További információ a LED csatlakozási módszerekről

Életünkben a LED-ek egyre nagyobb teret hódítanak a többi mesterséges fényforrással szemben. Míg azonban az izzólámpák közvetlenül csatlakoztathatók a tápegységhez, a LED-ek és a kisülési lámpák csatlakoztatása különleges intézkedéseket igényel.

Egyetlen LED csatlakoztatása nem jelent problémát. De néhány egységet több százhoz csatlakoztatni nem olyan egyszerű, mint amilyennek hangzik.

Egy kis elmélet

A LED-ek állandó feszültséget vagy áramot igényelnek a megfelelő működéshez. Annak kell lenniük:

1. Állandó irányban. Ez azt jelenti, hogy a LED-áramkörben az áramnak a feszültségforrás "+" részéből a "-" részébe kell áramolnia, amikor a feszültséget alkalmazzák.
2. Stabil .Konstans nagyságú, azaz a dióda működési ideje alatt állandó.
3. Nem pulzáló - Az egyenirányítás és stabilizálás után a feszültség- vagy áramállandók nem ingadozhatnak időszakosan.
   A feszültség hullámformájának sematikus ábrája egy kettős félperiódusú egyenirányító kimenetén, amikor azt egy elektrolitkondenzátorral szűrik (az ábrán fekete és fehér téglalapok "+" jelzéssel). A szaggatott vonal az egyenirányító kimenetén lévő feszültség. A kondenzátort a félhullám amplitúdójáig töltik, és fokozatosan kisütik a terhelés ellenállásán. A "lépések" a hullámzás. A lépésamplitúdó és a félhullám amplitúdó százalékos aránya a hullámtényező.

A oldalon. LED-ek először a rendelkezésre álló feszültségforrásokat használtuk - 5, 9, 12 V. A p-n átmenet működési feszültsége 1,9-2,4 és 3,7-4,4 V között van. Ezért egy dióda közvetlen bekapcsolása szinte mindig fizikai kiégést jelent a nagy áramok okozta túlmelegedés miatt. Szükséges egy áramkorlátozó ellenállással kell korlátozni, energiát pazarolva a felmelegítésre.

A LED-ek sorba kapcsolhatók, többszörösen. Ezután, ha láncba rakod őket, a közvetlen feszültségeik összege majdnem elérheti a tápegység feszültségét. A fennmaradó különbséget pedig úgy lehet "kiiktatni", hogy egy ellenállásban hő formájában elvezetjük.

Ha több tucat dióda van, akkor azokat soros áramkörökbe kapcsolják, amelyek párhuzamosan szerepelnek.

LED pinout

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

Hengeres házaknál a katódot az oldalán lévő rés jelzi, az anód hosszabb, a katód pedig rövidebb.

Az SMD LED-ek katódját a házon lévő rés jelzi.

A nagy teljesítményű COB LED-eknél a "+" és a "-" felirat a forrasztópadokra van nyomva.

A LED áramkör diagramja

A LED egyenfeszültséggel működik. A belső ellenállás nem lineáris függésének jellemzői azonban megkövetelik, hogy az üzemi áramot szűk határok között tartsák. A névleges áram alatti áramnál csökken fényáramNagyobb - a kristály túlmelegszik, a fényerő nő, és az "élettartam" csökken. A legegyszerűbb módja a kiterjesztésnek, ha a kristályon átfolyó áramot egy áramkorlátozó ellenállás beépítésével korlátozza. A nagy teljesítményű LED-ek esetében ez gazdaságilag nem életképes, és ezeket állandó áramforrásból származó állandó árammal látják el. vezető.

Soros csatlakozás

A LED egy meglehetősen összetett világítóeszköz. Egy másodlagos egyenáramú feszültségforrás táplálja. A 0,2-0,5 W feletti teljesítmény esetén a legtöbb LED-es eszköz áramforrást használ. Amerikai kifejezéssel élve nem egészen helyesen sofőröknek hívják őket. A sorba kapcsolt diódák gyakran 9, 12, 24 vagy akár 48 V-os tápegységeket használnak. Ebben az esetben egy daisy chain épül fel, amely 3-6-tól akár több tucat elemet is tartalmazhat.

A láncos kapcsolásban az első LED anódja egy áramkorlátozó ellenálláson keresztül a "+" tápegységhez, a katód pedig a második LED anódjához van csatlakoztatva. És így az egész lánc összekapcsolódik.

Három egymást követő LED-csoport soros-párhuzamos összekapcsolásának sémája egy három LED-elemből álló láncban. Mindegyik lánc bal oldalán van egy áramkorlátozó ellenállás. A diódák egyenfeszültségeinek összegéből adódó többletet "csillapítja".

Például a piros LED-ek közvetlen üzemi feszültsége 1,6 és 3,03 V között van. A címen. U_pr. = 2,1 В egy LED-nek az ellenálláson 12 V-os forrásfeszültség mellett 5,7 V lesz:

12 V - 3×2,1 V = 12 - 6,3 = 5,7 V.

És máris 3 daisy chain van párhuzamosan csatlakoztatva.

A táblázat a LED egyenfeszültségét mutatja a fény színének függvényében.

Ha a LED-ek sorba vannak kapcsolva, a LED-eken átfolyó áram azonos lesz, és az egyes elemeken átfolyó cseppek egyediek. Ez a dióda belső ellenállásától függ.

A soros kapcsolat tulajdonságai:

• Az egyik elem törése az összes elem kikapcsolását okozza;
• rövidzárlat - átosztja a feszültségét az összes megmaradtra, rajtuk a fényerő növekszik és a degradáció felgyorsul.

Ajánlott: Hogyan lehet tudni, hogy hány voltos egy LED

Párhuzamos csatlakozás

Ebben a kapcsolási sémában az összes anód egymáshoz és a tápegység "+"-jához, a katódok pedig a "-"-hez vannak csatlakoztatva.

Ezt a csatlakozást először a 3-5 Voltos LED-füzérekben, -csíkokban és -csíkokban használták.

Ez a rossz kapcsolat. A paraméterek elkerülhetetlen változása miatt a LED-eken átfolyó áramok eltérőek lesznek. És másképp fognak ragyogni. És nem ugyanúgy fognak felmelegedni. Ennek következtében a túlhevült kiég, pl. nyitott áramkörrel. A fennmaradó D2, D3 diódákon átfolyó áram megnő, és a rajtuk lévő feszültség emelkedik, mivel az R1-en átfolyó kisebb összáram miatt kisebb lesz a feszültségesés. A második dióda, amelyik leég, az lesz, amelyiknek a p-n átmenet belső ellenállása kisebb.

Ha rövidre zárt p-n átmenet esetén kiégés következik be, az akkumulátor teljes feszültsége az R1 ellenálláson fog jelentkezni. Túlmelegszik és kiég.

A LED-ek párhuzamos kapcsolási rajza. Minden LED-et sorba kell kapcsolni a saját áramkorlátozó ellenállásával.

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

A képen:

• A szürke sávok áramvezető gyűjtősínek, azaz szigetelés nélküli vezetékek;
• lekerekített végű kék hengerek - hengeres LED-ek, amelyek végén lencse van;
• a pirosak ellenállások a működési áram korlátozására.

Nem lenne helyes az összes diódát egy ellenálláshoz csatlakoztatni.. A LED-ek jellemzőinek változása miatt, még egy tételben is elérheti az 50 és 200% vagy annál nagyobb értéket, a diódákon keresztül áram folyhat, ami időnként eltérő lesz. Ezért másképp fognak ragyogni és másképp töltődni. Később a legforgalmasabb, legfényesebben izzó ki fog égni vagy szinte semmivé degenerálódik, fényáramának 70-90%-át elveszítve. Vagy fehérről sárgára változik.

Olvassa el továbbá

A LED-ek párhuzamos és soros bekötésének alapjai

 

Vegyes

A kombinált vagy vegyes vezetékezéssel sok tíz vagy száz elemből álló LED-táblázatokat vagy keret nélküli kristályokat hoznak létre. Ezek közül a legismertebbek a COB-mátrixok.

Kombinációs kapcsolási rajz LED-ek mátrixban történő kapcsolásához: "standard" - egymás után következő, egyenként 4 kristályból álló láncok párhuzamosan vannak összekötve és egy tápegységhez csatlakoztatva, "hibrid" - a kristályok, ebben az esetben egyenként 8 darab, sorba/párhuzamosan vannak összekötve egy tápegységgel.

A tápfeszültség és az üzemi áram együttesen alacsonyabb lesz a névleges üzemi áramnál. Csak ilyen körülmények között fog a mátrix többé-kevésbé hosszú ideig működni. Névleges áramnál a leggyengébb láncszem gyorsan kiég, a többi pedig fokozatosan kezd kiégni. Ez a soros áramkörökben nyitott áramköröket, a párhuzamos áramkörökben pedig rövidzárlatokat eredményez.

Fénykibocsátó dióda csatlakoztatása 220 V-os hálózatra

Ha egy LED-et közvetlenül 220 V-ról táplálsz az áramának korlátozásával, akkor a pozitív félhullámon fog világítani, és a negatívban fog kialudni. De ez csak akkor van így, ha a p-n átmenet fordított feszültsége sokkal magasabb, mint 220 V. Általában 380-400 V körül van.

A második csatlakozási mód egy oltókondenzátoron keresztül történik.

A hálózati feszültséget a VD1-VD4 diódákon lévő "híd" táplálja. A C1 kondenzátor körülbelül 215-217 V feszültséggel "olvad ki". A fennmaradó rész korrigálódik. A C2 kondenzátorral történő szűrés után az egyenfeszültséget a LED-re tápláljuk. Ne felejtse el a diódán átfolyó áramot egy ellenállással korlátozni.

Egy másik kapcsolási séma egyetlen félperiódusú egyenirányítóval egy diódán és egy 30 kOhm-os korlátozó ellenállással.

FIGYELEM! A 220 V-os hálózatra közvetlenül csatlakozó áramkörök többségének komoly hátránya, hogy az emberre veszélyes a magas feszültség - 220 V -. Ezért óvatosan kell használni őket, és minden feszültség alatt álló részt gondosan szigetelni kell.

További információkat talál a LED-es lámpa 220 V-os hálózatra történő csatlakoztatásáról. itt leírtak.

Hogyan kell diódákat táplálni egy tápegységről

A legnépszerűbb transzformátor nélküli kapcsolóüzemű tápegységek 12 V-os áramot biztosítanak áram-, rövidzárlat-, túlmelegedés- és egyéb védelemmel.

Ezért a LED-ek sorba vannak kötve, és áramukat egy egyszerű ellenállással korlátozzák. A daisy chain 3 vagy 6 diódából áll. Számukat a dióda egyenfeszültsége határozza meg. Az áramkorlátozáshoz szükséges összegüknek 0,5-1 V-tal kisebbnek kell lennie, mint a tápegység kimeneti feszültsége.

Olvassa el továbbá

LED csatlakoztatása 12 voltra

 

Az RGB és COB LED csatlakozás jellemzői

LED-ek a következő rövidítéssel RGB - polikromatikus vagy többszínű, különböző színű fénykibocsátók. A legtöbbet három LED-kristályból állítják össze, amelyek mindegyike más-más színt sugároz. Ezt az összeállítást színhármasnak nevezzük.

Az RGB LED-ek csatlakoztatása ugyanúgy történik, mint a hagyományos LED-eké. A többszínű fényforrás minden teste egy-egy kristály: 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 a három katód egymáshoz és a házon lévő közös vezetékhez van csatlakoztatva, az anódok pedig egy-egy saját vezetékkel rendelkeznek;
• közös anóddal, azaz az összes anódnak közös ólom van, a katódok pedig külön ólommal rendelkeznek;
• független tűkiosztás - minden anódnak és katódnak saját tűje van.

Ezért az áramkorlátozó ellenállások névleges értékei eltérőek lesznek.

RGB LED kristályok csatlakoztatása közös katódáramkörrel.

"Közös anód" kapcsolat.

Mindkét esetben a diódatestnek egyenként 4 vezetékcsapja van, az SMD LED-ekben lévő érintkezőpárnák vagy piranha csapok.

Független LED-ek esetén 6 tű lesz.

A következő esetekben SMD 5050 A LED-kristályok a következőképpen vannak elrendezve:

A többszínű házban 3 független zöld, piros és kék kristály található. Ezért az ellenállások névleges értékének kiszámításakor ne feledje - minden szín más-más diódafeszültségnek felel meg.

COB LED bekötése

A COB rövidítés az angol chip-on-board szóösszetétel első betűiből áll. Oroszul ez egy elem vagy kristály lenne a táblán.

A kristályokat zafírból vagy szilíciumból készült, hővezető szubsztrátra ragasztják vagy forrasztják. Az elektromos csatlakozások megfelelőségének ellenőrzése után a kristályokat sárga foszforral töltik fel.

COB LED-ek - olyan mátrixszerkezetek, amelyek több tíz vagy több száz kristályból állnak, amelyeket félvezető p-n átmenetek kombinációjával csoportosan összekapcsolnak. A csoportok egymást követő LED-láncok, amelyek száma megfelel a LED-mátrix tápfeszültségének. Például 9 V-on 3 kristály van, 12 V-on pedig 4.

Olvassa el továbbá

Hogyan csatlakoztassunk egy LED-et az Arduino fórumon

 

A láncos áramkörök párhuzamosan vannak összekötve. Ily módon a mátrix szükséges teljesítményét elnyeri. A kék lumineszcens kristályok sárga foszforral vannak töltve. A kék fényt sárga fénnyé alakítja vissza, és fehér fényt hoz létre.

A fény minősége, azaz. színvisszaadás a gyártás során a foszfor összetétele szabályozza. Az egy- és kétkomponensű foszfor alacsony minőséget biztosít, mivel 2-3 emissziós vonalat tartalmaz a spektrumban. A három- és ötkomponensű festékek egészen elfogadható színvisszaadással rendelkeznek. Ez akár 85-90 Ra vagy még magasabb is lehet.

Az ilyen típusú fénykibocsátó csatlakoztatása nem jelent problémát. Úgy csatlakoztathatóak, mint egy normál nagy teljesítményű LED, egy normál névleges áramforrással táplálva. Például 150, 300, 700 mA. A COB-mátrixok gyártója azt ajánlja, hogy az áramforrásokat tartalékkal válasszák. Ez segít a COB mátrix lámpatest üzembe helyezésénél.