LED-liitäntämenetelmien tiedot

Elämässämme LEDit syrjäyttävät luottavaisesti muut keinovalon lähteet valaistustekniikasta. Mutta jos hehkulamput voidaan kytkeä suoraan virtalähteeseen, LED- ja purkauslamppujen liitäntä vaatii erityistoimenpiteitä.

Samanaikaisesti yhden LEDin kytkeminen ei aiheuta ongelmia. Ja päälle kytkeminen muutamasta yksiköstä satoihin ei ole niin helppoa kuin miltä näyttää.

Vähän teoriaa

LED vaatii jatkuvan jännitteen tai virran toimiakseen kunnolla. Heidän pitäisi olla:

1. Vakiosuuntainen. Toisin sanoen LED-piirin virran, kun jännite kytketään, täytyy virrata "+"-jännitelähteestä sen "-" -kohtaan.
2. vakaa, eli vakiosuuruusluokkaa, diodin toiminnan aikana.
3. Ei sykkivä - Tasasuuntauksen ja stabiloinnin jälkeen vakiojännitteen tai virran arvot eivät saa muuttua ajoittain.
   Kaavio jännitteen muodosta täysaaltotasasuuntaajan lähdössä, kun se suodatetaan elektrolyyttikondensaattorilla (mustat ja valkoiset suorakulmiot, jotka on merkitty "+" kaaviossa). Pisteviiva on tasasuuntaajan lähdön jännite. Kondensaattori ladataan puoliaaltoamplitudille ja purkautuu vähitellen kuormitusvastuksen kohdalla. "Askelet" ovat pulsaatioita. Askel- ja puoliaaltoamplitudien suhde prosentteina on aaltoilutekijä.

varten LEDit aluksi käytettiin käytettävissä olevia jännitelähteitä - 5, 9, 12 V. Ja p-n-liitoksen käyttöjännite on 1,9-2,4 - 3,7-4,4 V. Siksi diodin kytkeminen suoraan päälle on lähes aina sen fyysistä palamista ylikuumeneminen suurella virralla. nykyinen tarve raja virtaa rajoittavalla vastuksella, kuluttaa energiaa sen lämmittämiseen.

LEDit voidaan kytkeä päälle sarjassa useissa kappaleissa. Sitten kokoamalla niistä ketjun on mahdollista niiden myötäjännitteiden summalla saavuttaa lähes virtalähteen jännite. Ja jäljelle jäävä erotus "maksetaan takaisin" haihduttamalla se lämmön muodossa vastukseen.

Kun diodeja on kymmeniä, ne kytketään sarjaan, jotka on kytketty rinnan.

LED-liitin

LED-napaisuus - anodi tai plus ja katodi - miinus on helppo määrittää kuvista:

Sylinterimäisissä tapauksissa katodi on merkitty sivussa olevalla leikkauksella, anodi on pidempi ja katodi lyhyempi.

SMD-LED-valojen katodi ilmaistaan ​​kotelossa olevalla leikkauksella.

Tehokkaiden COB-LEDien matriiseissa "+" ja "-" puristetaan juotostyynyistä.

LED-kytkentäpiiri

LED saa virtansa vakiojännitteestä. Mutta sen sisäisen resistanssin epälineaarisen riippuvuuden ominaisuudet edellyttävät, että käyttövirta pidetään kapeissa rajoissa. Nimellisvirtaa pienemmällä virralla se pienenee valon virtaus, ja korkeammalla arvolla kide ylikuumenee, hehkun kirkkaus kasvaa ja "elämä" lyhenee. Yksinkertaisin tapa laajentaa sitä on rajoittaa kiteen läpi kulkevaa virtaa sisällyttämällä siihen virtaa rajoittava vastus. Tehokkaille LEDeille tämä on taloudellisesti kannattamatonta, koska ne syötetään tasavirralla erityisestä vakaan virran lähteestä - Kuljettajat.

sarjaliitäntä

LED on melko monimutkainen valaistuslaite. Se toimii toissijaisesta tasajännitelähteestä. Yli 0,2-0,5 W teholla useimmat LED-laitteet käyttävät virtalähteitä. Ne eivät ole täysin oikeita amerikkalaisella tavalla, joita kutsutaan kuljettajiksi. Kun diodit kytketään sarjaan, käytetään usein teholähteitä, joiden jännite on 9, 12, 24 ja jopa 48 V. Tällöin rakennetaan sarjaketju, jossa voi olla 3-6 useita kymmeniä. elementtejä.

Kun kytketään sarjaan ketjuun, ensimmäisen LEDin anodi on kytketty virtaa rajoittavan vastuksen kautta virtalähteen "+"-napaan ja katodi on kytketty toisen anodiin. Ja niin koko ketju on yhdistetty.

Kaavio kolmen LED-sarjan sarja-rinnakkaisliitännästä kolmen LED-elementin ketjuissa. Jokaisessa piirissä on virtaa rajoittava vastus vasemmalla. Se "sammuttaa" diodien lähtöjännitteiden summan ylimäärän.

Esimerkiksi punaisten LEDien käyttöjännite eteenpäin on 1,6 V - 3,03 V. U_jne. = 2,1V yhden 12 V:n lähdejännitteen omaavan vastuksen LEDin jännite on 5,7 V:

12 V - 3 x 2,1 V = 12 - 6,3 = 5,7 V.

Ja jo 3 peräkkäistä ketjua on kytketty rinnakkain.

Taulukko LEDin tasajännitteestä sen hehkun väristä.

LEDien sarjakytkennällä LEDien läpi kulkevat virrat ovat samat, ja kunkin elementin pudotus on yksilöllinen. Se riippuu diodin sisäisestä resistanssista.

Sarjaliitäntäominaisuudet:

• yhden elementin rikkoutuminen johtaa kaikkien sammumiseen;
• oikosulku - jakaa jännitteen uudelleen kaikille jäljellä oleville, hehkun kirkkaus kasvaa niissä ja hajoaminen kiihtyy.

Suositus: Kuinka selvittää kuinka monta volttia LED on

Rinnakkaisliitäntä

Tässä LED-kytkentäkaaviossa kaikki anodit on kytketty toisiinsa ja virtalähteen "+"-napaan ja katodit "-".

Tällainen liitäntä oli ensimmäisissä LED-seppeleissä, viivoimissa ja nauhoissa, kun niitä käytettiin 3-5 V jännitteellä.

Tämä on väärä yhteys. Parametrien väistämättömän leviämisen myötä LEDien läpi kulkevat virrat ovat erilaisia. Ja ne loistavat eri tavalla. Ja ne eivät lämpene samalla tavalla. Tämän seurauksena ylikuumentunut palaa esimerkiksi avoimella piirillä. Jäljellä olevien diodien D2, D3 läpi kulkeva virta kasvaa ja jännite niillä kasvaa, koska pienempi kokonaisvirta R1:n läpi antaa pienemmän jännitehäviön sen yli. Toinen diodi palaa, jolla on pienempi p-n-liitoksen sisäinen vastus.

Jos p-n-liitoksen sulkemisen yhteydessä tapahtuu burnout, koko akun jännite syötetään vastukseen R1. Se ylikuumenee ja palaa.

Kaavio LEDien rinnakkaisliitännästä. Jokainen LED on kytketty kunnolla sarjaan oman virtaa rajoittavan vastuksensa kanssa.

Tältä saattaa näyttää kuuden rinnakkain kytketyn LEDin todellinen muotoilu. 

Kuvassa:

• harmaat raidat - virtaa kuljettavat renkaat, eli johdot ilman eristystä;
• siniset sylinterit, joissa on pyöristetty pää - sylinterimäiset LEDit, joissa on linssi päässä;
• punainen - vastukset rajoittamaan käyttövirtaa.

On väärin liittää kaikki diodit yhteen vastukseen. LEDien ominaisuuksien hajoamisen vuoksi jopa yhdessä erässä, joka voi olla 50-200% tai enemmän, diodien läpi voi virrata virtaa, joka vaihtelee merkittävästi. Siksi ne myös hehkuvat ja kuormittavat eri tavalla. Myöhemmin kuormitetuimmat, hehkuvat kirkkaammin kuin muut, palavat tai heikkenevät lähes täydelliseen vaimenemiseen menettäen 70-90% valovirrasta. Tai muuta hehkun sävy valkoisesta keltaiseksi.

Lue myös

LEDien rinnakkais- ja sarjaliitännän perusteet

 

sekoitettu

Yhdistettyä tai sekoitettua yhteyttä käytetään luotaessa LED-matriiseja, jotka koostuvat useista kymmenistä tai sadoista elementeistä tai pakkaamattomista kiteistä. Tunnetuimmat niistä ovat COB-matriisit.

Kaavio LEDien yhdistetystä kytkemisestä matriisiin: "standardi" - sarjaketjut, joissa kussakin 4 kidettä on kytketty rinnan ja kytketty virtalähteeseen, "hybridi" - kiteet, tässä tapauksessa 8 kpl, on kytketty sarjaan / rinnakkain virtalähteen kanssa.

Syöttöjännite ja käyttövirta yhdistetyllä päällekytkemisellä ovat pienempiä kuin nimelliskäyttö. Vain näissä olosuhteissa matriisi toimii enemmän tai vähemmän pitkään. Nimellisvirralla heikoin lenkki palaa nopeasti loppuun ja loput palavat vähitellen. Se päättyy sarjaketjujen katkeamiseen ja rinnakkaisten oikosulkuun.

Valodiodin liittäminen 220 V verkkoon

Jos syötät LEDin suoraan 220 V jännitteestä virtarajalla, se loistaa positiivisella puoliaalolla ja sammuu negatiivisella. Mutta tämä on vain siinä tapauksessa, että p-n-liitoksen käänteinen jännite on paljon enemmän kuin 220 V. Yleensä se on alueella 380-400 V.

Toinen tapa kytkeä päälle on sammutuskondensaattorin kautta.

Verkkojännite syötetään diodien VD1-VD4 "sillalle". Kondensaattori C1 "sammuu" noin 215-217 V. Loput suoristuvat. Kondensaattorilla C2 suoritetun suodatuksen jälkeen LEDiin syötetään vakiojännite. Älä unohda rajoittaa diodin läpi kulkevaa virtaa vastuksella.

Toinen kytkentäkaavio on puoliaaltotasasuuntaaja diodilla ja rajoitusvastus 30 kOhm.

HUOMIO! Useimmilla piireillä, joissa on suora yhteys 220 V verkkoon, on vakava haittapuoli - ne ovat vaarallisia ihmisvahinkoille korkealla jännitteellä - 220 V. Siksi niitä tulee käyttää huolellisesti ja kaikki virtaa kuljettavat osat huolellisesti eristämällä.

Yksityiskohtaiset tiedot LEDin liittämisestä 220 V verkkoon kuvattu tässä.

Kuinka saada virtaa diodeille virtalähteestä

Suosituimmat muuntajattomat hakkuriteholähteet (PSU) tarjoavat 12 V:n jännitteen suojalla virralta, oikosululta, ylikuumenemiselta jne.

Siksi LEDit on kytketty sarjaan ja niiden virtaa rajoittaa tavanomainen vastus. Ketju sisältää 3 tai 6 diodia. Niiden lukumäärä määräytyy diodin myötäsuuntaisen jännitteen mukaan. Niiden summan virtarajoitukselle tulee olla pienempi kuin PSU:n lähtöjännite 0,5-1 V.

Lue myös

LEDin kytkeminen 12 volttiin

 

RGB- ja COB-LED-valojen liittämisen ominaisuudet

LEDit lyhenteellä RGB - Nämä ovat monivärisiä tai monivärisiä erivärisiä valonlähteitä. Suurin osa niistä on koottu kolmesta LED-kiteestä, joista jokainen säteilee eri väriä.Tällaista kokoonpanoa kutsutaan värikolmioksi.

RGB-LEDin kytkeminen tapahtuu samalla tavalla kuin perinteiset LED-valot. Jokaisessa tällaisen monivärisen valonlähteen tapauksessa on yksi kide: punainen - punainen, vihreä - vihreä ja sininen - sininen. Jokaisella LEDillä on oma käyttöjännite:

• sininen - 2,5 - 3,7 V;
• vihreä - 2,2 - 3,5 V;
• punainen - 1,6 - 2,03 V.

Kiteet voidaan liittää toisiinsa eri tavoin:

• yhteisellä katodilla, eli kolme katodia on kytketty toisiinsa ja kotelossa on yhteinen liitin, ja jokaisella anodilla on oma liitin;
• yhteisellä anodilla - vastaavasti kaikille anodeille lähtö on yhteinen ja katodit ovat yksittäisiä;
• riippumaton pinout - jokaisella anodilla ja katodilla on oma lähtö.

Siksi virtaa rajoittavien vastusten arvot ovat erilaisia.

RGB-LED-kiteiden kytkentä kaavion mukaisesti yhteisellä katodilla.

Kytkentä "yhteisellä anodilla".

Molemmissa tapauksissa diodikotelossa on 4 johdinta, SMD-LED-tyynyt tai nasta piraijakotelossa.

Riippumattomien LEDien tapauksessa on 6 lähtöä.

Varalta SMD 5050 LED-kiteet on järjestetty seuraavasti:

Jos kyseessä on monivärinen 3 itsenäistä vihreää, punaista ja sinistä kristallia. Siksi, kun lasket vastusten arvoja, muista, että jokaisella värillä on oma diodijännite.

COB-LED-valojen liittäminen

Lyhenne COB on englanninkielisen lauseen chip-on-board ensimmäiset kirjaimet. Venäjän kielellä se on elementti tai kristalli taululla.

Kiteet liimataan tai juotetaan lämpöä johtavalle safiiri- tai piisubstraatille. Kun oikeat sähköliitännät on tarkastettu, kiteet täytetään keltaisella loisteaineella.

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

Lue myös

Kuinka kytkeä LED Arduino-levyyn

 

Sarjaan kytketyt ketjut on kytketty rinnan. Näin saadaan matriisin vaadittu teho. Siniset hehkukiteet ovat täynnä keltaista fosforia. Se säteilee uudelleen sinistä valoa keltaiseksi tehden siitä valkoisen.

Valon laatu, ts. värintoisto säätelemään tuotantoprosessissa fosforin koostumusta. Yksi- ja kaksikomponenttinen loisteaine antaa huonon laadun, koska sen spektrissä on 2-3 emissioviivaa. Kolmi- ja viisikomponenttinen - melko hyväksyttävä värintoisto. Se voi olla jopa 85-90 Ra ja jopa korkeampi.

Tämän tyyppisten valonlähteiden liittäminen ei aiheuta ongelmia. Ne kytketään päälle normaalina tehokkaana LED-valona, ​​joka saa virtansa tavallisesta virtalähteestä. Esimerkiksi 150, 300, 700 mA. COB-matriisien valmistaja suosittelee virtalähteiden valitsemista marginaalilla. Se auttaa otettaessa käyttöön COB-matriisilla varustettua valaisinta.