Güçlü LED'leri 3,7 volttan besliyoruz. LED'lerin doğru bağlanması

LED, üzerinden akım geçtiğinde yanan bir diyottur. İngilizce'de LED'e ışık yayan diyot veya LED denir.

LED ışığının rengi yarı iletkene eklenen katkı maddelerine bağlıdır. Yani örneğin alüminyum, helyum, indiyum, fosforun safsızlıkları kırmızıdan sarıya bir parıltıya neden olur. İndiyum, galyum, nitrojen LED'in maviden yeşile dönmesine neden olur. Mavi renkte parlayan bir kristale fosfor eklendiğinde LED beyaz yanacaktır. Şu anda endüstri gökkuşağının tüm renklerinde parlayan LED'ler üretiyor, ancak renk LED kasasının rengine değil, kristalindeki kimyasal katkı maddelerine bağlı. Herhangi bir renkteki LED şeffaf bir gövdeye sahip olabilir.

İlk LED 1962 yılında Illinois Üniversitesi'nde yapıldı. 1990'ların başında parlak LED'ler ortaya çıktı ve biraz sonra süper parlak LED'ler ortaya çıktı.
LED'lerin akkor ampullere göre avantajı yadsınamaz, yani:

* Düşük güç tüketimi - ampullerden 10 kat daha verimli
* Uzun servis ömrü - 11 yıla kadar sürekli çalışma
* Yüksek dayanıklılık kaynağı - titreşim ve şoklardan korkmaz
* Çok çeşitli renkler
* Düşük voltajda çalışabilme özelliği
* Çevre ve yangın güvenliği - LED'lerde toksik maddelerin bulunmaması. LED'ler ısınmaz, bu da yangınları önler.

LED işaretleme

Pirinç. 1. Göstergenin tasarımı 5 mm LED'ler

Reflektörün içine bir LED kristal yerleştirilmiştir. Bu reflektör ilk saçılma açısını ayarlar.
Işık daha sonra epoksi reçine muhafazasından geçer. Lense ulaşır - ve ardından pratikte lensin tasarımına bağlı olarak 5 ila 160 derece arasında bir açıyla yanlara dağılmaya başlar.

Yayan LED'ler iki büyük gruba ayrılabilir: görünür radyasyon LED'leri ve kızılötesi (IR) LED'ler. Birincisi göstergeler ve aydınlatma kaynakları olarak kullanılır, ikincisi ise uzaktan kumanda cihazlarında, IR alıcı-vericilerinde ve sensörlerde kullanılır.
Işık yayan diyotlar bir renk koduyla işaretlenmiştir (Tablo 1). Öncelikle LED tipini muhafazasının tasarımına göre belirlemeniz (Şekil 1) ve ardından tabloya göre renk işaretlemesiyle netleştirmeniz gerekir.

Pirinç. 2. LED muhafaza türleri

LED renkleri

LED'ler neredeyse tüm renklerde mevcuttur: kırmızı, turuncu, sarı, sarı, yeşil, mavi ve beyaz. Mavi ve beyaz LED diğer renklere göre biraz daha pahalıdır.
LED'lerin rengi, muhafazalarındaki plastiğin rengine göre değil, yapıldıkları yarı iletken malzemenin türüne göre belirlenir. Herhangi bir renkteki LED'ler renksiz bir kutuda gelir; bu durumda renk ancak açıldığında tanınabilir ...

Tablo 1. LED işaretleme

Çok renkli LED'ler

Çok renkli bir LED basit bir şekilde düzenlenmiştir; kural olarak kırmızı ve yeşil, üç ayaklı tek bir muhafazada birleştirilmiştir. Her bir kristalin parlaklığını veya darbe sayısını değiştirerek farklı parlaklık renkleri elde edebilirsiniz.

LED'ler bir akım kaynağına, anot artıya, katot eksiye bağlanır. LED'in eksi (katot) genellikle küçük bir kasa kesimi veya daha kısa bir uç ile işaretlenir, ancak istisnalar vardır, bu nedenle bu gerçeği belirli bir LED'in teknik özelliklerinde açıklığa kavuşturmak daha iyidir.

Bu işaretlerin yokluğunda, LED'in uygun direnç aracılığıyla besleme voltajına kısaca bağlanmasıyla polarite ampirik olarak da belirlenebilir. Ancak kutupluluğu belirlemenin en iyi yolu bu değildir. Ek olarak, LED'in termal bozulmasını veya hizmet ömründe keskin bir azalmayı önlemek için, akım sınırlayıcı direnç olmadan "dürtme yöntemi" ile polariteyi belirlemek imkansızdır. Hızlı test için, voltajın 12V veya daha düşük olması durumunda çoğu LED için 1kΩ nominal dirence sahip bir direnç uygundur.

Derhal uyarmalısınız: LED ışınını yakın mesafeden doğrudan gözünüze (aynı zamanda bir arkadaşınızın gözüne) yönlendirmemelisiniz, bu görme yeteneğinize zarar verebilir.

Besleme gerilimi

LED'lerin iki ana özelliği voltaj düşüşü ve akımdır. Genellikle LED'ler 20mA olarak derecelendirilir, ancak istisnalar da vardır; örneğin, dört çipli LED'ler genellikle 80mA olarak derecelendirilir, çünkü bir LED paketi, her biri 20mA tüketen dört yarı iletken kristal içerir. Her LED için, Umax ve Umaxrev besleme voltajının izin verilen değerleri vardır (sırasıyla doğrudan ve ters anahtarlama için). Bu değerlerin üzerindeki voltajlar uygulandığında elektriksel bir arıza meydana gelir ve bunun sonucunda LED arızalanır. Ayrıca LED'in yandığı Umin besleme voltajının minimum değeri de vardır. Umin ve Umax arasındaki besleme gerilimi aralığına "çalışma" bölgesi denir, çünkü burası LED'in çalışmasının sağlandığı yerdir.

Besleme voltajı - LED parametresi geçerli değildir. LED'ler bu özelliğe sahip olmadığından LED'leri doğrudan bir güç kaynağına bağlayamazsınız. Önemli olan, LED'in (bir direnç aracılığıyla) beslendiği voltajın, LED'in doğrudan voltaj düşüşünden daha yüksek olması gerektiğidir (doğrudan voltaj düşüşü, besleme voltajı yerine karakteristikte gösterilir ve geleneksel gösterge LED'leri için, ortalama 1,8 ila 3,6 volt arasında değişir).
LED'lerin ambalajında belirtilen voltaj, besleme voltajı değildir. Bu LED üzerindeki voltaj düşüşüdür. Bu değer, akım sınırlama direncinin direncini hesaplama formülünde yer alan LED üzerinde "düşmeyen" kalan voltajı hesaplamak için gereklidir, çünkü düzenlenmesi gereken odur.
Koşullu bir LED'de besleme voltajını voltun yalnızca onda biri kadar değiştirmek (1,9'dan 2 volt'a), LED'den akan akımda yüzde elli bir artışa (20'den 30 miliamperden) neden olacaktır.

Aynı değere sahip bir LED'in her örneği için uygun voltaj farklı olabilir. Aynı değere sahip birkaç LED'i paralel olarak açarak ve bunları örneğin 2 voltluk bir voltaja bağlayarak, özelliklerin yayılması nedeniyle bazı kopyaların hızlı bir şekilde yakılması ve diğerlerinin yetersiz aydınlatılması riskiyle karşı karşıya kalırız. Bu nedenle LED'i bağlarken voltajı değil akımı izlemek gerekir.

LED'in akım miktarı ana parametredir ve kural olarak 10 veya 20 miliamperdir. Gerilimin ne olduğu önemli değil. Önemli olan LED devresinde akan akımın LED için nominal akımla eşleşmesidir. Ve akım, değeri aşağıdaki formülle hesaplanan seri bağlı bir direnç tarafından düzenlenir:

R
Kalk volt cinsinden güç kaynağı voltajıdır.
Aşağı- LED boyunca volt cinsinden doğrudan voltaj düşüşü (teknik özelliklerde belirtilmiştir ve genellikle 2 volt civarındadır). Birkaç LED seri olarak açıldığında, voltaj düşüşlerinin büyüklükleri toplanır.
BEN- LED'in amper cinsinden maksimum ileri akımı (özelliklerde gösterilir ve genellikle 10 veya 20 miliamperdir, yani 0,01 veya 0,02 amper). Birkaç LED seri olarak bağlandığında ileri akım artmaz.
0,75 LED'in güvenilirlik faktörüdür.

Ayrıca direncin gücünü de unutmamalısınız. Gücü aşağıdaki formülü kullanarak hesaplayabilirsiniz:

P direncin watt cinsinden gücüdür.
Kalk- güç kaynağının volt cinsinden etkin (etkili, rms) voltajı.
Aşağı- LED boyunca volt cinsinden doğrudan voltaj düşüşü (teknik özelliklerde belirtilmiştir ve genellikle 2 volt civarındadır). Birkaç LED seri olarak açıldığında, voltaj düşüşlerinin büyüklükleri toplanır. .
R direncin ohm cinsinden direncidir.

Akım sınırlama direncinin ve bir LED için gücünün hesaplanması

LED'lerin tipik özellikleri

Beyaz gösterge LED'inin tipik parametreleri: akım 20 mA, voltaj 3,2 V. Dolayısıyla gücü 0,06 W'dur.

Ayrıca düşük güçlü LED'lere yüzeye monte edilen SMD de denir. Cep telefonunuzdaki düğmeleri, monitörünüzün ekranını aydınlatırlar, eğer LED arkadan aydınlatmalıysa, kendinden yapışkanlı dekoratif LED şeritler yapmak ve çok daha fazlasını yapmak için kullanılırlar. En yaygın iki tür vardır: SMD 3528 ve SMD 5050. İlki, uçlu gösterge LED'leriyle aynı kristali içerir, yani gücü 0,06 W'dur. Ancak ikincisi - bu tür üç kristal, dolayısıyla artık LED olarak adlandırılamaz - bu bir LED düzeneğidir. SMD 5050 LED'lerini aramak gelenekseldir, ancak bu tamamen doğru değildir. Bunlar meclislerdir. Toplam güçleri sırasıyla 0,2 watt'tır.
Bir LED'in çalışma voltajı, sırasıyla yapıldığı yarı iletken malzemeye bağlıdır; LED'in rengi ile çalışma voltajı arasında bir ilişki vardır.

Renge bağlı olarak LED voltaj düşümü tablosu

LED'leri bir multimetre ile test ederken voltaj düşüşünün büyüklüğüne göre, tabloya göre LED ışığının yaklaşık rengini belirleyebilirsiniz.

LED'lerin seri ve paralel anahtarlanması

LED'leri seri bağlarken, sınırlama direncinin direnci, bir LED'de olduğu gibi hesaplanır, yalnızca tüm LED'lerin voltaj düşüşleri aşağıdaki formüle göre toplanır:

LED'leri seri bağlarken çelenkte kullanılan tüm LED'lerin aynı marka olması gerektiğini bilmek önemlidir. Bu açıklamayı kural olarak değil kanun olarak kabul etmek gerekir.

Bir çelenkte kullanılabilecek maksimum LED sayısının ne kadar olduğunu bulmak için formülü kullanmalısınız.

* Nmax - bir çelenk içinde izin verilen maksimum LED sayısı
* Upit - Pil veya akümülatör gibi güç kaynağının voltajı. Volt cinsinden.
* Upr - LED'in pasaport özelliklerinden alınan doğrudan voltajı (genellikle 2 ila 4 volt aralığında). Volt cinsinden.
* Sıcaklık değiştikçe ve LED eskidikçe Upr artabilir. Katsayı. 1.5 böyle bir durum için bir marj verir.

Bu sayıda "N" 5,8 gibi bir kesir olabilir. Doğal olarak 5,8 LED kullanamayacaksınız, bu nedenle sayının kesirli kısmı atılmalı ve yalnızca bir tam sayı yani 5 bırakılmalıdır.

LED'lerin seri bağlantısı için sınırlama direnci, tek bağlantıyla aynı şekilde hesaplanır. Ancak formüllere bir değişken daha "N" eklenir - çelenk içindeki LED sayısı. Çelenkteki LED sayısının izin verilen maksimum LED sayısı olan “Nmax”a eşit veya bundan az olması çok önemlidir. Genel olarak aşağıdaki koşulun yerine getirilmesi gerekir: N =

Diğer tüm hesaplamalar, LED tek başına açıldığında direncin hesaplanmasıyla aynı şekilde gerçekleştirilir.

Güç kaynağı voltajı iki seri bağlı LED için bile yeterli değilse, her LED'in kendi sınırlama direnci olmalıdır.

LED'leri ortak bir dirençle paralel bağlamak kötü bir fikirdir. Kural olarak, LED'ler çok çeşitli parametrelere sahiptir, her biri biraz farklı voltajlar gerektirir, bu da böyle bir bağlantıyı pratik olarak çalışmaz hale getirir. Diyotlardan biri daha parlak parlayacak ve arızalanana kadar daha fazla akım alacaktır. Böyle bir bağlantı, LED kristalinin doğal bozulmasını büyük ölçüde hızlandırır. LED'ler paralel bağlanırsa her LED'in kendi sınırlama direnci olmalıdır.

Güç kaynağının ekonomik tüketimi açısından LED'lerin seri bağlantısı da tercih edilir: tüm seri devre tam olarak bir LED kadar akım tüketir. Ve paralel olarak bağlandıklarında akım, sahip olduğumuz paralel LED'lerin sayısı kadar fazladır.

Seri bağlı LED'ler için sınırlama direncinin hesaplanması, tek bir LED için olduğu kadar basittir. Basitçe tüm LED'lerin voltajını toplarız, elde edilen toplamı güç kaynağı voltajından çıkarırız (bu, direnç üzerindeki voltaj düşüşü olacaktır) ve LED'lerin akımına (genellikle 15 - 20 mA) böleriz.

Ve eğer çok sayıda LED'imiz varsa, birkaç düzine ve güç kaynağı hepsini seri olarak bağlamamıza izin vermiyorsa (yeterli voltaj yok)? Daha sonra güç kaynağının voltajına göre kaç adet LED'i seri bağlayabileceğimizi belirliyoruz. Örneğin, 12 volt için bunlar 5 adet iki voltluk LED'dir. Neden 6 değil? Ancak sonuçta sınırlayıcı direncin üzerine de bir şeyler düşmelidir. İşte kalan 2 volt (12 - 5x2) ve hesaplama için alın. 15 mA'lık bir akım için direnç 2/0,015 = 133 ohm olacaktır. En yakın standart 150 ohm'dur. Ancak her biri beş LED ve bir dirençten oluşan bu tür zincirleri zaten istediğimiz kadar bağlayabiliriz.Bu yönteme paralel seri bağlantı denir.

Farklı markalara ait LED'ler varsa, bunları her dalda yalnızca BİR tip (veya aynı çalışma akımına sahip) LED'ler olacak şekilde birleştiriyoruz. Bu durumda aynı voltajı gözlemlememize gerek yok çünkü her dal için kendi direncimizi hesaplıyoruz.

Daha sonra stabilize bir LED anahtarlama devresini düşünün. Akım dengeleyicinin imalatına değinelim. Çok basit bir akım dengeleyici oluşturmanıza olanak tanıyan bir KR142EN12 yongası (LM317'nin yabancı analogu) vardır. LED'i bağlamak için (şekle bakın), direnç değeri hesaplanır R = 1,2 / I (1,2 - dengeleyici olmayan voltaj düşüşü) Yani, 20 mA akımda, R = 1,2 / 0,02 = 60 Ohm. Stabilizatörler maksimum 35 volt voltaj için tasarlanmıştır. Bunları bu şekilde zorlamamak ve maksimum 20 volt uygulamak daha iyidir. Örneğin 3,3 voltluk beyaz bir LED'in dahil edilmesiyle, dengeleyiciye 4,5 ila 20 volt arasında voltaj sağlamak mümkündür, LED'deki akım ise 20 mA'lık sabit bir değere karşılık gelecektir. 20V'luk bir voltajda, böyle bir dengeleyiciye 5 beyaz LED'in seri olarak bağlanabileceğini, her birinin üzerindeki voltaj konusunda endişelenmeden, devredeki akımın 20mA akacağını (dengeleyicideki aşırı voltaj sönecektir) bulduk. ).

Önemli! Çok sayıda LED'e sahip bir cihazda büyük bir akım akar. Böyle bir cihazın açık güç kaynağına bağlanması kesinlikle yasaktır. Bu durumda bağlantı noktasında bir kıvılcım meydana gelir ve bu da devrede büyük bir akım darbesinin ortaya çıkmasına neden olur. Bu darbe LED'leri (özellikle mavi ve beyaz olanları) devre dışı bırakır. LED'ler dinamik modda çalışıyorsa (sürekli açık, kapalı ve yanıp sönüyorsa) ve bu mod röle kullanımına dayalıysa, röle kontaklarındaki kıvılcımlar hariç tutulmalıdır.

Her zincir aynı parametrelere sahip ve aynı üreticinin LED'lerinden monte edilmelidir.
Ayrıca önemli! Ortam sıcaklığındaki bir değişiklik kristalden akan akımı etkiler. Bu nedenle cihazın LED'den akan akımın 20 mA değil 17-18 mA olacak şekilde üretilmesi arzu edilir. Parlaklık kaybı önemsiz olacaktır ancak uzun bir servis ömrü garanti edilir.

220 V ağdan bir LED'e nasıl güç verilir?

Görünüşe göre her şey basit: seriye bir direnç koyuyoruz, hepsi bu. Ancak LED'in önemli bir özelliğini hatırlamanız gerekir: izin verilen maksimum ters voltaj. Çoğu LED yaklaşık 20 volta sahiptir. Ve onu ters polariteyle ağa bağladığınızda (akım değişkendir, periyodun yarısı bir yöne gider ve diğer yarısı ters yöne gider), ağın tam genlik voltajı ona uygulanacaktır - 315 volt! Böyle bir rakam nereden geliyor? 220 V etkili voltajdır, genlik ise (2'nin kökü) \u003d 1,41 kat daha fazladır.
Bu nedenle LED'i kurtarmak için ona ters voltajın geçmesine izin vermeyecek bir diyotu seri bağlamanız gerekir.

LED'i 220v şebekeye bağlamak için başka bir seçenek:

Veya iki LED'i arka arkaya yerleştirin.

Söndürme dirençli şebeke beslemesi seçeneği en uygun seçenek değildir: direnç üzerinde önemli bir güç açığa çıkacaktır. Aslında, 24 kΩ'luk bir direnç (maksimum akım 13 mA) uygularsak, üzerinde harcanan güç yaklaşık 3 watt olacaktır. Diyotu seri olarak açarak bunu yarı yarıya azaltabilirsiniz (bu durumda ısı yalnızca bir yarım döngü sırasında açığa çıkacaktır). Diyot en az 400 V ters voltaj için olmalıdır. İki sayaç LED'ini açtığınızda (hatta bir durumda iki kristalli olanlar bile vardır, genellikle farklı renklerdedir, biri kırmızı, diğeri yeşildir), siz her biri iki kat daha az dirence sahip iki adet iki watt'lık direnç koyabilirsiniz.
Yüksek dirençli bir direnç (örneğin 200 kOhm) kullanarak LED'i koruyucu diyot olmadan açabileceğiniz konusunda rezervasyon yapacağım. Ters arıza akımı kristal tahribatına neden olamayacak kadar düşük olacaktır. Elbette parlaklık çok küçük ama örneğin yatak odasındaki anahtarı karanlıkta aydınlatmak için oldukça yeterli olacaktır.
Ağdaki akımın alternatif olması nedeniyle, sınırlayıcı bir dirençle havayı ısıtmak için gereksiz elektrik israfının önüne geçmek mümkündür. Rolü, ısınmadan alternatif akımı geçen bir kapasitör tarafından oynanabilir. Bunun neden böyle olduğu ayrı bir soru, bunu daha sonra ele alacağız. Artık kapasitörün alternatif akımı geçebilmesi için ağın her iki yarım döngüsünün de mutlaka içinden geçmesi gerektiğini bilmemiz gerekiyor. Ancak bir LED akımı yalnızca bir yönde iletir. Yani, sıradan bir diyotu (veya ikinci bir LED'i) LED'in karşısına paralel olarak yerleştiririz ve bu, ikinci yarı döngüyü atlayacaktır.

Ama artık devremizi ağdan ayırdık. Kapasitörde bir miktar voltaj kaldı (hatırlarsak 315 V'a eşit olan tam genliğe kadar). Kazara elektrik çarpmasını önlemek için, kapasitöre paralel olarak yüksek değerli bir deşarj direnci sağlayacağız (böylece normal çalışma sırasında içinden küçük bir akım akar, bu da ısınmasına neden olmaz), ağ bağlantısı kesildiğinde , kondansatörü saniyeden çok daha kısa bir sürede boşaltacaktır. Darbeli şarj akımına karşı koruma sağlamak için ayrıca düşük dirençli bir direnç de koyduk. Aynı zamanda, kapasitör kazara bozulursa anında yanan bir sigorta rolünü de oynayacaktır (hiçbir şey sonsuza kadar sürmez ve bu da olur).

Kapasitör en az 400 volt olmalı veya en az 250 volt gerilime sahip alternatif akım devreleri için özel olmalıdır.
Peki birkaç LED'den bir LED ampul yapmak istiyorsak? Hepsini seri olarak açıyoruz, gelen diyot bir tane için yeterli.

Diyot, LED'lerden geçen akımdan daha az olmayan bir akım için, ters voltaj - LED'ler üzerindeki voltajın toplamından daha az olmayacak şekilde tasarlanmalıdır. Daha da iyisi, çift sayıda LED alın ve bunları paralel olmayan şekilde açın.

Şekilde her zincirde üç LED çizilmiştir, aslında bir düzineden fazla olabilir.
Bir kapasitör nasıl hesaplanır? 315V ağın genlik voltajından, LED'ler arasındaki voltaj düşüşünün toplamını çıkarıyoruz (örneğin, üç beyaz olan için bu yaklaşık 12 volttur). Kapasitör Yukarı \u003d 303 V boyunca voltaj düşüşünü elde ediyoruz. Mikrofaradlardaki kapasitans (4,45 * I) / Yukarı'ya eşit olacaktır, burada I, LED'ler boyunca miliamper cinsinden gerekli akımdır. Bizim durumumuzda 20 mA için kapasitans (4,45 * 20) / 303 = 89/303 ~= 0,3 uF olacaktır. İki adet 0,15uF (150nF) kapasitörünü paralel olarak yerleştirebilirsiniz.

LED'leri bağlarken en yaygın hatalar

1. LED'i akım sınırlayıcı olmadan (direnç veya özel sürücü çipi) doğrudan bir güç kaynağına bağlamak. Yukarıda tartışılan. LED, yetersiz kontrol edilen akım miktarı nedeniyle hızla arızalanır.

2. Ortak bir dirence paralel bağlanan LED'lerin bağlanması. İlk olarak, parametrelerin olası dağılımı nedeniyle LED'ler farklı parlaklıkta yanacaktır. İkincisi ve daha da önemlisi, LED'lerden biri arızalanırsa ikincisinin akımı iki katına çıkar ve o da yanabilir. Tek bir direnç kullanılması durumunda LED'leri seri olarak bağlamak daha uygundur. Daha sonra direnci hesaplarken akımı aynı bırakıyoruz (örneğin 10 mA) ve LED'lerin ileri voltaj düşüşünü ekliyoruz (örneğin 1,8 V + 2,1 V = 3,9 V).

3. Farklı akımlar için tasarlanmış LED'lerin seri olarak açılması. Bu durumda, sınırlama direncinin mevcut ayarına bağlı olarak LED'lerden biri aşınacak veya zayıf yanacaktır.

4. Yetersiz dirence sahip bir direncin montajı. Sonuç olarak LED'den geçen akım çok büyüktür. Enerjinin bir kısmı kristal kafesteki kusurlardan dolayı ısıya dönüştüğü için yüksek akımlarda çok fazla olur. Kristal aşırı ısınır ve bunun sonucunda servis ömrü önemli ölçüde azalır. Akımın daha da fazla tahmin edilmesiyle, p-n bağlantı bölgesinin ısınması nedeniyle dahili kuantum verimi azalır, LED'in parlaklığı düşer (bu özellikle kırmızı LED'ler için fark edilir) ve kristal felaketle parçalanmaya başlar.

5. Ters voltajı sınırlayacak önlemler almadan LED'i AC şebekeye (örn. 220V) bağlamak. Çoğu LED'in yaklaşık 2 voltluk bir ters voltaj sınırı vardır; LED kapalıyken ters yarım döngü voltajı, besleme voltajına eşit bir voltaj düşüşü yaratır. Ters voltajın yıkıcı etkisini dışlayan birçok farklı şema vardır. En basit olanı yukarıda tartışılmıştır.

6. Yetersiz güce sahip bir direncin takılması. Sonuç olarak direnç çok ısınır ve kendisine temas eden tellerin izolasyonu erimeye başlar. Daha sonra boya yanar ve sonunda yüksek sıcaklığın etkisiyle çöker. Direnç, tasarlandığı güçten daha fazlasını acısız bir şekilde dağıtamaz.

Yanıp sönen LED'ler

Yanıp sönen LED (MSD), 1,5-3 Hz yanıp sönme frekansına sahip yerleşik entegre puls üretecine sahip bir LED'dir.
Kompakt olmasına rağmen yanıp sönen LED, bir yarı iletken çip üreteci ve bazı ek öğeler içerir. Yanıp sönen LED'in oldukça çok yönlü olduğunu da belirtmekte fayda var - böyle bir LED'in besleme voltajı, yüksek voltaj için 3 ila 14 volt ve düşük voltaj örnekleri için 1,8 ila 5 volt arasında değişebilir.

Yanıp sönen set diyotun ayırt edici özellikleri:

Yanıp sönen LED'lerin bazı çeşitlerinde, farklı yanıp sönme aralıklarına sahip birkaç (genellikle 3) çok renkli LED yerleşik olabilir.
Yanıp sönen LED'lerin kullanımı, radyo elemanlarının ve güç kaynağının boyutlarına yönelik yüksek gereksinimlerin olduğu kompakt cihazlarda haklı çıkar - yanıp sönen LED'ler çok ekonomiktir, çünkü MSD elektronik devresi MOS yapıları üzerinde yapılmıştır. Yanıp sönen bir LED, bir işlevsel ünitenin tamamını kolaylıkla değiştirebilir.

Yanıp sönen bir LED'in şematik diyagramlardaki sembolik grafik gösterimi, ok çizgilerinin noktalı olması ve LED'in yanıp sönme özelliklerini sembolize etmesi dışında geleneksel bir LED'in tanımından farklı değildir.

Yanıp sönen LED'in şeffaf gövdesinden baktığınızda yapısal olarak iki parçadan oluştuğunu fark edeceksiniz. Katodun (negatif terminal) tabanına ışık yayan bir diyot kristali yerleştirilir.
Osilatör çipi anot terminalinin tabanında bulunur.
Bu kombine cihazın tüm parçaları üç altın tel atlama teli aracılığıyla bağlanır.

Bir MSD'yi, kasasına ışıktan bakıldığında görünümüyle geleneksel bir LED'den ayırmak kolaydır. MSD'nin içinde yaklaşık olarak aynı boyutta iki alt tabaka bulunur. Bunlardan ilkinde nadir toprak alaşımından yapılmış kristal ışık yayıcı küp var.
Işık akısını arttırmak, odaklanmak ve radyasyon modelini şekillendirmek için parabolik bir alüminyum reflektör (2) kullanılır. MSD'de, paketin ikinci kısmı entegre devre (3) içeren bir alt tabaka tarafından işgal edildiğinden, çapı geleneksel bir LED'e göre biraz daha küçüktür.
Her iki alt tabaka birbirine iki altın tel atlama teli (4) ile elektriksel olarak bağlanmıştır. MSD gövdesi (5) mat ışık saçan plastik veya şeffaf plastikten yapılmıştır.
MSD'deki yayıcı, gövdenin simetri ekseninde bulunmaz, bu nedenle, tekdüze aydınlatma sağlamak için çoğunlukla monolitik renkli dağınık ışık kılavuzu kullanılır. Şeffaf kasa yalnızca dar bir radyasyon düzenine sahip büyük çaplı MSD'lerde bulunur.

Osilatör çipi, yüksek frekanslı bir ana osilatörden oluşur - sürekli çalışır - çeşitli tahminlere göre frekansı 100 kHz civarında dalgalanır. RF jeneratörü ile birlikte, yüksek frekansı 1,5-3 Hz değerine bölen mantık elemanları üzerinde bir bölücü çalışır. Yüksek frekanslı bir jeneratörün bir frekans bölücü ile birlikte kullanılması, düşük frekanslı bir jeneratörün uygulanmasının, zamanlama devresi için büyük kapasitanslı bir kapasitörün kullanılmasını gerektirmesi gerçeğinden kaynaklanmaktadır.

Yüksek frekansı 1-3 Hz değerine getirmek için, yarı iletken kristalin küçük bir alanına yerleştirilmesi kolay mantıksal elemanlar üzerindeki bölücüler kullanılır.
Ana RF osilatörüne ve bölücüye ek olarak, yarı iletken alt tabaka üzerinde bir elektronik anahtar ve koruyucu bir diyot yapılmıştır. 3-12 voltluk bir besleme voltajı için tasarlanmış yanıp sönen LED'ler için bir sınırlama direnci de yerleşiktir. Düşük voltajlı MSD'lerin sınırlayıcı direnci yoktur, güç tersine çevrildiğinde mikro devrenin zarar görmesini önlemek için koruyucu bir diyot gereklidir.

Yüksek voltajlı MSD'lerin güvenilir ve uzun süreli çalışması için besleme voltajının 9 volt ile sınırlandırılması arzu edilir. Gerilimin artmasıyla MSD'nin dağılan gücü artar ve sonuç olarak yarı iletken kristalin ısınması artar. Zamanla aşırı ısı, yanıp sönen LED'in hızla bozulmasına neden olabilir.

Yanıp sönen bir LED'in servis edilebilirliğini, 4,5 voltluk bir pil ve LED'e seri bağlanmış, en az 0,25 watt'lık bir güçle 51 ohm'luk bir direnç kullanarak güvenli bir şekilde kontrol edebilirsiniz.

IR diyotun sağlığı bir cep telefonu kamerası kullanılarak kontrol edilebilir.
Kamerayı çekim modunda açıyoruz, cihazdaki diyotu yakalıyoruz (örneğin uzaktan kumanda), uzaktan kumandadaki düğmelere basıyoruz, bu durumda çalışan IR diyotun yanıp sönmesi gerekiyor.

Sonuç olarak LED'lerin lehimlenmesi ve montajı gibi konulara dikkat etmelisiniz. Bunlar aynı zamanda onların yaşayabilirliğini etkileyen çok önemli konulardır.
LED'ler ve mikro devreler statik, yanlış bağlantı ve aşırı ısınmadan korkar, bu parçaların lehimlenmesi mümkün olduğu kadar hızlı olmalıdır. Uç sıcaklığı 260 dereceden fazla olmayan ve 3-5 saniyeden fazla olmayan lehimleme yapan düşük güçlü bir havya kullanmalısınız (üreticinin önerileri). Lehimleme sırasında tıbbi cımbız kullanmak gereksiz olmayacaktır. LED, cımbızla gövdeden daha yükseğe alınır, bu da lehimleme sırasında kristalden ek ısı giderimi sağlar.
LED'in bacakları küçük bir yarıçapla bükülmelidir (böylece kırılmazlar). Karmaşık kıvrımlar sonucunda kasanın tabanındaki bacaklar fabrika pozisyonunda kalmalı ve paralel olmalı ve gergin olmamalıdır (aksi takdirde yorulur ve kristal bacaklardan düşer).

Süper parlak ışık yayan diyotların (LED) bulunabilirliği ve nispeten düşük fiyatları, bunların çeşitli amatör cihazlarda kullanılmasına olanak tanır. LED'i tasarımlarında ilk kez kullanan acemi radyo amatörleri genellikle bir LED'i pile nasıl bağlayacaklarını merak ediyorlar. Bu materyali okuduktan sonra okuyucu, hemen hemen her pilden bir LED'in nasıl yakılacağını, belirli bir durumda hangi LED bağlantı şemalarının kullanılabileceğini, devre elemanlarının nasıl hesaplanacağını öğrenecektir.

LED'e hangi piller bağlanabilir?

Prensip olarak LED'i herhangi bir pilden kolayca yakabilirsiniz. Radyo amatörleri ve profesyonelleri tarafından geliştirilen elektronik devreler, bu görevle başarılı bir şekilde başa çıkmayı mümkün kılmaktadır. Diğer bir konu ise devrenin belirli bir LED (LED'ler) ve belirli bir pil veya pillerle ne kadar süre sürekli çalışacağıdır.

Bu süreyi tahmin etmek için, ister kimyasal element ister pil olsun, herhangi bir pilin temel özelliklerinden birinin kapasitesi olduğunu bilmelisiniz. Pil kapasitesi - C amper-saat cinsinden ifade edilir. Örneğin, yaygın olarak kullanılan AAA parmak pillerinin kapasitesi, türüne ve üreticisine bağlı olarak 0,5 ila 2,5 amper-saat arasında olabilir. Buna karşılık, ışık yayan diyotlar, onlarca ve yüzlerce miliamper olabilen bir çalışma akımıyla karakterize edilir. Böylece, aşağıdaki formülü kullanarak pilin ne kadar dayanacağını yaklaşık olarak hesaplayabilirsiniz:

T= (C*U baht)/(U iş liderliğinde *I çalışma liderliğinde)

Bu formülde pay pilin yapabileceği iştir, payda ise ışık yayan diyotun tükettiği güçtür. Formül, belirli bir devrenin verimliliğini ve pil kapasitesinin tamamını kullanmanın son derece sorunlu olduğu gerçeğini hesaba katmıyor.

Pille çalışan cihazlar tasarlanırken genellikle mevcut tüketimlerinin pil kapasitesinin %10 – 30'unu aşmamasına dikkat edilir. Bu hususun ve yukarıdaki formülün rehberliğinde, belirli bir LED'e güç sağlamak için belirli bir kapasitede kaç adet pilin gerekli olduğunu tahmin edebilirsiniz.

1,5V AA pilden nasıl bağlanır

Ne yazık ki, bir LED'e tek bir AA pille güç sağlamanın kolay bir yolu yoktur. Gerçek şu ki, ışık yayan diyotların çalışma voltajı genellikle 1,5 V'u aşmaktadır. Bu değer için bu değer 3,2 - 3,4V aralığındadır. Bu nedenle, LED'e bir pilden güç sağlamak için bir voltaj dönüştürücüyü monte etmeniz gerekecektir. Aşağıda, 20 miliamper çalışma akımıyla 1 - 2 süper parlak LED'e güç sağlayabileceğiniz iki transistör üzerindeki basit bir voltaj dönüştürücünün şeması bulunmaktadır.

Bu dönüştürücü, bir transistör VT2, bir transformatör T1 ve bir direnç R1 üzerine monte edilmiş bir bloke edici osilatördür. Engelleme jeneratörü, güç kaynağının voltajından birkaç kat daha yüksek voltaj darbeleri üretir. Diyot VD1 bu darbeleri düzeltir. İndüktör L1, kapasitörler C2 ve C3 yumuşatma filtresinin elemanlarıdır.

Transistör VT1, direnç R2 ve zener diyot VD2, voltaj regülatörünün elemanlarıdır. C2 kapasitörünün üzerindeki voltaj 3,3 V'u aştığında zener diyotu açılır ve R2 direncinde bir voltaj düşüşü oluşur. Aynı zamanda, ilk transistör VT2'yi açacak ve kilitleyecek, engelleme jeneratörü çalışmayı bırakacaktır. Böylece dönüştürücünün çıkış voltajı 3,3 V seviyesinde sabitlenir.

VD1 olarak açık durumda düşük voltaj düşüşüne sahip Schottky diyotlarını kullanmak daha iyidir.

Transformatör T1, 2000NN dereceli bir ferrit halkaya sarılabilir. Halkanın çapı 7 - 15 mm olabilir. Çekirdek olarak, enerji tasarruflu ampullerin dönüştürücülerinden halkalar, bilgisayar güç kaynaklarının filtre bobinleri vb. Kullanabilirsiniz. Sargılar, her biri 25 tur olan 0,3 mm çapında emaye telden yapılmıştır.

Bu şema, stabilizasyon elemanlarının ortadan kaldırılmasıyla ağrısız bir şekilde basitleştirilebilir. Prensip olarak devre, bir bobin ve C2 veya C3 kapasitörlerinden biri olmadan yapılabilir. Acemi bir radyo amatörü bile basitleştirilmiş bir devreyi kendi elleriyle kurabilir.

Devre aynı zamanda iyidir çünkü güç kaynağı voltajı 0,8 V'a düşene kadar sürekli çalışacaktır.

3V pilden nasıl bağlanır

Süper parlak bir LED'i herhangi bir ek parça kullanmadan 3V aküye bağlayabilirsiniz. LED'in çalışma voltajı 3 V'un biraz üzerinde olduğundan LED tam güçte parlamayacaktır. Bazen yararlı bile olabilir. Örneğin bilgisayar anakartlarında kullanılan anahtarlı bir LED ve 3 V disk pili (halk arasında tablet olarak adlandırılır) kullanarak küçük bir el feneri anahtarlık yapabilirsiniz. Böyle bir minyatür el feneri farklı durumlarda faydalı olabilir.

Böyle bir pilden - 3 Volt tabletlere LED'e güç verebilirsiniz

Bir veya daha fazla LED'e güç sağlamak için birkaç 1,5 V pil ve ticari veya ev yapımı bir dönüştürücü kullanarak daha ciddi bir tasarım yapabilirsiniz. Bu dönüştürücülerden (güçlendiricilerden) birinin şeması şekilde gösterilmektedir.

LM3410 yongasını ve çeşitli ataşmanları temel alan güçlendirici aşağıdaki özelliklere sahiptir:

giriş voltajı 2,7 - 5,5 V.
2,4 A'ya kadar maksimum çıkış akımı.
bağlı LED'lerin sayısı 1'den 5'e kadardır.
dönüşüm frekansı 0,8'den 1,6 MHz'e.

Dönüştürücünün çıkış akımı, R1 ölçüm direncinin direnci değiştirilerek ayarlanabilir. Teknik dokümantasyondan mikro devrenin 5 LED'i bağlamak için tasarlandığını takip etmesine rağmen, aslında 6 adet bağlanabilir. Bunun nedeni çipin maksimum çıkış voltajının 24 V olmasıdır. LM3410 aynı zamanda LED'lerin yanmasını (karartılmasını) sağlar. Bu amaçlar için mikro devrenin (DIMM) dördüncü çıkışı kullanılır. Bu pinin giriş akımı değiştirilerek dimleme yapılabilir.

9V Krona pilden nasıl bağlanır

"Krona" nispeten küçük bir kapasiteye sahiptir ve yüksek güçlü LED'lere güç sağlamak için pek uygun değildir. Böyle bir pilin maksimum akımı 30 - 40 mA'yı geçmemelidir. Bu nedenle, 20 mA çalışma akımıyla seri bağlı 3 ışık yayan diyotu bağlamak daha iyidir. 3 voltluk bir aküye bağlandığında olduğu gibi tam güçle parlamayacaklar, ancak diğer yandan akü daha uzun süre dayanacak.

Krona pil güç şeması

LED'leri farklı voltaj ve kapasiteye sahip akülere bağlamanın çeşitli yollarını tek bir malzemede kapsamak zordur. En güvenilir ve sade tasarımlardan bahsetmeye çalıştık. Bu materyalin hem yeni başlayanlar hem de daha deneyimli radyo amatörleri için faydalı olacağını umuyoruz.

Uzun süredir kullandığım güçlü LED el feneri devrelerinin üç çeşidini aynı anda kendi takdirinize bağlı olarak sunuyorum ve kişisel olarak parıltının parlaklığından ve çalışma süresinden oldukça memnunum (gerçek hayatta bir şarj bir aylık kullanım için bana yetiyor - yani gittim, yakacak odun kestim veya bir yere gittim). Tüm devrelerde 3 watt gücünde LED kullanıldı. Fark yalnızca parıltının rengindedir (sıcak beyaz veya soğuk beyaz), ancak kişisel olarak bana öyle geliyor ki soğuk beyaz daha parlak parlıyor ve sıcak beyazın okunması daha keyifli, yani göze daha kolay algılanıyor, bu yüzden seçim senin.

El feneri devresinin ilk versiyonu

Testlerde bu devre, 3,7-14 voltluk besleme voltajında inanılmaz bir kararlılık gösterdi (ancak artan voltajla verimliliğin azaldığını unutmayın). Çıkışta 3.7 volt ayarladığım için tüm voltaj aralığında öyleydi (çıkış voltajını R3 direnci ile ayarladık, bu direnç azaldığında çıkış voltajı artıyor ama eğer varsa çok fazla azaltmanızı tavsiye etmiyorum. Deney yapıyorsanız LED1 LED'indeki maksimum akımı ve ikinci LED'deki maksimum voltajı hesaplayın) . Bu devreyi Li-ion pillerle beslersek verim yaklaşık %87-95 civarında olur. Sor, neden o zaman PWM'yi buldun? Bana inanmıyorsanız, kendiniz kontrol edin.

4,2 voltta verimlilik = %87. 3,8 voltta verimlilik = %95. P=U*I

LED, 3,7 voltta 0,7A tüketir; bu, 0,7 * 3,7 = 2,59 W anlamına gelir, şarj edilmiş bir pilin voltajını çıkarın ve mevcut tüketimle çarpın: (4,2 - 3,7) * 0,7 = 0,35W. Şimdi verimliliği bulalım: (100/(2,59+0,37)) * 2,59 = %87,5. Kalan parçaları ve parçaları ısıtmak için yüzde yarım. Kapasitör C2 - LED'in güvenli bir şekilde açılması ve parazite karşı koruma için yumuşak başlatma. Radyatöre güçlü bir LED taktığınızdan emin olun, bilgisayar güç kaynağından bir radyatör kullandım. Parça konumu:

Çıkış transistörü arka metal duvara karta değmemeli, aralarına kağıt koymamalı veya kartın çizimini bir defter sayfasına çizip kağıdın diğer tarafındaki ile aynı hale getirmemelidir. LED el fenerine güç vermek için dizüstü bilgisayar pilinden iki Li-ion pil kullandım ancak telefon pillerini kullanmak oldukça mümkün, toplam akımlarının 5-10A * h olması arzu ediliyor (paralel bağlıyoruz).

Diyot lambasının ikinci versiyonuna geçelim

İlk el fenerini sattım ve onsuz geceleri biraz can sıkıcı olduğunu hissettim ve önceki şemayı tekrarlayacak hiçbir ayrıntı yoktu, bu yüzden o anda olandan doğaçlama yapmak zorunda kaldım: KT819, KT315 ve KT361. Evet, bu tür ayrıntılarda bile, düşük voltaj dengeleyicisini monte etmek mümkündür, ancak kayıplar biraz daha yüksektir. Şema bir öncekine benziyor, ancak bunda her şey tam tersi. Kondansatör C4 burada da sorunsuz bir şekilde voltaj sağlar. Aradaki fark, burada çıkış transistörünün R1 direnci ile açık olması ve KT315'in onu belirli bir voltaja kapatması, önceki devrede ise çıkış transistörünün kapalı olması ve ikinci olarak açılmasıdır. Parça konumu:

Lens çatlayıp LED'in içindeki kontaklara zarar verene kadar yaklaşık altı ay kullandım. Hâlâ çalışıyordu ama altı hücreden yalnızca üçü. Bu nedenle hediye olarak ayrıldım :) Şimdi size ek bir LED kullanarak neden bu kadar iyi stabilizasyon sağladığını anlatacağım. İlgilenenler için okuyoruz, alçak gerilim stabilizatörleri tasarlarken faydalı olabilir veya atlayıp son seçeneğe geçiyoruz.

Öyleyse sıcaklık stabilizasyonuyla başlayalım, deneyleri kim yaptıysa bunun kışın veya yazın ne kadar önemli olduğunu bilir. Böylece, bu iki güçlü el fenerinde aşağıdaki sistem çalışır: sıcaklık arttıkça yarı iletken kanal artar, normalden daha fazla elektronun geçmesine izin verir, böylece kanal direncinin azaldığı ve dolayısıyla geçen akımın arttığı görülmektedir. aynı sistem tüm yarı iletkenlerde çalışır, tüm transistörlerin belirli bir seviyeye, yani stabilizasyon voltajına kapatılmasıyla LED'den geçen akım da artar (deneyler -21 ... +50 santigrat derece sıcaklık aralığında gerçekleştirildi). İnternetten çok sayıda stabilizatör devresi topladım ve "nasıl böyle hatalar yapılabilir!" diye merak ettim. Hatta birileri, 5 derecelik sıcaklık artışının lazeri fırlatmaya hazırladığı, lazere güç vermek için kendi planını bile önerdi, bu yüzden bu nüansı da göz önünde bulundurun!

Şimdi LED'in kendisi hakkında. LED'lerin besleme voltajıyla oynayan herkes, voltaj arttıkça akım tüketiminin de keskin bir şekilde arttığını bilir. Bu nedenle, stabilizatörün çıkış voltajındaki hafif bir değişiklikle, transistör (KT361), düşük voltaj stabilizatörlerinin tüm sorunlarını çözen ve voltajı azaltan basit bir direnç bölücüden (ciddi bir kazanç gerektiren) çok daha kolay tepki verir. parça sayısı.

LED lambanın üçüncü versiyonu

Bugüne kadar benim tarafımdan dikkate alınan ve kullanılan son şemaya geçelim. Verimlilik önceki şemalara göre daha yüksek ve parıltının parlaklığı daha yüksek ve doğal olarak LED için ek bir odak lensi satın aldım ve zaten 4 pil var, bu da yaklaşık olarak 14A * saat kapasiteye eşit. Ana e-posta. şema:

Devre oldukça basit ve SMD tasarımında monte edilmiş, fazla akım tüketen ek LED ve transistörler yok. Stabilizasyon için 431 TL kullanıldı ve bu oldukça yeterli, buradaki verimlilik %88 - 99 arasında, inanmıyorsanız sayın. Bitmiş ev yapımı cihazın fotoğrafı:

Evet, bu arada parlaklık konusunda, burada devrenin çıkışına 3,9 volt izin verdim ve bir yıldan fazla süredir kullanıyorum, LED hala canlı, sadece radyatör biraz ısınıyor. Ancak kim isterse R2 ve R3 çıkış dirençlerini seçerek kendisi için daha düşük bir besleme voltajı ayarlayabilir (bunu bir akkor lamba üzerinde yapmanızı tavsiye ederim, ihtiyacınız olan sonucu aldığınızda LED'i bağlayın). İlginiz için teşekkürler, Lefty Lesha (Stepanov Alexey) yanınızdaydı.

GÜÇLÜ LED EL Flaşları makalesini tartışın

Bugüne kadar görünüm, parlaklık rengi ve elektriksel parametreler bakımından farklılık gösteren yüzlerce LED çeşidi vardır. Ancak hepsi ortak bir çalışma prensibi ile birleşiyor; bu, bir elektrik devresine bağlanma devrelerinin de genel prensiplere dayandığı anlamına geliyor. Herhangi bir devrenin nasıl çizileceğini ve hesaplanacağını öğrenmek için bir gösterge LED'inin nasıl bağlanacağını anlamak yeterlidir.

LED pin çıkışı

LED'in doğru bağlanması konusunu ele almadan önce polaritesini nasıl belirleyeceğinizi öğrenmeniz gerekir. Çoğu zaman gösterge LED'lerinin iki çıkışı vardır: bir anot ve bir katot. 5 mm çapındaki bir durumda çok daha az sıklıkla, bağlantı için 3 veya 4 kabloya sahip örnekler vardır. Ancak pin çıkışlarını anlamak da kolaydır.

SMD LED'ler üretim teknolojisinden dolayı 4 çıkışa (2 anot ve 2 katot) sahip olabilirler. Üçüncü ve dördüncü sonuçlar elektriksel olarak kullanılmayabilir ancak ek bir ısı emici olarak kullanılabilir. Gösterilen pin çıkışı standart değildir. Polariteyi hesaplamak için önce veri sayfasına bakmak ve ardından gördüğünüzü bir multimetre ile doğrulamak daha iyidir. İki uçlu bir SMD LED'in polaritesini keserek görsel olarak belirleyebilirsiniz. Muhafazanın köşelerinden birindeki kesik (anahtar) her zaman katoda (eksi) daha yakın konumdadır.

En basit LED bağlantı şeması

Bir LED'i düşük voltajlı sabit voltaj kaynağına bağlamaktan daha kolay bir şey yoktur. Bu bir pil, şarj edilebilir bir pil veya düşük güçlü bir güç kaynağı olabilir. Gerilimin en az 5 V olması ve 24 V'tan fazla olmaması daha iyidir. Böyle bir bağlantı güvenli olacaktır ve uygulanması için yalnızca 1 ek elemana ihtiyacınız olacaktır - düşük güçlü bir direnç. Görevi, p-n bağlantısından akan akımı nominal değerden daha yüksek olmayan bir seviyede sınırlamaktır. Bunu yapmak için direnç her zaman yayan diyotla seri olarak kurulur.

Bir LED'i sabit voltaj (akım) kaynağına bağlarken her zaman polariteye saygı gösterin.

Direnç devrenin dışında bırakılırsa, devredeki akım yalnızca EMF kaynağının çok küçük olan iç direnci ile sınırlanacaktır. Böyle bir bağlantının sonucu, yayılan kristalin anında arızalanması olacaktır.

Limit Direnç Hesaplaması

LED'in akım-gerilim karakteristiğine bakıldığında sınırlama direnci hesaplanırken hata yapılmamasının ne kadar önemli olduğu ortaya çıkıyor. Nominal akımdaki küçük bir artış bile kristalin aşırı ısınmasına ve bunun sonucunda çalışma ömrünün kısalmasına neden olacaktır. Direnç seçimi iki parametreye göre yapılır: direnç ve güç. Direnç aşağıdaki formülle hesaplanır:

U – besleme voltajı, V;
U LED - LED boyunca doğrudan voltaj düşüşü (pasaport değeri), V;
I - anma akımı (pasaport değeri), A.

Elde edilen sonuç, E24 serisinden en yakın değere yuvarlanmalı ve ardından direncin dağıtması gereken gücü hesaplamalıdır:

R, kurulum için kabul edilen direncin direncidir, Ohm.

Pratik örneklerle hesaplamalar hakkında daha ayrıntılı bilgiyi makalede bulabilirsiniz. Ve nüanslara dalmak istemeyenler, çevrimiçi hesap makinesini kullanarak direncin parametrelerini hızlı bir şekilde hesaplayabilirler.

Güç kaynağındaki LED'leri açma

220 V AC ile çalışan güç kaynaklarından (PSU'lar) bahsediyoruz, ancak bunlar bile çıkış parametrelerinde birbirlerinden büyük farklılıklar gösterebilir. Olabilir:

içinde yalnızca bir düşürücü transformatörün bulunduğu alternatif voltaj kaynakları;
stabilize edilmemiş doğrudan voltaj kaynakları (PSV);
stabilize ÜFE'ler;
stabilize sabit akım kaynakları (LED sürücüleri).

Devreyi gerekli radyo elemanlarıyla destekleyerek bunlardan herhangi birine bir LED bağlayabilirsiniz. Çoğu zaman, güç kaynağı olarak stabilize edilmiş 5 V veya 12 V PSI'lar kullanılır.Bu tür PSU, şebeke voltajındaki olası dalgalanmaların yanı sıra belirli bir aralıktaki yük akımındaki değişikliklerle birlikte çıkış voltajının olmayacağı anlamına gelir. değiştirmek. Bu avantaj, LED'leri yalnızca dirençleri kullanarak PSU'ya bağlamanıza olanak tanır. Ve LED göstergeli devrelerde uygulanan da tam olarak bu bağlantı prensibidir.
Güçlü LED'ler bir akım dengeleyici (sürücü) aracılığıyla bağlanmalıdır. Daha yüksek maliyetlerine rağmen, istikrarlı parlaklık ve uzun süreli çalışmayı garanti etmenin yanı sıra pahalı bir ışık yayan elemanın zamanından önce değiştirilmesini önlemenin tek yolu budur. Böyle bir bağlantı ek bir direnç gerektirmez ve LED, duruma bağlı olarak doğrudan sürücünün çıkışına bağlanır:

Ben sürücü - pasaporta göre sürücü akımı, A;
I LED - LED'in nominal akımı, A.

Koşul karşılanmazsa aşırı akım nedeniyle bağlı LED yanacaktır.

Seri bağlantı

Tek bir LED üzerine çalışma devresini monte etmek zor değildir. Başka bir şey de bunlardan birkaçının olması. 2, 3 ... N LED'ler doğru şekilde nasıl bağlanır? Bunu yapmak için daha karmaşık anahtarlama şemalarının nasıl hesaplanacağını öğrenmeniz gerekir. Papatya zinciri devresi, birinci LED'in katotunun ikincinin anotuna, ikincinin katotunun üçüncünün anotuna vb. bağlandığı birkaç LED'den oluşan bir devredir. Devrenin tüm elemanlarından aynı büyüklükte bir akım akar:

Ve voltaj düşüşleri özetlenmiştir:

Buna dayanarak aşağıdaki sonuçları çıkarabiliriz:

seri devrede yalnızca aynı çalışma akımına sahip LED'lerin birleştirilmesi tavsiye edilir;
LED'lerden biri arızalanırsa devre açılacaktır;
LED'lerin sayısı PSU voltajıyla sınırlıdır.

Paralel bağlantı

Örneğin 5 V voltajlı bir güç kaynağı ünitesinden birkaç LED'in yakılması gerekiyorsa, bunların paralel olarak bağlanması gerekecektir. Bu durumda her LED'e seri olarak bir direnç koymanız gerekir. Akımları ve gerilimleri hesaplamaya yönelik formüller aşağıdaki biçimi alacaktır:

Bu nedenle, her daldaki akımların toplamı PSU'nun izin verilen maksimum akımını aşmamalıdır. Aynı tip LED'leri paralel bağlarken, bir direncin parametrelerini hesaplamak yeterlidir, geri kalanı aynı değerde olacaktır.

Seri ve paralel bağlantıya ilişkin tüm kuralları, açıklayıcı örnekleri ve LED'lerin nasıl açılmayacağına ilişkin bilgileri burada bulabilirsiniz.

karışık katılım

Seri ve paralel bağlantı şemalarını ele aldıktan sonra birleştirme zamanı geldi. LED'lerin birleşik bağlantı seçeneklerinden biri şekilde gösterilmiştir.

Bu arada, her bir LED şeridi bu şekilde düzenlenmiştir.

Alternatif akım ağına dahil olma

LED'lerin PSU'ya bağlanması her zaman tavsiye edilmez. Özellikle arka ışık anahtarını veya uzatma kablosundaki voltajın varlığını gösteren bir göstergeyi yapma ihtiyacı söz konusu olduğunda. Bu tür amaçlar için basit olanlardan birini monte etmek yeterli olacaktır. Örneğin, akım sınırlayıcı dirençli ve LED'i ters voltajdan koruyan doğrultucu diyotlu bir devre. Direncin direnci ve gücü, LED ve diyottaki voltaj düşüşünü ihmal ederek basitleştirilmiş bir formül kullanılarak hesaplanır, çünkü bu, şebeke voltajından 2 kat daha azdır:

Yüksek güç kaybı nedeniyle (2-5 W), direnç genellikle polar olmayan bir kapasitörle değiştirilir. Alternatif akım üzerinde çalışarak aşırı voltajı bir nevi "söndürür" ve neredeyse ısınmaz.

Yanıp sönen ve çok renkli LED'lerin bağlanması

Dışarıdan bakıldığında, yanıp sönen LED'ler geleneksel emsallerinden farklı değildir ve üreticinin belirlediği algoritmaya göre bir, iki veya üç renkte yanıp sönebilir. Dahili fark, entegre puls üretecinin yerleştirildiği kasanın altında başka bir alt tabakanın varlığından oluşur. Nominal çalışma akımı, kural olarak 20 mA'yı geçmez ve voltaj düşüşü 3 ila 14 V arasında değişebilir. Bu nedenle, yanıp sönen bir LED'i bağlamadan önce, onun özelliklerini tanımanız gerekir. Orada değilse, 51-100 Ohm'luk bir direnç aracılığıyla ayarlanabilir 5-15 V güç kaynağına bağlanarak parametreleri deneysel olarak öğrenebilirsiniz.

Çok renkli olması durumunda yeşil, kırmızı ve maviden oluşan 3 bağımsız kristal vardır. Bu nedenle direnç değerleri hesaplanırken ışımanın her renginin kendi voltaj düşüşüne karşılık geldiği unutulmamalıdır.

Bir kez daha üç önemli nokta hakkında

Doğru anma akımı herhangi bir LED'in ana parametresidir. Hafife alırsak parlaklığı kaybederiz ve fazla tahmin edersek hizmet ömrünü keskin bir şekilde azaltırız. Bu nedenle, en iyi güç kaynağı, bağlandığında LED'den istenen miktarda sabit akımın her zaman akacağı bir LED sürücüsüdür.
Veri sayfasında LED'e verilen voltaj belirleyici değildir ve yalnızca nominal akım aktığında p-n bağlantısında kaç volt düşeceğini gösterir. LED'e geleneksel bir PSU tarafından güç veriliyorsa, direncin direncini doğru bir şekilde hesaplamak için değerinin bilinmesi gerekir.
Yüksek güçlü LED'leri bağlamak için yalnızca güvenilir bir güç kaynağı değil, aynı zamanda yüksek kaliteli bir soğutma sistemi de önemlidir. 0,5 W'tan fazla güç tüketen LED'lerin radyatöre takılması, bunların istikrarlı ve uzun süreli çalışmasını garanti edecektir.

Ayrıca okuyun