Lisätietoja LED-liitäntätavoista

LEDit ovat jatkuvasti yleistymässä muihin keinovalolähteisiin nähden. Hehkulamput voidaan kuitenkin kytkeä suoraan virtalähteeseen, mutta ledien ja purkauslamppujen kytkentä vaatii erityistoimenpiteitä.

Yksittäisen LEDin kytkeminen ei ole ongelma. Muutaman yksikön yhdistäminen satoihin ei kuitenkaan ole niin helppoa kuin miltä se kuulostaa.

Vähän teoriaa

LEDit tarvitsevat vakiojännitteen tai -virran toimiakseen kunnolla. Niiden on oltava:

1. Suunnan vakio. Toisin sanoen LED-piirin virran on virrattava jännitelähteen "+"-osasta sen "-"-osaan, kun jännite kytketään.
2. Vakaa .Vakio suuruusluokaltaan, eli vakio diodin toiminta-ajan aikana.
3. Ei-pulssimainen - Tasasuuntauksen ja vakauttamisen jälkeen jännite- tai virtavakiot eivät saa vaihdella ajoittain.
   Kaaviokuva jännitteen aaltomuodosta kaksinkertaisen puolijaksoisen tasasuuntaajan ulostulossa, kun se on suodatettu elektrolyyttikondensaattorilla (mustat ja valkoiset suorakulmiot, joihin on merkitty "+" kaaviossa). Katkoviiva on jännite tasasuuntaajan lähdössä. Kondensaattori ladataan puolen aallon amplitudiin ja puretaan vähitellen kuormitusvastuksella. "Askeleet" ovat aaltoilu. Askelamplitudin ja puoliaallon amplitudin suhde prosentteina on aaltoilukerroin.

Osoitteessa LEDit aluksi käytimme saatavilla olevia jännitelähteitä - 5, 9, 12 V. P-n-liitoksen käyttöjännite on 1,9-2,4-3,7-4,4 V. Siksi diodin kytkeminen suoraan päälle on lähes aina fyysinen palaminen suurten virtojen aiheuttamasta ylikuumenemisesta. On tarpeen rajoitetaan virranrajoitusvastuksellaja tuhlaa energiaa sen lämmittämiseen.

LEDit voidaan kytkeä sarjaan, moninkertaisina. Jos ne sitten laitetaan ketjuun, niiden suorien jännitteiden summa voi olla lähes virtalähteen jännitteen suuruinen. Jäljelle jäävä ero voidaan "kumota" haihduttamalla se lämmön muodossa vastuksessa.

Kun diodeja on kymmeniä, ne kytketään sarjaan, joka on kytketty rinnakkain.

LED:n pinout

LEDin napaisuus - anodi tai plus ja katodi - miinus on helppo tunnistaa kuvista:

Sylinterimäisissä koteloissa katodi on merkitty sivulla olevalla raolla, jolloin anodi on pidempi ja katodi lyhyempi.

SMD-LEDien katodi on merkitty kotelossa olevalla raolla.

Suuritehoisissa COB-LEDeissä "+" ja "-" on leimattu juotospinnoille.

LED-piirin kaavio

LED saa virtansa tasajännitteestä. Mutta sen sisäisen resistanssin epälineaarisen riippuvuuden ominaisuudet edellyttävät, että toimintavirta pidetään kapeissa rajoissa. Nimellisvirtaa pienemmällä virralla pienenee valovirtaKorkeammilla - kristalli ylikuumenee, kirkkaus kasvaa ja "käyttöikä" lyhenee. Helpoin tapa pidentää sitä on rajoittaa virtaa kiteen läpi ottamalla mukaan virranrajoitusvastus. Suuritehoisille LEDeille tämä ei ole taloudellisesti kannattavaa, ja niihin syötetään vakiovirtaa vakiovirtalähteestä. kuljettaja.

Sarjakytkentä

LED on melko monimutkainen valaistuslaite. Se saa virtansa toissijaisesta tasajännitelähteestä. Yli 0,2-0,5 W:n tehoilla useimmat LED-laitteet käyttävät virtalähteitä. Amerikkalaisittain heitä ei aivan oikein kutsuta kuljettajiksi. Kun diodit kytketään sarjaan, ne käyttävät usein 9, 12, 24 ja jopa 48 V:n virtalähteitä. Tällöin muodostuu ketju, joka voi sisältää 3-6 elementistä useisiin kymmeniin elementteihin.

Kytkentäketjussa ensimmäisen ledin anodi on kytketty virranrajoitusvastuksen kautta "+"-virtalähteeseen ja katodi toisen ledin anodiin. Koko ketju on siis yhteydessä toisiinsa.

Kaavio kolmen peräkkäisen LED-ryhmän sarja-rinnakkaiskytkennästä kolmen LED-elementin ketjussa. Jokaisessa ketjussa on virranrajoitusvastus vasemmalla puolella. Se "vaimentaa" diodien suorien jännitteiden summan ylitystä.

Esimerkiksi punaisten LEDien suora käyttöjännite on 1,6-3,03 V. Osoitteessa U_pr. = 2,1 В yhden LEDin ja vastuksen välillä 12 V:n lähdejännitteellä on 5,7 V:

12 V - 3×2,1 V = 12 - 6,3 = 5,7 V.

Ja jo 3 ketjua on kytketty rinnakkain.

Taulukossa esitetään ledin suora jännite valon värin funktiona.

Kun LEDit on kytketty sarjaan, LEDien läpi kulkevat virrat ovat samat ja kunkin elementin yli kulkeva pudotus on yksilöllinen. Se riippuu diodin sisäisestä resistanssista.

Sarjaliitännän ominaisuudet:

• Yhden elementin rikkoutuminen aiheuttaa kaikkien elementtien sammumisen;
• oikosulku - jakaa jännitteensä uudelleen kaikkiin jäljelle jääviin, niiden valovoima kasvaa ja hajoaminen nopeutuu.

Suositellaan: Kuinka tietää, kuinka monta volttia LED on

Rinnakkaiskytkentä

Tässä kytkentäjärjestelmässä kaikki anodit on kytketty toisiinsa ja virtalähteen "+"-virtaan ja katodit "-"-virtaan.

Tätä liitäntää käytettiin aluksi LED-kimppujen, -nauhojen ja -nauhojen yhteydessä, kun ne toimitettiin 3-5 voltin jännitteellä.

Tämä on väärä yhteys. Parametrien väistämättömän vaihtelun vuoksi LEDien läpi kulkevat virrat ovat erilaisia. Ja ne loistavat eri tavalla. Eivätkä ne kuumene samalla tavalla. Tämän seurauksena ylikuumentunut palaa loppuun, esim. avoimella virtapiirillä. Muiden diodien D2 ja D3 läpi kulkeva virta kasvaa ja jännite nousee niillä, koska R1:n läpi kulkevan pienemmän kokonaisvirran vuoksi sen jännitehäviö on pienempi. Toinen palava diodi on se, jonka p-n-liitoksen sisäinen vastus on pienempi.

Jos p-n-liitoksen oikosulussa tapahtuu palaminen, kaikki akun jännite syötetään vastukseen R1. Se ylikuumenee ja palaa loppuun.

LEDien rinnakkaiskytkentäkaavio. Kukin LED on kytkettävä sarjaan oman virranrajoitusvastuksensa kanssa.

Tältä voisi näyttää todellinen malli, jossa kuusi LEDiä on kytketty rinnakkain. 

Kuvassa:

• Harmaat palkit ovat virtakiskoja eli eristämättömiä johtimia;
• siniset lieriöt, joissa on pyöristetty pää - lieriömäiset LEDit, joiden päässä on linssi;
• punaiset ovat vastuksia, jotka rajoittavat toimintavirtaa.

Ei olisi oikein kytkeä kaikkia diodeja yhteen vastukseen.. LEDien ominaisuuksien vaihtelun vuoksi jopa yhdessä erässä voi olla 50-200% tai enemmän, virta voi virrata diodien läpi, jotka vaihtelevat ajoittain. Siksi ne myös kiiltävät ja latautuvat eri tavalla. Myöhemmin vilkkain ja kirkkaimmin hehkuva palaa loppuun tai rappeutuu lähes olemattomiin menettäen 70-90 prosenttia valovirrastaan. Tai se muuttuu valkoisesta keltaiseksi.

Lue myös

LEDien rinnakkais- ja sarjakytkennän perusteet

 

Mixed

Yhdistettyjä tai sekoitettuja johdotuksia käytetään monista kymmenistä tai sadoista elementeistä koostuvien LED-joukkojen tai kehyksettömien kiteiden luomiseen. Tunnetuimpia näistä ovat COB-matriisit.

Yhdistelmäkytkentäkaavio LEDeille matriisissa: "standardi" - 4 kiteen peräkkäiset ketjut on kytketty rinnakkain ja liitetty virtalähteeseen, "hybridi" - kiteet, tässä tapauksessa 8 kappaletta kutakin, on kytketty sarjaan/rinnakkain virtalähteeseen.

Syöttöjännite ja käyttövirta ovat yhdistettynä pienemmät kuin nimellinen käyttövirta. Vain tässä tapauksessa matriisi toimii enemmän tai vähemmän pitkään. Nimellisvirralla heikoin lenkki palaa nopeasti loppuun ja muut alkavat vähitellen palaa loppuun. Tämä johtaa avoimiin virtapiireihin sarjapiireissä ja oikosulkupiireihin rinnakkaispiireissä.

Valodiodin kytkeminen 220 V:n verkkovirtaan.

Jos kytket ledin suoraan 220 V:n jännitteestä ja rajoitat sen virtaa, se loistaa positiivisella puoliaallolla ja sammuu negatiivisella. Tämä on kuitenkin mahdollista vain, jos p-n-liitoksen käänteisjännite on paljon suurempi kuin 220 V. Yleensä se on noin 380-400 V.

Toinen liitäntätapa on sammutuskondensaattori.

Verkkojännite syötetään "siltaan" diodeilla VD1-VD4. Kondensaattori C1 "sammuu" noin 215-217V. Loppuosa korjaantuu. Kondensaattorin C2 suodatuksen jälkeen tasavirtajännite syötetään LEDiin. Älä unohda rajoittaa diodin läpi kulkevaa virtaa vastuksella.

Toinen kytkentätapa on yksi puolijaksoinen tasasuuntaaja diodilla ja 30 kOhm:n rajoitusvastuksella.

VAROITUS! Useimmissa piireissä, joissa on suora liitäntä 220 V:n verkkovirtaan, on se vakava haittapuoli, että ne ovat vaarallisia ihmisille, koska niihin voi iskeä korkea jännite - 220 V. Siksi niitä on käytettävä varoen ja kaikki jännitteiset osat on eristettävä huolellisesti.

Löydät lisätietoja LED-valon liittämisestä 220 V:n verkkovirtaan. kuvattu tässä.

Miten diodien virransyöttö virtalähteestä

Suosituimmat muuntajattomat kytkentävirtalähteet tarjoavat 12 V:n virran, oikosulun, ylikuumenemisen ja muiden suojausten kanssa.

Siksi ledit kytketään sarjaan ja niiden virtaa rajoitetaan yksinkertaisella vastuksella. Daisy-ketju koostuu 3 tai 6 diodista. Niiden lukumäärä määräytyy diodin suoran jännitteen mukaan. Niiden summan virranrajoituksen vuoksi on oltava 0,5-1 V pienempi kuin PSU:n lähtöjännite.

Lue myös

LEDin kytkeminen 12 voltin jännitteeseen

 

RGB- ja COB-LED-liitännän ominaisuudet

LEDit, joissa on lyhenne RGB - ovat polykromaattisia tai monivärisiä valonlähettimiä, joissa on eri värejä. Useimmat valaisimet on koottu kolmesta LED-kiteestä, joista kukin säteilee eri väriä. Tätä kokoonpanoa kutsutaan värikolmioksi.

RGB-LEDit kytketään samalla tavalla kuin tavalliset LEDit. Monivärisen valonlähteen kussakin rungossa on yksi kristalli: punainen - punainen, vihreä - vihreä ja sininen - sininen. Jokaisella LEDillä on oma käyttöjännitteensä:

• Sininen - 2,5-3,7 V;
• Vihreä: 2,2-3,5 V;
• Punainen: 1,6-2,03 V.

Kiteet voidaan yhdistää toisiinsa eri tavoin:

• joissa on yhteinen katodi, eli kolme katodia on kytketty toisiinsa ja kotelon yhteiseen johtoon, ja anodeilla on kullakin oma johtonsa;
• joissa on yhteinen anodi, eli kaikilla anodeilla on yhteinen johto ja katodeilla on oma johto;
• itsenäinen nastojen jako - kullakin anodilla ja katodilla on oma nastansa.

Siksi virranrajoitusvastusten nimellisarvot ovat erilaiset.

RGB-LED-kiteiden kytkentä yhteisen katodipiirin avulla.

Yhteinen anodiyhteys.

Molemmissa tapauksissa diodin rungossa on kussakin 4 johtotappia, SMD-ledien kosketustyynyjä tai piranha-nastoja.

Itsenäisten LEDien tapauksessa nastoja on 6 kappaletta.

Kun kyseessä on SMD 5050 LED-kiteet on järjestetty seuraavasti:

Monivärisessä kotelossa on 3 erillistä vihreää, punaista ja sinistä kristallia. Kun lasket vastusten nimellisarvoja, muista, että jokainen väri vastaa eri diodijännitettä.

COB-LEDin kytkentä

Lyhenne COB on englanninkielisen sanayhdistelmän chip-on-board ensimmäiset kirjaimet. Venäjän kielessä se olisi elementti tai kristalli taululla.

Kiteet liimataan tai juotetaan lämpöä johtavalle safiiri- tai piialustalle. Kun sähkökytkennät on tarkistettu, kiteet täytetään keltaisella fosforilla.

COB LEDit - ovat matriisirakenteita, jotka koostuvat kymmenistä tai sadoista kiteistä, jotka on yhdistetty ryhmiin puolijohde-p-n-liitoksilla. Ryhmät ovat peräkkäisiä LED-ketjuja, joiden lukumäärä vastaa LED-matriisin syöttöjännitettä. Esimerkiksi 9 V:n jännitteellä on 3 kideryhmää ja 12 V:n jännitteellä 4 kideryhmää.

Lue myös

Kuinka liittää LED Arduino aluksella

 

Ketjutetut piirit on kytketty rinnakkain. Tällä tavoin saavutetaan matriisin tarvittava teho. Siniset luminesenssikiteet on täytetty keltaisella fosforilla. Se emittoi sinisen valon uudelleen keltaiseksi valoksi, jolloin syntyy valkoista valoa.

Valon laatu, ts. värintoisto säätelee fosforin koostumus tuotannon aikana. Yksi- ja kaksikomponenttinen fosfori antaa huonoa laatua, koska sen spektrissä on 2-3 emissioviivaa. Kolmi- ja viisikomponenttiset maalit antavat varsin hyväksyttävän värintoiston. Se voi olla jopa 85-90 Ra tai jopa korkeampi.

Tämäntyyppisen valonlähettimen liittäminen ei ole ongelma. Ne kytketään normaalin suuritehoisen LED-valonlähteen tapaan, ja ne saavat virtansa tavallisesta nimellisvirtalähteestä. Esimerkiksi 150, 300, 700 mA. COB-matriisien valmistaja suosittelee valitsemaan virtalähteet, joissa on varaus. Tämä auttaa COB-matriisivalaisimen käyttöönotossa.