Fondamenti di cablaggio parallelo e seriale dei LED
Tecnologia LED - l'ultima tecnologia di illuminazione, che ha cambiato l'illuminazione di case, strade, luoghi pubblici, trasporti. Il loro uso ha una serie di caratteristiche in termini di tipi di connessione: connessione in serie di LED, in parallelo o mista. Ognuno di questi tipi ha vantaggi e svantaggi. Il seriale permette il collegamento a una rete ad alta tensione e lo svantaggio è l'inaffidabilità. Anche gli altri tipi hanno i loro pro e contro.
Collegamento in parallelo
Un diodo ad emissione di luce (LED, diodo a stato solido) è un micro-elemento le cui prestazioni dipendono da molti parametri. Gli errori nella microtecnologia fanno sì che la caratteristica volt-ampere di ogni singolo LED sia diversa. Pertanto, la soglia di funzionamento ("accensione") di tutti i diodi è diversa allo stesso tempo. Questo è permesso dalle norme di qualità e deve essere preso in considerazione quando si disegnano gli schemi di circuito. Il collegamento in parallelo dei LED richiede esattamente questa impostazione per un'attivazione simultanea.
Lo schema del circuito mostra che un resistore diverso è selezionato per ogni LED. Quando sono impostate, le resistenze R1-R6 regolano il funzionamento dell'intero sistema. La soglia di scatto di ogni diodo è tra 2,5 e 3,0 volt, quindi le resistenze devono essere abbinate ad ogni diodo. per ogni diodo.
La caratteristica di bassa tensione è un valore positivo. Il livello di attuazione di un singolo LED è fino a 3,0 V, quindi l'intero gruppo luminoso può essere valutato per la bassa tensione.
Un vantaggio significativo della connessione parallela è la "sopravvivenza" di questa variante. Se un LED si guasta, il sistema continua a funzionare e a fornire illuminazione.
Questa qualità è utilizzata nei mini-dispositivi quando la miniaturizzazione è importante e sono assemblati su "pillole" di batteria. Tali oggetti sono ampiamente prodotti dall'industria e sono destinati a piccoli compiti - illuminazione locale, scopi promozionali, ecc.
Vantaggi e svantaggi
Vantaggi I vantaggi del collegamento in parallelo sono: bassa tensione di alimentazione, che rende possibile la costruzione di dispositivi miniaturizzati; alta "sopravvivenza" del sistema, poiché ogni diodo è direttamente collegato alla sorgente di corrente. Svantaggi - La necessità di configurare ogni LED, che porta ad un aumento del numero di elementi (resistenze); la necessità di una fonte di corrente separata (o driver) quando si usano griglie di alimentazione generiche.
Collegamento in serie
Quando i LED sono collegati in serie nel circuito, si eliminano le impostazioni individuali del circuito di ogni singolo LED. Ma ci sono anche caratteristiche speciali.
Il circuito è impostato con una sola resistenza e tutti i diodi sono attivati simultaneamente. Il vantaggio di questo collegamento è che è a bassa componente e semplice. Lo svantaggio è la bassa "sopravvivenza": se un diodo si guasta, l'intero sistema si spegne.
Il metodo di collegamento seriale degli apparecchi LED permette l'uso di alimentatori ad alta tensione. In genere, si tratta di apparecchi di illuminazione stazionari per varie applicazioni che utilizzano l'alimentazione standard della rete pubblica.
Sistemi LED a 12 V
I prodotti LED a 12 V appartengono generalmente alla classe dell'illuminazione per auto. La rete automobilistica ha degli stabilizzatori, quindi non c'è bisogno di equalizzare la tensione. L'illuminazione a LED nelle auto è diventata popolare - molte aziende usano ampiamente l'illuminazione a LED nei modelli per illuminare la strada e far funzionare i sistemi di allarme, illuminare l'interno, il bagagliaio e il cruscotto. Tuttavia, l'uso dei LED nelle automobili ha portato a un aumento del prezzo degli elementi di illuminazione, soprattutto dei fari e delle unità luminose di segnalazione. In alcuni modelli premium, il costo di un blocco dei fari è paragonabile al prezzo di un'auto economica.
Inoltre, i LED a 12 volt sono utilizzati nella costruzione e nella decorazione residenziale. Spesso si tratta di strisce LED che non solo illuminano una stanza, ma creano anche installazioni luminose. Questo richiede l'installazione di trasformatori step-down o di driver collegati alla rete elettrica della casa per garantire un funzionamento duraturo dei diodi.
Sistemi LED 220 V
Questi sistemi a diodi sono i più comuni. I LED in serie collegati a 220 V sono utilizzati per l'illuminazione di grandi stanze, potenti faretti, illuminazione stradale, sistemi di segnalazione aeroportuale, ecc.
Il collegamento a margherita a 220 V di cui sopra è il modo più semplice per collegare una catena di diodi con un piccolo numero di componenti.
Collegamento LED misto
Questo tipo di collegamento sfrutta i vantaggi del collegamento in parallelo e in serie dei LED. La connessione mista (o ibrida) è usata in complessi sistemi LED con un gran numero di punti luce e che combinano apparecchi a fascio stretto di alta potenza e luce diffusa.
Il cablaggio misto sfrutta i vantaggi del cablaggio in parallelo e in serie per aumentare l'affidabilità del sistema complessivo: se un diodo si guasta, l'intero sistema rimane operativo e i LED rimanenti non vengono sovratensionati e non perdono la loro durata.
Errori comuni di connessione
Un LED è un elemento di corrente, che reagisce "dolorosamente" all'aumento del flusso di corrente. Questo deve essere preso in considerazione quando si creano sistemi che includono LED, dove ci sono molti elementi che influenzano il funzionamento dei diodi e la loro durata. Questo è un errore comune nei sistemi LED alimentati a batteria: se la batteria non è abbastanza potente, il flusso di corrente è limitato dalla sua resistenza interna, che impedisce ai diodi di superare il loro limite di corrente e causare un guasto ai diodi.
Per i sistemi che incorporano diodi, i diodi in serie sono considerati i migliori. Sono semplici da progettare e fabbricare, piccoli nel numero, affidabili nel funzionamento, e permettono la connessione a fonti di alta tensione senza bisogno di trasformatori step-down.
Naturalmente, i sistemi ad accoppiamento parallelo hanno il vantaggio di poter essere utilizzati in applicazioni miniaturizzate. Ma richiedono fonti di corrente a bassa tensione.
Per aumentare l'affidabilità e la durata dei sistemi a LED, vengono utilizzati stabilizzatori e driver per evitare errori di progettazione e consentire l'utilizzo di tutti i tipi di connessioni.
Video d'attualità: Perché i diodi sono collegati in serie e in parallelo.
Scegliere il driver giusto
I driver sono alimentatori elettronici utilizzati quando si collegano i diodi che sono sensibili alla sovracorrente. Questi dispositivi si basano principalmente sui principi della modulazione di larghezza d'impulso (PWM), che assicura la massima efficienza del sistema e la regolazione automatica della corrente. Nel selezionare il giusto driver Circuito LED, si tiene conto di quanto segue:
- Tensione di ingresso e di uscita
- corrente di uscita;
- potenza di uscita;
- grado di protezione contro l'ambiente.
Le tensioni di ingresso e di uscita sono i requisiti dei parametri di rete: AC o DC (220 V rete domestica - AC, 12 V rete auto - DC). La corrente di carico è calcolata dal numero di LED e dai loro dati di corrente. La potenza di uscita è determinata dalla potenza dell'intero circuito. Il grado di protezione dipende dal fatto che l'apparecchio sia collocato all'esterno o all'interno.
