Mēs darbinām lieljaudas gaismas diodes no 3,7 voltiem. Pareizs gaismas diožu savienojums

Gaismas diode ir diode, kas iedegas, kad caur to plūst strāva. Angļu valodā LED sauc par gaismas diode jeb LED.

LED spīduma krāsa ir atkarīga no pusvadītājam pievienotajām piedevām. Piemēram, alumīnija, hēlija, indija un fosfora piemaisījumi izraisa mirdzumu no sarkanas līdz dzeltenai. Indijs, gallijs, slāpeklis liek LED mirdzēt no zilas līdz zaļai. Kad zilam kristālam pievieno fosforu, gaismas diode mirgos baltā krāsā. Šobrīd nozare ražo visu varavīksnes krāsu gaismas diodes, taču krāsa nav atkarīga no LED korpusa krāsas, bet gan no ķīmiskajām piedevām tā kristālā. Jebkuras krāsas gaismas diodei var būt caurspīdīgs korpuss.

Pirmā LED tika ražota 1962. gadā Ilinoisas Universitātē. Deviņdesmito gadu sākumā parādījās spilgtas gaismas diodes, nedaudz vēlāk - īpaši spilgtas.
Gaismas diožu priekšrocības salīdzinājumā ar kvēlspuldzēm ir nenoliedzamas, proti:

* Mazs enerģijas patēriņš – 10 reizes ekonomiskāks par spuldzēm
* Ilgs kalpošanas laiks - līdz 11 gadiem nepārtrauktas darbības
* Augsta izturība - nebaidās no vibrācijām un triecieniem
* Plaša krāsu izvēle
* Spēja darboties ar zemu spriegumu
* Vides un ugunsdrošība – gaismas diodēs nav toksisku vielu. Gaismas diodes nesasilst, kas novērš ugunsgrēkus.

LED marķējumi

Rīsi. 1. 5 mm indikatoru gaismas diožu dizains

Reflektorā ir ievietots LED kristāls. Šis reflektors iestata sākotnējo izkliedes leņķi.
Pēc tam gaisma iziet cauri epoksīda sveķu korpusam. Tas sasniedz objektīvu - un tad tas sāk izkliedēties uz sāniem leņķī atkarībā no objektīva konstrukcijas, praksē - no 5 līdz 160 grādiem.

Izstarojošās gaismas diodes var iedalīt divās lielās grupās: redzamās gaismas diodes un infrasarkanās (IR) gaismas diodes. Pirmie tiek izmantoti kā indikatori un apgaismojuma avoti, otrie - tālvadības ierīcēs, infrasarkano staru raiduztvērēju ierīcēs un sensoros.
Gaismas diodes ir marķētas ar krāsu kodu (1. tabula). Vispirms jums ir jānosaka gaismas diodes tips pēc tā korpusa konstrukcijas (1. att.) un pēc tam jānoskaidro ar krāsu marķējumu tabulā.

Rīsi. 2. LED korpusu veidi

LED krāsas

Gaismas diodes ir gandrīz visās krāsās: sarkanā, oranžā, dzintara, dzintara, zaļā, zilā un baltā krāsā. Zilā un baltā LED ir nedaudz dārgākas nekā citas krāsas.
Gaismas diožu krāsu nosaka pusvadītāju materiāla veids, no kura tie ir izgatavoti, nevis tā korpusa plastmasas krāsa. Jebkuras krāsas gaismas diodes nāk bezkrāsainā korpusā, tādā gadījumā krāsu var uzzināt tikai ieslēdzot...

1. tabula. LED marķējumi

Daudzkrāsu gaismas diodes

Daudzkrāsu gaismas diode ir izstrādāta vienkārši, parasti tā ir sarkana un zaļa, kas apvienota vienā korpusā ar trim kājām. Mainot katra kristāla spilgtumu vai impulsu skaitu, jūs varat iegūt dažādas mirdzuma krāsas.

Gaismas diodes ir savienotas ar strāvas avotu, anods ar pozitīvo, katods ar negatīvo. Gaismas diodes negatīvais (katods) parasti tiek apzīmēts ar nelielu korpusa griezumu vai īsāku vadu, taču ir arī izņēmumi, tāpēc šo faktu labāk precizēt konkrētas gaismas diodes tehniskajos parametros.

Ja šo atzīmju nav, polaritāti var noteikt eksperimentāli, īsi pieslēdzot LED barošanas spriegumam caur atbilstošo rezistoru. Tomēr tas nav labākais veids, kā noteikt polaritāti. Turklāt, lai izvairītos no gaismas diodes termiskās sabrukšanas vai krasa tā kalpošanas laika samazināšanās, nav iespējams “nejauši” noteikt polaritāti bez strāvu ierobežojoša rezistora. Ātrai pārbaudei rezistors ar nominālo pretestību 1k omi ir piemērots lielākajai daļai gaismas diožu, ja vien spriegums ir 12 V vai mazāks.

Brīdinājums: nevērsiet LED staru tieši uz savu aci (vai drauga aci) no tuva attāluma, jo tas var sabojāt redzi.

Barošanas spriegums

Divas galvenās gaismas diodes īpašības ir sprieguma kritums un strāva. Parasti gaismas diodes ir paredzētas 20 mA strāvai, taču ir arī izņēmumi, piemēram, četru mikroshēmu gaismas diodes parasti ir paredzētas 80 mA, jo vienā LED korpusā ir četri pusvadītāju kristāli, no kuriem katrs patērē 20 mA. Katrai LED ir pieļaujamās barošanas sprieguma Umax un Umaxrev vērtības (attiecīgi tiešai un reversai pārslēgšanai). Ja tiek pielietots spriegums, kas pārsniedz šīs vērtības, rodas elektrisks bojājums, kā rezultātā LED neizdodas. Ir arī minimālā barošanas sprieguma Umin vērtība, pie kuras gaismas diode deg. Barošanas spriegumu diapazons starp Umin un Umax tiek saukts par “darba” zonu, jo šeit darbojas gaismas diode.

Barošanas spriegums - šis parametrs nav piemērojams LED. Gaismas diodēm nav šīs īpašības, tāpēc jūs nevarat tieši savienot gaismas diodes ar strāvas avotu. Galvenais, lai spriegums, no kura LED tiek darbināts (caur rezistoru), ir lielāks par LED tiešā sprieguma kritumu (priekšējais sprieguma kritums ir norādīts raksturlielumos, nevis barošanas spriegumam, un parastajām indikatora gaismas diodēm tas ir diapazonā vidēji no 1,8 līdz 3,6 voltiem).
Uz LED iepakojuma norādītais spriegums nav barošanas spriegums. Tas ir sprieguma krituma lielums pāri LED. Šī vērtība ir nepieciešama, lai aprēķinātu atlikušo spriegumu, kas nav “nokritis” uz gaismas diodes, kas piedalās strāvas ierobežojošā rezistora pretestības aprēķināšanas formulā, jo tieši tas ir jāpielāgo.
Barošanas sprieguma maiņa tikai par vienu desmito voltu parastajai gaismas diodei (no 1,9 līdz 2 voltiem) izraisīs strāvas, kas plūst caur LED, pieaugumu par piecdesmit procentiem (no 20 līdz 30 miliamperiem).

Katrai tāda paša novērtējuma gaismas diodei tai piemērotais spriegums var atšķirties. Paralēli ieslēdzot vairākas vienāda jaudas gaismas diodes un pieslēdzot tās pie, piemēram, 2 voltu spriegumam, mēs riskējam, ņemot vērā raksturlielumu atšķirības, dažas kopijas ātri sadedzināt un citas nepietiekami izgaismotas. Tāpēc, pievienojot LED, ir jāuzrauga nevis spriegums, bet gan strāva.

LED pašreizējā vērtība ir galvenais parametrs, un parasti tā ir 10 vai 20 miliamperi. Nav svarīgi, kāda ir spriedze. Galvenais ir tas, ka strāva, kas plūst LED ķēdē, atbilst LED nominālvērtībai. Un strāvu regulē virknē savienots rezistors, kura vērtību aprēķina pēc formulas:

R
Upit— barošanas spriegums voltos.
Uzkāpšana— tiešs sprieguma kritums pāri LED voltos (norādīts specifikācijās un parasti aptuveni 2 volti). Ja virknē ir savienotas vairākas gaismas diodes, sprieguma kritumi palielinās.
es— gaismas diodes maksimālā tiešā strāva ampēros (norādīta specifikācijās un parasti ir 10 vai 20 miliamperi, t.i., 0,01 vai 0,02 ampēri). Ja virknē ir savienotas vairākas gaismas diodes, tiešā strāva nepalielinās.
0,75 — LED uzticamības koeficients.

Mēs nedrīkstam aizmirst arī par rezistora jaudu. Jaudu var aprēķināt, izmantojot formulu:

P— rezistoru jauda vatos.
Upit— strāvas avota efektīvais (efektīvais, vidējā kvadrātiskā) spriegums voltos.
Uzkāpšana— tiešs sprieguma kritums pāri LED voltos (norādīts specifikācijās un parasti aptuveni 2 volti). Ja virknē ir savienotas vairākas gaismas diodes, sprieguma kritumi palielinās. .
R— rezistoru pretestība omos.

Strāvu ierobežojošā rezistora un tā jaudas aprēķins vienam LED

Tipiski LED raksturlielumi

Baltās indikatora gaismas diodes tipiskie parametri: strāva 20 mA, spriegums 3,2 V. Tādējādi tā jauda ir 0,06 W.

Tāpat kā mazjaudas gaismas diodes tiek klasificētas uz virsmas uzstādītās gaismas diodes (SMD). Tie izgaismo jūsu mobilā tālruņa pogas, monitora ekrānu, ja tas ir LED aizmugurgaismojums, no tiem tiek izgatavotas dekoratīvas LED lentes uz pašlīmējošas pamatnes un daudz ko citu. Ir divi visizplatītākie veidi: SMD 3528 un SMD 5050. Pirmajā ir tāds pats kristāls kā indikatora gaismas diodes ar vadiem, tas ir, tā jauda ir 0,06 W. Bet otrajā ir trīs šādi kristāli, tāpēc to vairs nevar saukt par LED - tas ir LED komplekts. Ir ierasts saukt par SMD 5050 gaismas diodēm, taču tas nav pilnīgi pareizi. Tās ir asamblejas. To kopējā jauda ir attiecīgi 0,2 W.
Gaismas diodes darba spriegums ir atkarīgs no pusvadītāja materiāla, no kura tas ir izgatavots; attiecīgi pastāv saistība starp gaismas diodes krāsu un darba spriegumu.

LED sprieguma krituma tabula atkarībā no krāsas

Pēc sprieguma krituma lieluma, pārbaudot gaismas diodes ar multimetru, jūs varat noteikt aptuveno gaismas diodes spīduma krāsu saskaņā ar tabulu.

Gaismas diožu sērijveida un paralēlais savienojums

Savienojot LED virknē, ierobežojošā rezistora pretestība tiek aprēķināta tāpat kā ar vienu LED, vienkārši visu gaismas diožu sprieguma kritumus saskaita pēc formulas:

Savienojot gaismas diodes sērijveidā, ir svarīgi zināt, ka visām vītnē izmantotajām gaismas diodēm jābūt viena zīmola. Šis apgalvojums ir jāuztver nevis kā likums, bet gan kā likums.

Lai uzzinātu, kāds ir maksimālais gaismas diožu skaits, ko var izmantot vītnē, izmantojiet formulu

* Nmax – maksimālais pieļaujamais gaismas diožu skaits vītnē
* Upit — barošanas avota, piemēram, akumulatora vai akumulatora, spriegums. Voltos.
* Upr - LED tiešais spriegums, kas ņemts no tā pases raksturlielumiem (parasti svārstās no 2 līdz 4 voltiem). Voltos.
* Mainoties temperatūrai un LED novecošanai, Upr var palielināties. Koefs. 1.5 šādam gadījumam dod rezervi.

Izmantojot šo aprēķinu, “N” var būt daļēja forma, piemēram, 5.8. Protams, jūs nevarat izmantot 5,8 gaismas diodes, tāpēc jums vajadzētu izmest skaitļa daļēju daļu, atstājot tikai veselo skaitli, tas ir, 5.

Ierobežojošais rezistors gaismas diožu secīgai pārslēgšanai tiek aprēķināts tieši tāpat kā vienai pārslēgšanai. Bet formulās tiek pievienots vēl viens mainīgais “N” - gaismas diožu skaits vītnē. Ir ļoti svarīgi, lai gaismas diožu skaits vītnē būtu mazāks vai vienāds ar “Nmax” - maksimālo pieļaujamo gaismas diožu skaitu. Kopumā ir jāievēro šāds nosacījums: N =

Visi pārējie aprēķini tiek veikti tāpat kā rezistora aprēķināšana, kad LED tiek ieslēgts atsevišķi.

Ja barošanas sprieguma nepietiek pat divām virknē savienotām gaismas diodēm, tad katrai gaismas diodei ir jābūt savam ierobežojošajam rezistoram.

Gaismas diožu paralēlais savienojums ar kopējo rezistoru ir slikts risinājums. Parasti gaismas diodēm ir virkne parametru, katram ir nepieciešams nedaudz atšķirīgs spriegums, kas padara šādu savienojumu praktiski nederīgu. Viena no diodēm spīdēs spožāk un uzņems lielāku strāvu, līdz tā neizdosies. Šis savienojums ievērojami paātrina LED kristāla dabisko degradāciju. Ja gaismas diodes ir savienotas paralēli, katrai gaismas diodei ir jābūt savam ierobežojošajam rezistoram.

Gaismas diožu sērijveida savienojums ir vēlams arī no ekonomiska barošanas avota patēriņa viedokļa: visa seriālā ķēde patērē tieši tik daudz strāvas, cik viena LED. Un, kad tie ir savienoti paralēli, strāva ir tik reižu lielāka, cik mums ir paralēlo gaismas diožu skaits.

Ierobežojošā rezistora aprēķināšana sērijveidā savienotām gaismas diodēm ir tikpat vienkārša kā vienai. Mēs vienkārši summējam visu gaismas diožu spriegumu, iegūto summu atņemam no barošanas avota sprieguma (tas būs sprieguma kritums pāri rezistoram) un dalām ar gaismas diožu strāvu (parasti 15 - 20 mA).

Ko darīt, ja mums ir daudz gaismas diožu, vairāki desmiti, un barošanas avots neļauj tos visus savienot virknē (nav pietiekami daudz sprieguma)? Pēc tam, pamatojoties uz strāvas avota spriegumu, mēs nosakām, cik maksimālo gaismas diožu skaitu varam savienot virknē. Piemēram, 12 voltiem tie ir 5 divu voltu gaismas diodes. Kāpēc ne 6? Bet kaut kam ir jānokrīt arī pie ierobežojošā rezistora. Šeit aprēķinam ņemam atlikušos 2 voltus (12 - 5x2). Strāvai 15 mA pretestība būs 2/0,015 = 133 omi. Tuvākais standarts ir 150 omi. Bet tagad mēs varam savienot tik daudz no šīm piecu gaismas diožu ķēdēm un katra rezistora, cik mums patīk. Šo metodi sauc par paralēlās sērijas savienojumu.

Ja ir dažādu zīmolu gaismas diodes, tad tās kombinējam tā, lai katrā atzarā būtu tikai VIENA tipa (vai ar vienādu darba strāvu) gaismas diodes. Šajā gadījumā nav nepieciešams uzturēt vienādus spriegumus, jo katram zaram mēs aprēķinām savu pretestību.

Tālāk mēs apsvērsim stabilizētu ķēdi gaismas diožu ieslēgšanai. Pieskarsimies strāvas stabilizatora ražošanai. Ir mikroshēma KR142EN12 (ārzemju LM317 analogs), kas ļauj izveidot ļoti vienkāršu strāvas stabilizatoru. Lai pievienotu LED (skatiet attēlu), pretestības vērtību aprēķina kā R = 1,2 / I (1,2 ir sprieguma kritums stabilizatorā) Tas ir, pie strāvas 20 mA, R = 1,2 / 0,02 = 60 omi. Stabilizatori ir paredzēti maksimālajam spriegumam 35 volti. Labāk tos nepagarināt un piegādāt ne vairāk kā 20 voltus. Ieslēdzot, piemēram, baltu 3,3 voltu gaismas diode, stabilizatoram iespējams pievadīt spriegumu no 4,5 līdz 20 voltiem, savukārt strāva uz gaismas diodes atbildīs nemainīgai 20 mA vērtībai. Pie 20V sprieguma konstatējam, ka šādam stabilizatoram virknē var pieslēgt 5 baltas gaismas diodes, neuztraucoties par spriegumu katram no tiem, strāva ķēdē plūdīs 20mA (pie stabilizatora nodzēsīs lieko spriegumu ).

Svarīgs! Ierīce ar lielu skaitu gaismas diožu pārvadā lielu strāvu. Ir stingri aizliegts pieslēgt šādu ierīci aktīvam strāvas avotam. Šajā gadījumā pieslēguma vietā rodas dzirkstele, kas noved pie liela strāvas impulsa parādīšanās ķēdē. Šis impulss atspējo gaismas diodes (īpaši zilās un baltās). Ja gaismas diodes darbojas dinamiskā režīmā (pastāvīgi ieslēdzas, izslēdzas un mirgo) un šis režīms ir balstīts uz releja izmantošanu, tad ir jānovērš dzirksteles rašanās pie releja kontaktiem.

Katra ķēde ir jāsamontē no vienādu parametru un viena ražotāja gaismas diodēm.
Arī svarīgi! Apkārtējās vides temperatūras maiņa ietekmē strāvas plūsmu caur kristālu. Tāpēc ierīci vēlams ražot tā, lai strāva, kas plūst caur LED, nebūtu 20 mA, bet 17-18 mA. Spilgtuma zudums būs nenozīmīgs, taču tiks nodrošināts ilgs kalpošanas laiks.

Kā darbināt LED no 220 V tīkla.

Šķiet, ka viss ir vienkārši: mēs ievietojam rezistoru sērijā, un viss. Bet jums ir jāatceras viena svarīga LED īpašība: maksimālais pieļaujamais reversais spriegums. Lielākajai daļai gaismas diožu tas ir aptuveni 20 volti. Un, pievienojot to tīklam ar apgrieztu polaritāti (strāva ir mainīga, puse cikla iet vienā virzienā, bet otrā puse pretējā virzienā), tam tiks piemērots pilna tīkla amplitūdas spriegums - 315 volti. ! No kurienes nāk šis skaitlis? 220 V ir efektīvais spriegums, bet amplitūda ir (sakne no 2) = 1,41 reizi lielāka.
Tāpēc, lai saglabātu LED, jums ir jāievieto diode virknē ar to, kas neļaus tai iet cauri reversajam spriegumam.

Vēl viena iespēja LED pieslēgšanai 220 V barošanas avotam:

Vai arī novietojiet divas gaismas diodes viena otrai.

Strāvas padeves iespēja no tīkla ar dzēšanas rezistoru nav optimālākā: caur rezistoru tiks atbrīvota ievērojama jauda. Patiešām, ja mēs izmantojam 24 kOhm rezistoru (maksimālā strāva 13 mA), tad tajā izkliedētā jauda būs aptuveni 3 W. To var samazināt uz pusi, savienojot virknē diodi (tad siltums izdalīsies tikai viena puscikla laikā). Diodei jābūt ar reverso spriegumu vismaz 400 V. Ieslēdzot divas skaitītāja gaismas diodes (ir pat tādas, kurās vienā korpusā ir divi kristāli, parasti dažādās krāsās, viens kristāls ir sarkans, otrs zaļš), var ielieciet divus divu vatu rezistorus, katrs ar divreiz mazāku pretestību.
Es izdarīšu atrunu, ka, izmantojot augstas pretestības rezistoru (piemēram, 200 kOhm), jūs varat ieslēgt LED bez aizsargdiodes. Reversā sadales strāva būs pārāk zema, lai izraisītu kristāla iznīcināšanu. Protams, spilgtums ir ļoti zems, bet, piemēram, lai tumsā apgaismotu slēdzi guļamistabā, ar to pilnīgi pietiks.
Sakarā ar to, ka tīklā ir mainīga strāva, jūs varat izvairīties no nevajadzīgas elektroenerģijas izšķērdēšanas, sildot gaisu ar ierobežojošu rezistoru. Tās lomu var pildīt kondensators, kas laiž cauri maiņstrāvu bez sasilšanas. Kāpēc tas tā ir, ir atsevišķs jautājums, mēs to apsvērsim vēlāk. Tagad mums ir jāzina, ka, lai kondensators izietu maiņstrāvu, tam ir jāiziet abi tīkla puscikli. Bet LED vada strāvu tikai vienā virzienā. Tas nozīmē, ka mēs novietojam parasto diodi (vai otru LED) pretparalēli LED, un tas izlaidīs otro pusciklu.

Bet tagad mēs esam atvienojuši savu ķēdi no tīkla. Uz kondensatora ir palicis kāds spriegums (līdz pilnai amplitūdai, ja atceramies, vienāda ar 315 V). Lai izvairītos no nejauša elektriskās strāvas trieciena, paralēli kondensatoram nodrošināsim augstvērtīgu izlādes rezistoru (lai normālas darbības laikā caur to plūstu neliela strāva, neizraisot tā uzsilšanu), kas, atvienojot no tīkla, izlādēs kondensators sekundes daļā. Un, lai aizsargātu pret impulsu uzlādes strāvu, mēs uzstādīsim arī zemas pretestības rezistoru. Tam būs arī drošinātāja loma, kas uzreiz izdegs, ja kondensators nejauši sabojājas (nekas nav mūžīgs, un tas arī notiek).

Kondensatoram jābūt vismaz 400 voltu spriegumam vai īpašam maiņstrāvas ķēdēm ar vismaz 250 voltu spriegumu.
Ko darīt, ja mēs vēlamies izgatavot LED spuldzi no vairākām gaismas diodēm? Mēs tos visus ieslēdzam virknē, visiem pietiek ar vienu skaitītāju.

Diodei jābūt konstruētai strāvai, kas nav mazāka par strāvu caur gaismas diodēm, un reversais spriegums nedrīkst būt mazāks par gaismas diodes sprieguma summu. Vēl labāk, paņemiet pāra skaitu gaismas diožu un ieslēdziet tās viena otrai.

Attēlā katrā ķēdē ir trīs gaismas diodes; patiesībā to var būt vairāk nekā ducis.
Kā aprēķināt kondensatoru? No 315 V tīkla amplitūdas sprieguma mēs atņemam gaismas diodes sprieguma krituma summu (piemēram, trim baltiem tas ir aptuveni 12 volti). Mēs iegūstam sprieguma kritumu pāri kondensatoram Up=303 V. Jauda mikrofarados būs vienāda ar (4,45*I)/Up, kur I ir nepieciešamā strāva caur gaismas diodēm miliampēros. Mūsu gadījumā 20 mA kapacitāte būs (4,45 * 20)/303 = 89/303 ~ = 0,3 µF. Jūs varat novietot divus 0,15 µF (150 nF) kondensatorus paralēli.

Biežākās kļūdas, pievienojot gaismas diodes

1. Pievienojiet LED tieši barošanas avotam bez strāvas ierobežotāja (rezistors vai īpaša draivera mikroshēma). Iepriekš apspriests. LED ātri neizdodas slikti kontrolētas strāvas dēļ.

2. Paralēli pieslēgto gaismas diožu pievienošana kopējam rezistoram. Pirmkārt, iespējamās parametru izkliedes dēļ gaismas diodes iedegsies ar dažādu spilgtumu. Otrkārt, un vēl svarīgāk, ja viena no gaismas diodēm neizdodas, otrā strāva dubultosies, un tā var arī izdegt. Ja izmantojat vienu rezistoru, ir vēlams savienot gaismas diodes virknē. Pēc tam, aprēķinot rezistoru, strāvu atstājam nemainīgu (piemēram, 10 mA) un summējam gaismas diožu tiešā sprieguma kritumu (piemēram, 1,8 V + 2,1 V = 3,9 V).

3. Gaismas diožu ieslēgšana sērijveidā, kas paredzēta dažādām strāvām. Šajā gadījumā viena no gaismas diodēm vai nu nolietosies, vai blāvi spīdēs atkarībā no ierobežojošā rezistora pašreizējā iestatījuma.

4. Nepietiekamas pretestības rezistora uzstādīšana. Tā rezultātā strāva, kas plūst caur LED, ir pārāk augsta. Tā kā kristāla režģa defektu dēļ daļa enerģijas tiek pārvērsta siltumā, pie lielām strāvām tā kļūst par daudz. Kristāls pārkarst, kā rezultātā ievērojami samazinās tā kalpošanas laiks. Ar vēl lielāku strāvas palielināšanos pn-savienojuma apgabala sildīšanas dēļ iekšējā kvantu ražība samazinās, LED spilgtums samazinās (tas ir īpaši pamanāms sarkanām gaismas diodēm) un kristāls sāk katastrofāli sabrukt.

5. Gaismas diodes pievienošana maiņstrāvas tīklam (piemēram, 220 V), neveicot pasākumus reversā sprieguma ierobežošanai. Lielākajai daļai gaismas diožu maksimālais pieļaujamais apgrieztais spriegums ir aptuveni 2 volti, savukārt reversais pusperioda spriegums, kad gaismas diode ir bloķēta, rada sprieguma kritumu, kas vienāds ar barošanas spriegumu. Ir daudz dažādu shēmu, kas novērš reversā sprieguma postošo ietekmi. Vienkāršākais ir apspriests iepriekš.

6. Nepietiekamas jaudas rezistora uzstādīšana. Tā rezultātā rezistors kļūst ļoti karsts un sāk izkausēt to vadu izolāciju, kas tam pieskaras. Tad krāsa uz tās sadeg, un galu galā tā sabrūk augstas temperatūras ietekmē. Rezistors var droši izkliedēt ne vairāk kā jaudu, kurai tas ir paredzēts.

Mirgojošas gaismas diodes

Mirgojoša LED (MSD) ir gaismas diode ar iebūvētu integrētu impulsu ģeneratoru ar zibspuldzes frekvenci 1,5 -3 Hz.
Neskatoties uz kompakto izmēru, mirgojošais LED ietver pusvadītāju ģeneratora mikroshēmu un dažus papildu elementus. Ir arī vērts atzīmēt, ka mirgojošais LED ir diezgan universāls - šādas gaismas diodes barošanas spriegums var svārstīties no 3 līdz 14 voltiem augstsprieguma ierīcēm un no 1,8 līdz 5 voltiem zemsprieguma iekārtām.

Mirgojošo gaismas diožu atšķirīgās īpašības:

Dažās mirgojošo gaismas diožu versijās var būt iebūvētas vairākas (parasti 3) daudzkrāsainas gaismas diodes ar dažādām zibspuldzes frekvencēm.
Mirgojošo gaismas diožu izmantošana ir attaisnojama kompaktās ierīcēs, kur tiek izvirzītas augstas prasības radio elementu izmēriem un barošanas avotam - mirgojošās gaismas diodes ir ļoti ekonomiskas, jo MSD elektroniskā shēma ir veidota uz MOS konstrukcijām. Mirgojoša gaismas diode var viegli aizstāt visu funkcionālo vienību.

Parastais mirgojošas gaismas diodes grafiskais apzīmējums shēmas shēmās neatšķiras no parastās gaismas diodes apzīmējuma, izņemot to, ka bultu līnijas ir punktētas un simbolizē gaismas diodes mirgojošās īpašības.

Paskatoties cauri mirgojošās gaismas diodes caurspīdīgajam korpusam, pamanīsit, ka tas sastāv no divām daļām. Uz katoda pamatnes (negatīvā spaile) novieto gaismas diodes kristālu.
Ģeneratora mikroshēma atrodas uz anoda spailes pamatnes.
Trīs zelta stieples džemperi savieno visas šīs kombinētās ierīces daļas.

MSD ir viegli atšķirt no parastas gaismas diodes pēc izskata, skatoties uz tā korpusu gaismā. MSD iekšpusē ir divi aptuveni vienāda izmēra substrāti. Uz pirmā no tiem ir kristālisks gaismas izstarotāja kubs, kas izgatavots no retzemju sakausējuma.
Lai palielinātu gaismas plūsmu, fokusētu un veidotu starojuma modeli, tiek izmantots parabolisks alumīnija reflektors (2). MSD tā diametrā ir nedaudz mazāka nekā parastajam LED, jo korpusa otro daļu aizņem substrāts ar integrētu shēmu (3).
Elektriski abas pamatnes ir savienotas viena ar otru ar diviem zelta stieples džemperiem (4). MSD korpuss (5) ir izgatavots no matētas gaismu izkliedējošas plastmasas vai caurspīdīgas plastmasas.
MSD izstarotājs neatrodas uz korpusa simetrijas ass, tāpēc, lai nodrošinātu vienmērīgu apgaismojumu, visbiežāk tiek izmantots monolīts krāsains izkliedētās gaismas vads. Caurspīdīgs ķermenis ir atrodams tikai liela diametra BKAS ar šauru starojuma modeli.

Ģeneratora mikroshēma sastāv no augstfrekvences galvenā oscilatora - tas darbojas pastāvīgi, tā frekvence pēc dažādām aplēsēm svārstās ap 100 kHz. Loģiskais vārtu dalītājs darbojas kopā ar RF ģeneratoru, kas sadala augsto frekvenci līdz vērtībai 1,5-3 Hz. Augstas frekvences ģeneratora izmantošana kopā ar frekvences dalītāju ir saistīta ar faktu, ka zemfrekvences ģeneratora ieviešanai laika ķēdē ir jāizmanto kondensators ar lielu jaudu.

Lai paaugstinātu frekvenci līdz 1-3 Hz, loģiskajos elementos tiek izmantoti dalītāji, kurus ir viegli novietot uz neliela pusvadītāju kristāla laukuma.
Papildus galvenajam RF oscilatoram un dalītājam uz pusvadītāju pamatnes tiek izgatavots elektroniskais slēdzis un aizsargdiode. Mirgojošām gaismas diodēm, kas paredzētas 3-12 voltu barošanas spriegumam, ir arī iebūvēts ierobežojošais rezistors. Zemsprieguma MSD nav ierobežojoša rezistora.Aizsargdiode ir nepieciešama, lai novērstu mikroshēmas atteici, kad strāvas padeve ir apgriezta.

Lai nodrošinātu augstsprieguma MSD uzticamu un ilgstošu darbību, ir ieteicams ierobežot barošanas spriegumu līdz 9 voltiem. Palielinoties spriegumam, palielinās MSD jaudas izkliede, un līdz ar to palielinās pusvadītāju kristāla sildīšana. Laika gaitā pārmērīgs karstums var izraisīt mirgojošās gaismas diodes ātru noārdīšanos.

Jūs varat droši pārbaudīt mirgojošas gaismas diodes darbināmību, izmantojot 4,5 voltu akumulatoru un 51 omu rezistoru, kas savienots virknē ar LED, ar jaudu vismaz 0,25 W.

IR diodes izmantojamību var pārbaudīt, izmantojot mobilā tālruņa kameru.
Ieslēdzam kameru uzņemšanas režīmā, kadrā noķeram ierīces (piemēram, tālvadības pults) diodi, nospiežam tālvadības pults pogas, šajā gadījumā vajadzētu mirgot strādājošajai IR diodei.

Noslēgumā jums vajadzētu pievērst uzmanību tādiem jautājumiem kā LED lodēšana un montāža. Tie ir arī ļoti svarīgi jautājumi, kas ietekmē to dzīvotspēju.
Gaismas diodes un mikroshēmas baidās no statiskas, nepareiza savienojuma un pārkaršanas, šo detaļu lodēšanai jābūt pēc iespējas ātrākai. Jāizmanto mazjaudas lodāmurs, kura uzgaļa temperatūra nepārsniedz 260 grādus, un lodēšanai vajadzētu ilgt ne vairāk kā 3-5 sekundes (ražotāja ieteikumi). Lodēšanas laikā būtu ieteicams izmantot medicīniskās pincetes. LED tiek ņemts ar pinceti augstāk pie korpusa, kas nodrošina papildu siltuma noņemšanu no kristāla lodēšanas laikā.
LED kājas ir jāsaliek ar nelielu rādiusu (lai tās nesaplīstu). Sarežģīto izliekumu rezultātā korpusa pamatnē esošajām kājām jāpaliek rūpnīcas pozīcijā un jābūt paralēlām un nav noslogotām (pretējā gadījumā kristāls nogurs un nokritīs no kājām).

Īpaši spilgto gaismas diožu (LED) pieejamība un salīdzinoši zemās cenas ļauj tās izmantot dažādās amatieru ierīcēs. Iesācēji radioamatieri, kuri pirmo reizi izmanto LED savā dizainā, bieži brīnās, kā savienot LED ar akumulatoru? Pēc šī materiāla izlasīšanas lasītājs uzzinās, kā gandrīz no jebkura akumulatora iedegt LED, kādas LED pieslēguma shēmas var izmantot šajā vai citā gadījumā, kā aprēķināt ķēdes elementus.

Ar kādām baterijām var pieslēgt LED?

Principā jūs varat vienkārši iedegt LED, izmantojot jebkuru akumulatoru. Radioamatieru un profesionāļu izstrādātās elektroniskās shēmas ļauj veiksmīgi tikt galā ar šo uzdevumu. Cita lieta, cik ilgi ķēde darbosies nepārtraukti ar konkrētu LED (LED) un konkrētu akumulatoru vai baterijām.

Lai novērtētu šo laiku, jums jāzina, ka viena no galvenajām jebkura akumulatora īpašībām, neatkarīgi no tā, vai tā ir ķīmiskā šūna vai akumulators, ir ietilpība. Akumulatora ietilpība – C ir izteikta ampērstundās. Piemēram, parasto AAA AA bateriju kapacitāte atkarībā no veida un ražotāja var svārstīties no 0,5 līdz 2,5 ampērstundām. Savukārt gaismas diodēm ir raksturīga darba strāva, kas var būt desmitiem un simtiem miliamperu. Tādējādi jūs varat aptuveni aprēķināt, cik ilgi akumulators darbosies, izmantojot formulu:

T= (C*U bats)/(U darbs vadīja *Es strādāju vadīja)

Šajā formulā skaitītājs ir darbs, ko var veikt akumulators, un saucējs ir gaismas diodes patērētā jauda. Formulā nav ņemta vērā konkrētās ķēdes efektivitāte un tas, ka ir ārkārtīgi problemātiski pilnībā izmantot visu akumulatora jaudu.

Projektējot ar akumulatoru darbināmas ierīces, tās parasti cenšas nodrošināt, lai to strāvas patēriņš nepārsniegtu 10–30% no akumulatora jaudas. Vadoties pēc šī apsvēruma un iepriekš minētās formulas, varat novērtēt, cik noteiktas jaudas bateriju ir nepieciešams, lai darbinātu konkrētu LED.

Kā izveidot savienojumu no AA 1,5 V AA akumulatora

Diemžēl nav vienkārša veida, kā darbināt LED no viena AA akumulatora. Fakts ir tāds, ka gaismas diožu darba spriegums parasti pārsniedz 1,5 V. Šī vērtība ir diapazonā no 3,2 līdz 3,4 V. Tāpēc, lai darbinātu LED no viena akumulatora, jums būs jāsamontē sprieguma pārveidotājs. Zemāk ir diagramma ar vienkāršu sprieguma pārveidotāju ar diviem tranzistoriem, kurus var izmantot, lai darbinātu 1–2 īpaši spilgtas gaismas diodes ar darba strāvu 20 miliampēri.

Šis pārveidotājs ir bloķējošs oscilators, kas samontēts uz tranzistora VT2, transformatora T1 un rezistora R1. Bloķējošais ģenerators rada sprieguma impulsus, kas vairākas reizes pārsniedz strāvas avota spriegumu. Diode VD1 iztaisno šos impulsus. Induktors L1, kondensatori C2 un C3 ir anti-aliasing filtra elementi.

Tranzistors VT1, rezistors R2 un zenera diode VD2 ir sprieguma stabilizatora elementi. Kad spriegums kondensatorā C2 pārsniedz 3,3 V, Zener diode atveras un rezistoram R2 tiek izveidots sprieguma kritums. Tajā pašā laikā pirmais tranzistors atvērsies un bloķēs VT2, bloķējošais ģenerators pārtrauks darboties. Tas nodrošina pārveidotāja izejas sprieguma stabilizāciju pie 3,3 V.

Labāk ir izmantot Schottky diodes kā VD1, kurām atvērtā stāvoklī ir zems sprieguma kritums.

Transformatoru T1 var uztīt uz 2000NN klases ferīta gredzena. Gredzena diametrs var būt 7 – 15 mm. Kā serdi var izmantot gredzenus no enerģijas taupīšanas spuldžu pārveidotājiem, datoru barošanas bloku filtru spoles utt. Tinumi ir izgatavoti no emaljētas stieples ar diametru 0,3 mm, katrs pa 25 apgriezieniem.

Šo shēmu var nesāpīgi vienkāršot, likvidējot stabilizācijas elementus. Principā ķēde var iztikt bez droseles un viena no kondensatoriem C2 vai C3. Pat iesācējs radioamatieris ar savām rokām var salikt vienkāršotu shēmu.

Ķēde ir arī laba, jo tā darbosies nepārtraukti, līdz barošanas spriegums samazināsies līdz 0,8 V.

Kā pieslēgt 3V akumulatorus

Jūs varat pievienot īpaši spilgtu LED 3 V akumulatoru, neizmantojot nekādas papildu detaļas. Tā kā gaismas diodes darba spriegums ir nedaudz lielāks par 3 V, gaismas diode nespīdēs ar pilnu jaudu. Dažreiz tas var būt pat noderīgi. Piemēram, izmantojot datoru mātesplatēs izmantoto LED ar slēdzi un 3 V diska akumulatoru (tautā sauktu par planšetdatoru), var izgatavot nelielu lukturīšu atslēgu piekariņu. Šis miniatūrais lukturītis var būt noderīgs dažādās situācijās.

No šāda akumulatora - 3 voltu planšetdatoriem jūs varat darbināt LED

Izmantojot 1,5 V akumulatoru pāri un iegādātu vai paštaisītu pārveidotāju, lai darbinātu vienu vai vairākas gaismas diodes, varat izveidot nopietnāku dizainu. Viena no šiem pārveidotājiem (pastiprinātājiem) diagramma ir parādīta attēlā.

Pastiprinātājam, kura pamatā ir LM3410 mikroshēma un vairāki pielikumi, ir šādas īpašības:

ieejas spriegums 2,7 – 5,5 V.
maksimālā izejas strāva līdz 2,4 A.
pievienoto gaismas diožu skaits no 1 līdz 5.
pārveidošanas frekvence no 0,8 līdz 1,6 MHz.

Pārveidotāja izejas strāvu var regulēt, mainot mērīšanas rezistora R1 pretestību. Neskatoties uz to, ka no tehniskās dokumentācijas izriet, ka mikroshēma ir paredzēta 5 gaismas diožu pievienošanai, patiesībā tai var pieslēgt 6. Tas ir saistīts ar faktu, ka mikroshēmas maksimālais izejas spriegums ir 24 V. LM3410 arī ļauj gaismas diodēm spīdēt (aptumšot). Šiem nolūkiem tiek izmantota mikroshēmas ceturtā tapa (DIMM). Aptumšošanu var veikt, mainot šīs tapas ieejas strāvu.

Kā pieslēgt 9V Krona akumulatorus

“Krona” ir salīdzinoši maza jauda un nav īpaši piemērota lieljaudas gaismas diožu darbināšanai. Šādas akumulatora maksimālā strāva nedrīkst pārsniegt 30 - 40 mA. Tāpēc labāk tam pievienot 3 virknē savienotas gaismas diodes ar darba strāvu 20 mA. Tie, tāpat kā pieslēgšanas gadījumā 3 voltu akumulatoram, nespīdēs ar pilnu jaudu, bet akumulators kalpos ilgāk.

Krona akumulatora barošanas ķēde

Ir grūti aptvert vienā materiālā visus dažādus veidus, kā savienot gaismas diodes ar baterijām ar dažādu spriegumu un jaudu. Mēs centāmies runāt par visuzticamākajiem un vienkāršākajiem dizainiem. Mēs ceram, ka šis materiāls būs noderīgs gan iesācējiem, gan pieredzējušākiem radioamatieriem.

Piedāvāju jūsu izskatīšanai trīs iespējas jaudīgu LED lukturīšu ķēdēm, kuras lietoju jau ilgu laiku, un personīgi esmu diezgan apmierināts ar mirdzuma spilgtumu un darbības ilgumu (reāli ar vienu uzlādi man pietiek lietošanas mēnesis - tas ir, es devos, skaldīju malku vai devos kaut kur). LED tika izmantots visās shēmās ar jaudu 3 W. Vienīgā atšķirība ir mirdzuma krāsā (silts balts vai vēsi balts), bet man personīgi šķiet, ka vēsais balts spīd spožāk, un silts balts ir patīkamāk lasīt, tas ir, tas ir viegli acīm, tāpēc izvēle ir tava.

Pirmā lukturīšu shēmas versija

Pārbaudēs šī ķēde uzrādīja neticamu stabilitāti 3,7–14 voltu barošanas sprieguma ietvaros (taču ņemiet vērā, ka, palielinoties spriegumam, efektivitāte samazinās). Tā kā es iestatīju izeju uz 3,7 voltiem, tas bija vienāds visā sprieguma diapazonā (izejas spriegumu mēs iestatījām ar rezistoru R3, jo šī pretestība samazinās, izejas spriegums palielinās, bet es neiesaku to pārāk daudz samazināt; ja eksperimentē, aprēķiniet maksimālo strāvu LED1 un maksimālo spriegumu otrajā) . Ja mēs barojam šo ķēdi no litija jonu akumulatoriem, tad efektivitāte ir aptuveni 87-95%. Jūs varat jautāt, kāpēc tad tika izgudrots PWM? Ja netici, saskaiti pats.

Pie 4,2 voltu efektivitāte = 87%. Pie 3,8 voltu efektivitāte = 95%. P =U*I

LED patērē 0,7A pie 3,7 voltiem, kas nozīmē 0,7*3,7=2,59 W, atņemiet uzlādētā akumulatora spriegumu un reiziniet ar strāvas patēriņu: (4,2 - 3,7) * 0,7 = 0,35 W. Tagad mēs uzzinām efektivitāti: (100/(2,59+0,37)) * 2,59 = 87,5%. Un pusprocents atlikušo daļu un sliežu ceļu apsildīšanai. Kondensators C2 - mīksta palaišana drošai LED pārslēgšanai un aizsardzībai pret traucējumiem. Uz radiatora ir jāuzstāda jaudīga LED, es izmantoju vienu radiatoru no datora barošanas avota. Daļu izvietojuma variants:

Izvades tranzistors nedrīkst pieskarties tāfelei aizmugurējai metāla sienai, ievietojiet starp tām papīru vai uzzīmējiet tāfeles zīmējumu uz piezīmju grāmatiņas un izveidojiet to tādu pašu kā lapas otrā pusē. LED zibspuldzes darbināšanai izmantoju divus Li-ion akumulatorus no klēpjdatora akumulatora, bet pilnīgi iespējams izmantot telefona akumulatorus, vēlams, lai to kopējā strāva būtu 5-10A*h (pieslēgta paralēli).

Pāriesim pie diodes lukturīša otrās versijas

Pārdevu pirmo kabatas lukturīti un jutu, ka bez tā naktī nedaudz traucē, kā arī nebija detaļu, kas atkārtotu iepriekšējo shēmu, tāpēc nācās improvizēt no tā, kas tajā brīdī bija pieejams, proti: KT819, KT315 un KT361. Jā, arī ar šādām detaļām ir iespējams salikt zemsprieguma stabilizatoru, bet ar nedaudz lielākiem zudumiem. Shēma atgādina iepriekšējo, bet šajā viss ir pilnīgi pretējs. Kondensators C4 šeit arī vienmērīgi piegādā spriegumu. Atšķirība ir tāda, ka šeit izejas tranzistors tiek atvērts ar rezistors R1 un KT315 aizver to līdz noteiktam spriegumam, savukārt iepriekšējā shēmā izejas tranzistors tiek aizvērts un atveras otrais. Daļu izvietojuma variants:

Es to izmantoju apmēram sešus mēnešus, līdz objektīvs saplaisāja, sabojājot kontaktus LED iekšpusē. Tas joprojām strādāja, bet tikai trīs šūnas no sešām. Tāpēc atstāju dāvanā :) Tagad pastāstīšu, kāpēc stabilizācija ar papildus LED ir tik laba. Tiem, kam ir interese, izlasiet, tas var būt noderīgi, veidojot zemsprieguma stabilizatorus, vai arī izlaidiet to un pārejiet uz pēdējo iespēju.

Tātad, sāksim ar temperatūras stabilizāciju; tas, kurš veica eksperimentus, zina, cik tas ir svarīgi ziemā vai vasarā. Tātad šajos divos jaudīgajos lukturīšos darbojas šāda sistēma: temperatūrai paaugstinoties, pusvadītāju kanāls palielinās, ļaujot iziet cauri vairāk elektronu nekā parasti, tāpēc šķiet, ka kanāla pretestība samazinās un līdz ar to palielinās caurejošā strāva, jo tā pati sistēma darbojas uz visiem pusvadītājiem, arī strāva caur LED palielinās, aizverot visus tranzistorus līdz noteiktam līmenim, tas ir, stabilizācijas spriegums (eksperimenti tika veikti temperatūras diapazonā -21...+50 grādi pēc Celsija). Es savācu daudzas stabilizatora shēmas internetā un prātoju "kā var tikt pieļautas šādas kļūdas!" Kāds pat ieteica savu ķēdi lāzera darbināšanai, kurā 5 grādu temperatūras paaugstināšanās sagatavoja lāzeru izmešanai, tāpēc ņemiet vērā šo niansi!

Tagad par pašu LED. Ikviens, kurš spēlējies ar gaismas diožu barošanas spriegumu, zina, ka, tam pieaugot, strauji pieaug arī strāvas patēriņš. Tāpēc, nedaudz mainot stabilizatora izejas spriegumu, tranzistors (KT361) reaģē daudzas reizes vieglāk nekā ar vienkāršu rezistoru dalītāju (kas prasa nopietnu pastiprinājumu), kas atrisina visas zemsprieguma stabilizatoru problēmas un samazina. detaļu skaits.

LED zibspuldzes trešā versija

Pāriesim pie pēdējās shēmas, ko es izskatīju un izmantoju līdz šai dienai. Efektivitāte ir lielāka nekā iepriekšējās shēmās, un spīduma spilgtums ir lielāks, un, protams, es nopirku papildu fokusa objektīvu LED, un ir arī 4 baterijas, kas aptuveni atbilst 14A*h. Direktors el. shēma:

Ķēde ir diezgan vienkārša un samontēta SMD dizainā; nav papildu LED vai tranzistoru, kas patērē lieko strāvu. Stabilizācijai tiek izmantots TL431, un tas ir pilnīgi pietiekami, efektivitāte šeit ir no 88 - 99%, ja neticat, veiciet matemātiku. Gatavās paštaisītās ierīces fotoattēls:

Jā, starp citu par spilgtumu, te pie ķēdes izejas pieļāvu 3,9 voltus un lietoju jau vairāk kā gadu, LED vēl dzīvs, tikai radiators nedaudz silda. Bet ikviens, kurš vēlas, var iestatīt zemāku barošanas spriegumu, izvēloties izejas rezistorus R2 un R3 (iesaku to darīt uz kvēlspuldzes; kad iegūstat vēlamo rezultātu, pievienojiet LED). Paldies par uzmanību, Levsha Lesha (Aleksejs Stepanovs) bija ar jums.

Apspriediet rakstu SAUDZĪGI LED KUKPUSI

Mūsdienās ir simtiem dažādu gaismas diožu veidu, kas atšķiras pēc izskata, spīduma krāsas un elektriskajiem parametriem. Bet tos visus vieno kopīgs darbības princips, kas nozīmē, ka arī pieslēguma shēmas pie elektriskās ķēdes ir balstītas uz vispārīgiem principiem. Pietiek saprast, kā pieslēgt vienu indikatora LED, un pēc tam uzzināt, kā izveidot un aprēķināt jebkuras shēmas.

LED spraudnis

Pirms mēs apsveram, kā pareizi savienot LED, jums jāiemācās noteikt tā polaritāti. Visbiežāk indikatora gaismas diodēm ir divi termināli: anoda un katoda. Daudz retāk korpusā ar diametru 5 mm ir paraugi, kuriem savienošanai ir 3 vai 4 spailes. Bet nav arī grūti izdomāt to punktus.

SMD gaismas diodēm var būt 4 izejas (2 anodi un 2 katodi), kas ir saistīts ar to ražošanas tehnoloģiju. Trešā un ceturtā tapa var būt elektriski neizmantota, bet izmantota kā papildu siltuma izlietne. Parādītais spraudnis nav standarta. Lai aprēķinātu polaritāti, labāk vispirms apskatīt datu lapu un pēc tam apstiprināt to, ko redzat ar multimetru. Jūs varat vizuāli noteikt SMD LED polaritāti ar diviem spailēm, aplūkojot griezumu. Izgriezums (atslēga) vienā no korpusa stūriem vienmēr atrodas tuvāk katodam (mīnus).

Vienkāršākā LED savienojuma shēma

Nav nekā vienkāršāka kā savienot LED ar zemsprieguma līdzstrāvas avotu. Tas var būt akumulators, akumulators vai mazjaudas barošanas avots. Labāk, ja spriegums ir vismaz 5 V un ne vairāk kā 24 V. Šāds savienojums būs drošs, un tā ieviešanai būs nepieciešams tikai 1 papildu elements - mazjaudas rezistors. Tās uzdevums ir ierobežot strāvu, kas plūst caur p-n krustojumu, līmenī, kas nav augstāks par nominālvērtību. Lai to izdarītu, rezistors vienmēr tiek uzstādīts virknē ar izstarojošo diodi.

Vienmēr ievērojiet pareizu polaritāti, pievienojot gaismas diodei pastāvīga sprieguma (strāvas) avotam.

Ja no ķēdes tiek izslēgts rezistors, strāvu ķēdē ierobežos tikai EMF avota iekšējā pretestība, kas ir ļoti maza. Šāda savienojuma rezultāts būs tūlītēja izstarojošā kristāla atteice.

Ierobežojošā rezistora aprēķins

Aplūkojot gaismas diodes strāvas-sprieguma raksturlielumu, kļūst skaidrs, cik svarīgi ir nepieļaut kļūdu, aprēķinot ierobežojošo rezistoru. Pat neliels nominālās strāvas palielinājums izraisīs kristāla pārkaršanu un līdz ar to darbības ilguma samazināšanos. Rezistora izvēle tiek veikta pēc diviem parametriem: pretestība un jauda. Pretestību aprēķina pēc formulas:

U – barošanas spriegums, V;
U LED – tiešā sprieguma kritums pāri LED (tirgus vērtība), V;
I – nominālā strāva (sertifikāta vērtība), A.

Iegūtais rezultāts jānoapaļo līdz tuvākajai E24 sērijas vērtībai un pēc tam jāaprēķina jauda, kas rezistoram būs jāizkliedē:

R – uzstādīšanai pieņemtā rezistora pretestība, Ohm.

Sīkāku informāciju par aprēķiniem ar praktiskiem piemēriem var atrast rakstā. Un tie, kas nevēlas ienirt niansēs, var ātri aprēķināt rezistoru parametrus, izmantojot tiešsaistes kalkulatoru.

Gaismas diožu ieslēgšana no barošanas avota

Mēs runāsim par barošanas blokiem (PSU), kas darbojas no 220 V maiņstrāvas tīkla, taču pat tie var ievērojami atšķirties pēc izejas parametriem. Tā var būt:

maiņstrāvas sprieguma avoti, kuru iekšpusē ir tikai pazeminošs transformators;
nestabilizēti tiešā sprieguma avoti (DCS);
stabilizēts PPI;
stabilizēti līdzstrāvas avoti (LED draiveri).

Jūs varat pievienot LED jebkuram no tiem, pievienojot ķēdei nepieciešamos radio elementus. Visbiežāk kā barošanas avots tiek izmantoti stabilizēti barošanas avoti 5 V vai 12 V. Šis barošanas avota veids nozīmē, ka iespējamo tīkla sprieguma svārstību gadījumā, kā arī slodzes strāvas izmaiņām noteiktā diapazonā izejas spriegums nemainīsies. Šī priekšrocība ļauj pieslēgt gaismas diodes barošanas avotam, izmantojot tikai rezistorus. Un tieši šis savienojuma princips tiek īstenots shēmās ar indikatora gaismas diodēm.
Jaudīgas gaismas diodes jāpievieno caur strāvas stabilizatoru (draiveri). Neskatoties uz augstākajām izmaksām, tas ir vienīgais veids, kā garantēt stabilu spilgtumu un ilgstošu darbību, kā arī novērst priekšlaicīgu dārga gaismu izstarojošā elementa nomaiņu. Šim savienojumam nav nepieciešams papildu rezistors, un gaismas diode ir tieši savienota ar draivera izeju, ievērojot šādus nosacījumus:

Vadītājs I - vadītāja strāva pēc pases, A;
I LED - gaismas diodes nominālā strāva, A.

Ja nosacījums nav izpildīts, pievienotā gaismas diode izdegs pārsprieguma dēļ.

Seriālais savienojums

Darba ķēdes montāža, izmantojot vienu LED, nav grūta. Cita lieta, ja tās ir vairākas. Kā pareizi savienot 2, 3...N gaismas diodes? Lai to izdarītu, jums jāiemācās aprēķināt sarežģītākas komutācijas shēmas. Sērijveida savienojuma shēma ir vairāku gaismas diožu ķēde, kurā pirmās gaismas diodes katods ir savienots ar otrās gaismas diodes anodu, otrās - ar trešās anodu utt. Caur visiem ķēdes elementiem plūst tāda paša lieluma strāva:

Un sprieguma kritumi tiek summēti:

Pamatojoties uz to, mēs varam izdarīt secinājumus:

Virknes ķēdē ieteicams apvienot tikai gaismas diodes ar vienādu darba strāvu;
ja viena gaismas diode neizdodas, ķēde tiks atvērta;
Gaismas diožu skaitu ierobežo barošanas spriegums.

Paralēlais savienojums

Ja jums ir nepieciešams iedegt vairākas gaismas diodes no barošanas avota ar spriegumu, piemēram, 5 V, tad tās būs jāpievieno paralēli. Šajā gadījumā rezistors jāievieto virknē ar katru LED. Strāvu un spriegumu aprēķināšanas formulas būs šādas:

Tādējādi strāvu summa katrā atzarā nedrīkst pārsniegt barošanas bloka maksimālo pieļaujamo strāvu. Paralēli pievienojot viena veida gaismas diodes, pietiek ar viena rezistora parametru aprēķināšanu, un pārējiem būs vienāda vērtība.

Visi seriālā un paralēlā savienojuma noteikumi, ilustratīvie piemēri, kā arī informācija par to, kā neiedegt gaismas diodes, atrodami.

Jaukta iekļaušana

Saprotot seriālo un paralēlo savienojumu shēmas, ir pienācis laiks apvienot. Viena no kombinētā LED savienojuma iespējām ir parādīta attēlā.

Starp citu, tieši šādi ir veidota katra LED lente.

Savienojums ar maiņstrāvas tīklu

Ne vienmēr ir ieteicams pievienot gaismas diodes no barošanas avota. It īpaši, ja runa ir par nepieciešamību apgaismot slēdzi vai norādīt uz sprieguma klātbūtni strāvas sloksnē. Šādiem nolūkiem pietiks salikt kādu no vienkāršajiem. Piemēram, ķēde ar strāvu ierobežojošu rezistoru un taisngriežu diodi, kas aizsargā LED no apgrieztā sprieguma. Rezistora pretestība un jauda tiek aprēķināta, izmantojot vienkāršotu formulu, neņemot vērā sprieguma kritumu pāri LED un diodei, jo tas ir par 2 kārtām mazāks nekā tīkla spriegums:

Lielās jaudas izkliedes (2–5 W) dēļ rezistors bieži tiek aizstāts ar nepolāru kondensatoru. Strādājot ar maiņstrāvu, šķiet, ka tas “dzēš” lieko spriegumu un gandrīz neuzsilst.

Mirgojošo un daudzkrāsu gaismas diožu pievienošana

Ārēji mirgojošās gaismas diodes neatšķiras no parastajiem analogiem un var mirgot vienā, divās vai trīs krāsās saskaņā ar ražotāja norādīto algoritmu. Iekšējā atšķirība ir cita substrāta klātbūtne zem korpusa, uz kuras atrodas integrētais impulsu ģenerators. Nominālā darba strāva, kā likums, nepārsniedz 20 mA, un sprieguma kritums var svārstīties no 3 līdz 14 V. Tāpēc pirms mirgojošas gaismas diodes pievienošanas jums jāiepazīstas ar tā īpašībām. Ja to nav, tad parametrus var noskaidrot eksperimentāli, pieslēdzoties regulējamam barošanas avotam pie 5–15 V caur rezistoru ar pretestību 51–100 omi.

Daudzkrāsu futrālis satur 3 neatkarīgus zaļus, sarkanus un zilus kristālus. Tāpēc, aprēķinot rezistoru vērtības, jums jāatceras, ka katrai spīduma krāsai ir savs sprieguma kritums.

Vēlreiz par trim svarīgiem punktiem

Tiešā nominālā strāva ir jebkuras gaismas diodes galvenais parametrs. Pazeminot to, mēs zaudējam spilgtumu, un, pārvērtējot to, mēs strauji samazinām kalpošanas laiku. Tāpēc labākais barošanas avots ir LED draiveris, pieslēdzot to, caur LED vienmēr plūdīs vajadzīgās vērtības pastāvīga strāva.
Gaismas diodes datu lapā norādītais spriegums nav noteicošais un tikai norāda, cik voltu samazināsies p-n krustojumā, kad plūst nominālā strāva. Tās vērtībai jābūt zināmai, lai pareizi aprēķinātu rezistora pretestību, ja gaismas diode tiks darbināta ar parasto barošanas avotu.
Lai savienotu lieljaudas gaismas diodes, ir svarīgi ne tikai uzticamu barošanas avotu, bet arī augstas kvalitātes dzesēšanas sistēmu. Gaismas diodes, kuru jaudas patēriņš pārsniedz 0,5 W, uzstādīšana uz radiatora garantēs to stabilu un ilgstošu darbību.

Izlasi arī