toka v ozkem območju. Pri toku, manjšem od nazivnega, se zmanjša svetlobni tokPri višjem - kristal se pregreje, svetlost luminescence se poveča, vendar se "življenje" zmanjša. Najlažji način za razširitev je omejitev toka skozi kristal, vključno z uporom za omejevanje toka. Za LED z visoko močjo je ekonomsko nedonosno, zato napajajo konstanten tok iz posebnega vira stabilnega toka - voznik.

Serijska povezava

LED je precej zapletena svetlobna naprava. Deluje iz sekundarnega vira enosmerne napetosti. Če je moč večja od 0,2-0,5 W, večina LED naprav uporablja trenutne vire.Niso povsem pravilni, na ameriški način se imenujejo vozniki. Ko so diode povezane zaporedno, pogosto uporabljajo napajalnike pri 9, 12, 24 in celo 48 V. V tem primeru zgradite verigo marjetic, ki je lahko od 3-6 do več deset elementov.

Pri zaporedni povezavi v verigi se anoda prve LED vključi prek upora za omejevanje toka na "+" napajanje, katoda pa na anodo druge. In tako je cela veriga povezana.

Shema serijsko-vzporedne povezave treh zaporednih skupin LED v verigi treh LED elementov. Vsaka veriga ima na levi strani upor za omejevanje toka. "Duši" presežek vsote enosmernih napetosti diod.

Na primer, rdeče LED imajo neposredno delovno napetost od 1,6 do 3,03 V. At U_pr. = 2,1 В ene LED na uporu pri napetosti vira 12 V bo 5,7 V:

12 V - 3×2,1 V = 12 - 6,3 = 5,7 V.

In že 3 verige v seriji so povezane vzporedno.

Tabela, ki prikazuje enosmerno napetost LED v odvisnosti od barve njenega sijaja.

Ko so LED diode povezane zaporedno, bodo tokovi skozi LED diode enaki in padec na vsakem elementu je individualen. Odvisno je od notranjega upora diode.

Lastnosti serijske povezave:

• Zlom enega elementa bo povzročil izklop vseh;
• kratko stikanje - prerazporedi svojo napetost na vse preostale, na njih poveča svetlost sijaja in pospeši degradacijo.

Priporočeno: Kako vedeti, koliko voltov ima LED

Vzporedna povezava

V tej shemi ožičenja LED so vse anode povezane med seboj in na vir napajanja "+", katode pa na "-".

Ta povezava je bila na prvih LED lučeh, trakovih in trakovih pri napajanju 3-5 voltov.

To je napačna povezava.Z neizogibno spremembo parametrov bodo tokovi skozi LED diode različni. In zasijali bodo drugače. In ne bodo svetile enako. Zaradi tega bo pregreto pregorelo, npr. z odprtim krogom. Druge diode D2 in D3 bodo imele povečan tok in napetost na njih, ker bo manjši skupni tok skozi R1 povzročil manjši padec napetosti. Druga dioda bo zažgala diodo z manjšim notranjim uporom p-n spoja.

Če pride do izgorelosti z zaprtjem p-n spoja, bo celotna napetost akumulatorja uporabljena na uporu R1. Pregrel se bo in izgorel.

Diagram za vzporedno povezovanje LED. Vsaka LED je pravilno zaporedno povezana z lastnim uporom za omejevanje toka.

Tako bi lahko izgledala prava zasnova šestih vzporedno povezanih LED. 

Na sliki:

• Sive palice so tokovne palice, tj. žice brez izolacije;
• modri cilindri z zaobljenim koncem - cilindrične LED diode z lečo na koncu;
• rdeča - upori za omejevanje delovnega toka.

Ne bi bilo pravilno priključiti vseh diod na en upor. Zaradi variacije karakteristik LED diod, ki lahko celo v eni seriji dosežejo od 50 do 200 % ali več, lahko skozi diode teče tok, ki se bo včasih razlikoval. Zato se bodo svetile in tudi drugače obremenile. Kasneje bo najprometnejši, najsvetlejši sijoči izgorel ali se razgradil do skorajšnjega izumrtja in izgubil 70–90 % svojega svetlobnega toka. Ali pa se spremeni iz bele v rumeno.

Preberite tudi

Osnove vzporedne in zaporedne vezave LED

 

Mešano

Kombinirano ali mešano ožičenje se uporablja za ustvarjanje nizov LED, sestavljenih iz več deset ali sto elementov ali kristalov brez okvirja. Najbolj znane med njimi so matrike COB.

Diagram kombinirane povezave LED diod v matriko: "standard" - zaporedne verige po 4 kristale v vsaki so povezane vzporedno in priključene na vir napajanja, "hibrid" - kristali, v tem primeru 8 kosov, so povezani zaporedno/ vzporedno z virom energije.

Napajalna napetost in obratovalni tok bosta v kombinaciji nižja od nazivnega obratovalnega toka. Samo pod tem pogojem bo matrica bolj ali manj delovala dolgo časa. Pri nazivnem toku bo najšibkejši člen hitro pregorel, ostali pa bodo začeli izgorevati postopoma. Končalo se bo s prekinitvami v serijskih tokokrogih in kratkimi stiki v vzporednih tokokrogih.

Priključitev svetleče diode na 220 V

Če napajate LED neposredno iz 220 V z omejitvijo toka, bo svetila s pozitivnim polvalom in ugasnila z negativnim. Vendar je to le, če je napetost povratnega p-n spoja veliko višja od 220 V. Ponavadi je okoli 380-400V.

Drugi način vklopa je s kondenzatorjem za gašenje.

Omrežna napetost se napaja na "most" na diodah VD1-VD4. Kondenzator C1 bo "ugasnil" okoli 215-217 V. Preostanek bo popravil. Po filtriranju s kondenzatorjem C2 se enosmerna napetost napaja na LED. Ne pozabite omejiti toka skozi diodo z uporom.

Druga povezovalna shema je z enojnim polperiodnim usmernikom na diodi in omejevalnim uporom 30 kOhm.

OPOZORILO! Večina tokokrogov z neposredno povezavo z omrežjem 220 V ima resno pomanjkljivost - za človeka so nevarni zaradi visoke napetosti - 220 V. Zato jih je treba uporabljati previdno, s skrbno izolacijo vseh tokovnih delov.

Podrobne informacije o priključitvi LED na 220 V omrežje opisano tukaj.

Kako napajati diode iz napajalnika

Najbolj priljubljeni breztransformatorski stikalni napajalniki zagotavljajo 12 V s tokovno zaščito, zaščito pred kratkim stikom, pregrevanjem in drugimi zaščitami.

Torej povežete LED diode zaporedno in omejite njihov tok s preprostim uporom. Veriga vključuje 3 ali 6 diod. Njihovo število je določeno z enosmerno napetostjo diode. Njihova vsota za omejitev toka mora biti manjša od izhodne napetosti PSU za 0,5-1 V.

Preberite tudi

Priključitev LED na 12 voltov

 

Značilnosti povezovanja RGB in COB LED

LED s kratico RGB - so polikromni ali večbarvni oddajniki svetlobe v različnih barvah. Večina je sestavljena iz treh LED kristalov, od katerih vsak oddaja drugo barvo. Takšen sklop imenujemo barvna triada.

RGB-LED so povezani na enak način kot običajne LED. V vsakem telesu večbarvnega svetlobnega vira je en kristal: Rdeče - rdeče, Zeleno - zeleno in Modro - modro. Vsaka LED ustreza različni delovni napetosti:

• Modra - od 2,5 do 3,7 V;
• Zelena - od 2,2 do 3,5 V;
• Rdeča: 1,6 do 2,03 V.

Kristale lahko povežemo na različne načine:

• s skupno katodo, to pomeni, da so tri katode povezane med seboj in na skupni vod na ohišju, anodi pa imata vsaka svoj vod;
• s skupno anodo - za vse anode je svinec skupen, katode pa posamezne;
• neodvisna dodelitev pinov - vsaka anoda in katoda imata svoj pin.

Zato bodo ocene uporov za omejevanje toka drugačne.

Povezava RGB LED kristalov po shemi s skupno katodo.

Povezava "s skupno anodo".

V obeh primerih ima telo diode po 4 žične zatiče, kontaktne ploščice v SMD LED diodah ali zatiče v "piranskem" telesu.

V primeru neodvisnih LED diod bo 6 pinov.

V primeru SMD 5050 kristali-LED so razporejeni na naslednji način:

V večbarvnem paketu so 3 neodvisni zeleni, rdeči in modri kristali. Zato pri izračunu vrednosti upora ne pozabite - vsaka barva ustreza različni napetosti diode.

Ožičenje COB LED

Okrajšava COB - sta prvi črki angleške fraze chip-on-board.V ruščini bo to - element ali kristal na plošči.

Kristali so zlepljeni ali spajkani na toplotno prevodno podlago iz safirja ali silicija. Po preverjanju, ali so električne povezave pravilne, se kristali napolnijo z rumenim fosforjem.

LED diode tipa COB - so matrične strukture, sestavljene iz desetin ali stotin kristalov, ki so povezani v skupine s kombinirano vključitvijo polprevodniških p-n stičišč. Skupine so zaporedne verige LED, katerih število ustreza napajalni napetosti LED matrike. Na primer, pri 9 V so 3 kristali, pri 12 V pa 4.

Preberite tudi

Kako priključiti LED na ploščo Arduino

 

Tokokrogi s serijsko povezavo so povezani vzporedno. Na ta način pridobimo potrebno moč matrice. Modri ​​luminiscenčni kristali so napolnjeni z rumenim fosforjem. Ponovno oddaja modro svetlobo v rumeno in dobi belo svetlobo.

Kakovost svetlobe, tj. barvno upodabljanje se v proizvodnem procesu uravnava s sestavo fosforja. Eno- in dvokomponentni fosfor daje nizko kakovost, saj ima 2-3 emisijske črte v spektru. Tri- in petkomponentni - povsem sprejemljivo barvno upodabljanje. Lahko je do 85-90 Ra in celo višje.

Priključitev te vrste svetlobnih oddajnikov ni težava. Priključeni so kot običajne visoko zmogljive LED diode, ki jih napaja standardni vir nazivnega toka. Na primer 150, 300, 700 mA. Proizvajalec matrik COB priporoča izbiro tokovnih virov z rezervo. Pomagal vam bo pri dajanju matrične luči COB v uporabo.