Üksikasjad LED-ide ühendamisviiside kohta

Meie elus on LED-id pidevalt saavutamas teiste kunstliku valguse allikate ees ülekaalu. Kuid kui hõõglampe saab ühendada otse toiteallikaga, siis LED- ja lahenduslampide ühendamine nõuab erimeetmeid.

Ühe LED-i ühendamine ei tekita probleeme. Ja lisada mitmest ühikust sadadeni - pole nii lihtne, kui tundub.

Natuke teooriat

LED-id vajavad korralikuks tööks pidevat pinget või voolu. Need peavad olema:

1. Püsiv suund.. See tähendab, et LED-ahela vool peab pinge rakendamisel voolama pingeallika "+"-st selle "-"-ni.
2. StabiilneStabiilne, st konstantne suurus dioodi tööaja jaoks.
3. Mittepulseeriv - Pärast alaldamist ja stabiliseerimist ei tohi pinge ega voolu konstandid perioodiliselt kõikuda.
   Pinge lainekuju skemaatiline diagramm kahe poole perioodiga alaldi väljundis, kui see filtreeritakse elektrolüütkondensaatoriga (mustad ja valged ristkülikud, mis on diagrammil tähistatud "+"). Punktiirjoon - pinge alaldi väljundis. Kondensaator laetakse poollaine amplituudini ja tühjeneb järk-järgult koormustakistusega. "Sammud" on pulsatsioonid. Astme- ja poollaine amplituudi suhe protsentides on pulsatsioonitegur.

Sest LEDid algul kasutasime olemasolevaid pingeallikaid - 5, 9, 12 V. Ja p-n-siirde tööpinge on 1,9–2,4–3,7–4,4 V. Seetõttu on dioodi otselülitamine peaaegu alati füüsiline läbipõlemine ülekuumenemisest kõrge pingega. praegune. Vool peab olema voolu piiramiseks voolu piirava takistigaSee on hea viis voolu piiramiseks voolu piirava takistiga.

Saate panna mitu LED-i järjestikku. Siis, kui nad on ahelas, võib nende alalispingete summa olla peaaegu võrdne toitepingega. Ja ülejäänud erinevus "kustutatakse", hajutades selle soojuse kujul takistile.

Kui dioode on kümneid, ühendatakse need järjestikku, mis on kaasatud paralleelselt.

LED pinout

LED-i polaarsus - anood või pluss ja katood - miinust on piltide järgi lihtne kindlaks teha:

Silindriliste korpuste puhul tähistab katood küljel oleva piluga, kusjuures anood on pikem ja katood lühem.

SMD LED-ide puhul tähistab katood korpusel oleva piluga.

Suure võimsusega COB-valgusdioodide maatriksites on jootmiseks kontaktplaatidele tembeldatud "+" ja "-".

LED-i ühendamise skeem

LED-id toidetakse alalispingega. Kuid selle sisetakistuse mittelineaarse sõltuvuse iseärasused nõuavad töövoolu hoidmist kitsas vahemikus. Nimivoolust väiksema voolu korral väheneb valgusvoogKõrgemal - kristall kuumeneb üle, luminestsentsi heledus suureneb, kuid "eluiga" väheneb. Lihtsaim viis selle pikendamiseks on piirata kristalli läbivat voolu, sealhulgas voolu piiravat takistit. Suure võimsusega LED-ide puhul on see majanduslikult kahjumlik, nii et nad toidavad konstantset voolu spetsiaalsest stabiilse vooluallikast - autojuht.

Seeriaühendus

LED on üsna keeruline valgustusseade. See töötab sekundaarsest alalispingeallikast. Kui võimsus on üle 0,2-0,5 W, kasutab enamik LED-seadmeid vooluallikaid.Need ei ole päris õiged, ameerikapäraselt kutsutakse draiveriteks. Kui dioodid on järjestikku ühendatud, kasutavad nad sageli toiteallikaid pingega 9, 12, 24 ja isegi 48 V. Sel juhul ehitage karikakra kett, mis võib olla 3-6 kuni mitukümmend elementi.

Kui see on ühendatud järjestikku, hõlmab esimese LED-i anood voolu piirava takisti kaudu "+" toiteallikat ja katood teise anoodi. Ja nii on kogu ahel ühendatud.

Kolme järjestikuse LED-rühma jada-paralleelühenduse skeem kolmest LED-elemendist koosnevas ahelas. Igal ketil on vasakul küljel voolu piirav takisti. See "summutab" dioodide alalispingete summa ülejääki.

Näiteks punastel LED-idel on otsene tööpinge 1,6 kuni 3,03 V. At U_pr. = 2,1 В 12 V lähtepingel on takisti üks LED-tuli 5,7 V:

12 V – 3×2,1 V = 12 – 6,3 = 5,7 V.

Ja juba 3 järjestikust ahelat on paralleelselt ühendatud.

Tabel, mis näitab LED-i alalispinget selle helendusvärvi funktsioonina.

Kui LED-id on ühendatud järjestikku, on LED-ide voolud samad ja iga elemendi langus on individuaalne. See sõltub dioodi sisemisest takistusest.

Jadaühenduse omadused:

• Ühe elemendi purunemisel lülituvad kõik välja;
• lühis - jaotab oma pinge ümber kõigile ülejäänud, suurendab nende heledust ja kiirendab lagunemist.

Soovitatav: Kuidas teada saada, mitu volti on LED

Paralleelühendus

Selles LED-juhtmestiku skeemis on kõik anoodid ühendatud omavahel ja "+" toiteallikaga ning katoodid - "-" külge.

See ühendus oli esimestel LED-tuledel, ribadel ja ribadel, kui toide oli 3-5 volti.

See on vale ühendus.Parameetrite paratamatu varieeruvuse tõttu on LED-ide voolud erinevad. Ja nad säravad erinevalt. Ja nad ei helenda samamoodi. Selle tulemusena põleb ülekuumenenud läbi, nt. avatud vooluringiga. Teiste dioodide D2 ja D3 vool ja pinge on suurenenud, kuna väiksem koguvool läbi R1 põhjustab väiksema pingelanguse. Teine diood põletab p-n-siirde väiksema sisetakistusega dioodi.

Kui läbipõlemine toimub p-n-siirde sulgemise korral, rakendatakse kogu aku pinge takistile R1. See kuumeneb üle ja põleb läbi.

Skeem LED-ide paralleelseks ühendamiseks. Iga LED on korralikult jadamisi ühendatud oma voolu piirava takistiga.

Selline võib välja näha kuuest paralleelselt ühendatud LED-ist koosnev tõeline disain. 

Pildil:

• Hallid ribad on voolu kandvad vardad, st isolatsioonita juhtmed;
• sinised ümara otsaga silindrid - silindrilised LED-id, mille otsas on lääts;
• punane - takistid töövoolu piiramiseks.

Poleks õige ühendada kõik dioodid ühe takisti külge. Valgusdioodide omaduste varieerumise tõttu võib isegi ühes partiis ulatuda 50–200% või rohkem, dioodide kaudu võib voolata vool, mis aeg-ajalt erineb. Seetõttu säravad ja koormavad nad ka erinevalt. Hiljem põleb kõige aktiivsem, eredaim helendav üksus läbi või laguneb peaaegu väljasuremiseni, kaotades 70–90% oma valgusvoost. Või muutub see valgest kollaseks.

Loe ka

LED-ide paralleel- ja jadaühenduse põhitõed

 

Segatud

Paljudest kümnetest või sadadest elementidest või raamita kristallidest koosnevate LED-massiivide loomiseks kasutatakse kombineeritud või segajuhtmestikku. Tuntuimad neist on COB-maatriksid.

LED-ide kombineeritud ühendamise skeem maatriksis: "standard" - 4 kristallist koosnevad järjestikused ahelad on ühendatud paralleelselt ja ühendatud toiteallikaga, "hübriid" - kristallid, antud juhul 8 tükki, on ühendatud järjestikku/ paralleelselt toiteallikaga.

Toitepinge ja töövool on kombineerituna väiksemad kui nimitöövool. Ainult sellisel tingimusel töötab maatriks enam-vähem pikka aega. Nimivoolul põleb nõrgim lüli kiiresti läbi ja teised hakkavad tasapisi läbi põlema. See lõpeb katkestustega jadaahelates ja lühistega paralleelahelates.

Valgusdioodi ühendamine 220 V pingega

Kui lülitate LED-i otse 220 V pingelt voolupiiranguga, siis särab see positiivse poollainega ja kustub negatiivsega. Kuid seda ainult siis, kui p-n-siirde pöördpinge on palju kõrgem kui 220 V. Tavaliselt on see umbes 380-400 V.

Teine võimalus selle sisselülitamiseks on karastuskondensaatoriga.

Võrgupinge juhitakse "sillale" dioodidel VD1-VD4. Kondensaator C1 "kustutab" umbes 215-217 V. Ülejäänud osa alaldub. Pärast kondensaatoriga C2 filtreerimist suunatakse LED-i alalispinge. Ärge unustage piirata voolu läbi dioodi takistiga.

Teine ühendusskeem on ühe poolperioodalaldi dioodil ja 30 kOhm piirav takisti.

HOIATUS! Enamikul vooluringidel, mis on otseühendusega 220 V võrguga, on tõsine puudus – need on inimesele ohtlikud kõrgepinge – 220 V tõttu. Seetõttu tuleks neid kasutada ettevaatlikult, isoleerides hoolikalt kõik voolu kandvad osad.

Üksikasjalik teave LED-i ühendamise kohta 220 V vooluvõrku siin kirjeldatud.

Kuidas toidet dioode toiteallikast

Kõige populaarsemad trafodeta lülitustoiteallikad pakuvad 12 V voolu, lühise, ülekuumenemise ja muude kaitsetega.

Nii et ühendate LED-id järjestikku ja piirate nende voolu lihtsa takistiga. Kett sisaldab 3 või 6 dioodi. Nende arv määratakse dioodi alalispinge järgi. Nende summa voolupiiranguks peab olema 0,5–1 V võrra väiksem kui toiteallika väljundpinge.

Loe ka

LED-i ühendamine 12 voltiga

 

RGB ja COB LED-ide ühendamise omadused

LED-id koos lühendiga RGB - on polükroomsed või mitmevärvilised erinevat värvi valguse kiirgajad. Enamik neist on kokku pandud kolmest LED-kristallist, millest igaüks kiirgab erinevat värvi. Sellist koostu nimetatakse värvitriaadiks.

RGB-LED-id ühendatakse samamoodi nagu tavalised LED-id. Mitmevärvilise valgusallika igas korpuses on üks kristall: punane - punane, roheline - roheline ja sinine - sinine. Iga LED vastab erinevale tööpingele:

• Sinine - 2,5 kuni 3,7 V;
• Roheline - 2,2 kuni 3,5 V;
• Punane: 1,6–2,03 V.

Kristalle saab omavahel ühendada erineval viisil:

• ühise katoodiga, st kolm katoodi on omavahel ühendatud ja korpusel oleva ühise juhtmega ning anoodidel on igaühel oma juhe;
• ühise anoodiga - vastavalt kõigi anoodide puhul on juhe ühine ja katoodid on individuaalsed;
• sõltumatu viigu määramine - igal anoodil ja katoodil on oma viik.

Seetõttu on voolu piiravate takistite reitingud erinevad.

RGB LED-kristallide ühendamine skeemi järgi ühise katoodiga.

Ühendus "ühise anoodiga".

Mõlemal juhul on dioodi korpusel 4 traadi tihvti, kontaktpadjad SMD LED-ides või kontaktid "piraaja" korpuses.

Sõltumatute LED-ide puhul on 6 kontakti.

Juhul kui SMD 5050 kristallid-LED-id on paigutatud järgmiselt:

Mitmevärvilises pakendis on 3 sõltumatut rohelist, punast ja sinist kristalli. Seetõttu pidage takisti nimiväärtuste arvutamisel meeles - iga värv vastab erinevale dioodi pingele.

COB LED-ide juhtmestik

Lühend COB – on ingliskeelse fraasi chip-on-board esitähed.Vene keeles on see tahvlil element või kristall.

Kristallid liimitakse või joodetakse safiirist või ränist soojust juhtivale substraadile. Pärast elektriühenduste õigsuse kontrollimist täidetakse kristallid kollase fosforiga.

COB tüüpi LED-id - on maatriksstruktuurid, mis koosnevad kümnetest või sadadest kristallidest, mis on ühendatud rühmadena pooljuhtide p-n-siirde kombineeritud kaasamisega. Rühmad on LED-ide järjestikused ahelad, mille arv vastab LED-maatriksi toitepingele. Näiteks 9 V juures on see 3 kristalli, 12 V juures 4.

Loe ka

Kuidas ühendada LED-i Arduino plaadiga

 

Jadaühendusega vooluringid on ühendatud paralleelselt. Sel viisil saavutatakse maatriksi vajalik võimsus. Sinised luminestseeruvad kristallid on täidetud kollase fosforiga. See kiirgab sinise valguse uuesti kollaseks, saades valge valguse.

Valguse kvaliteet, s.o. värviedastus on tootmisprotsessis reguleeritud fosfori koostisega. Ühe- ja kahekomponentne luminofoor annab madala kvaliteedi, kuna selle spektris on 2-3 emissioonijoont. Kolme- ja viiekomponendiline - üsna vastuvõetav värviedastus. See võib olla kuni 85-90 Ra ja isegi kõrgem.

Seda tüüpi valguskiirgurite ühendamine pole probleem. Need on ühendatud nagu tavaline suure võimsusega LED, toidetakse standardse nimivooluallikaga. Näiteks 150, 300, 700 mA. COB-maatriksite tootja soovitab valida varuga vooluallikad. See aitab COB-maatriksvalgusti kasutuselevõtul.