Nekoliko jednostavnih LED strujnih krugova. Ispravno uključivanje LED-a Ugradnja LED-a umjesto žarulje sa žarnom niti

Dostupnost i relativno niske cijene ultra-svijetlih dioda koje emitiraju svjetlo (LED) omogućuju njihovu upotrebu u raznim amaterskim uređajima. Početni radio amateri koji po prvi put koriste LED u svojim dizajnima često se pitaju kako spojiti LED na bateriju? Nakon čitanja ovog materijala, čitatelj će naučiti kako upaliti LED iz gotovo bilo koje baterije, koji se dijagrami povezivanja LED dioda mogu koristiti u ovom ili onom slučaju, kako izračunati elemente kruga.

Na koje baterije se može spojiti LED?

U principu, možete jednostavno upaliti LED pomoću bilo koje baterije. Elektronički sklopovi koje su razvili radio amateri i profesionalci omogućuju uspješno rješavanje ovog zadatka. Druga stvar je koliko dugo će krug kontinuirano raditi s određenom LED (LED) i određenom baterijom ili baterijama.

Da biste procijenili ovo vrijeme, trebali biste znati da je jedna od glavnih karakteristika svake baterije, bila ona kemijska ćelija ili baterija, kapacitet. Kapacitet baterije – C izražava se u amper satima. Na primjer, kapacitet uobičajenih AAA AA baterija, ovisno o vrsti i proizvođaču, može se kretati od 0,5 do 2,5 amper-sati. S druge strane, diode koje emitiraju svjetlost karakterizira radna struja koja može iznositi desetke i stotine miliampera. Dakle, možete približno izračunati koliko dugo će baterija trajati pomoću formule:

T= (C*U baht)/(U posao vodio *ja radim vodio)

U ovoj formuli brojnik je rad koji baterija može obaviti, a nazivnik je snaga koju troši svjetleća dioda. Formula ne uzima u obzir učinkovitost konkretnog kruga i činjenicu da je krajnje problematično u potpunosti iskoristiti cijeli kapacitet baterije.

Prilikom projektiranja uređaja s baterijskim napajanjem obično se nastoji osigurati da njihova trenutna potrošnja ne prelazi 10–30% kapaciteta baterije. Vođeni ovim razmatranjem i gornjom formulom, možete procijeniti koliko je baterija određenog kapaciteta potrebno za napajanje određene LED diode.

Kako spojiti AA bateriju od 1,5 V AA

Nažalost, ne postoji jednostavan način za napajanje LED-a iz jedne AA baterije. Činjenica je da radni napon svjetlosnih dioda obično prelazi 1,5 V. Jer ova vrijednost leži u rasponu od 3,2 - 3,4 V. Stoga, za napajanje LED-a iz jedne baterije, morat ćete sastaviti pretvarač napona. Ispod je dijagram jednostavnog pretvarača napona s dva tranzistora koji se može koristiti za napajanje 1 – 2 super-sjajne LED diode s radnom strujom od 20 miliampera.

Ovaj pretvarač je blokirajući oscilator sastavljen na tranzistoru VT2, transformatoru T1 i otporniku R1. Blokirajući generator proizvodi impulse napona koji su nekoliko puta veći od napona izvora struje. Dioda VD1 ispravlja te impulse. Induktor L1, kondenzatori C2 i C3 su elementi anti-aliasing filtra.

Tranzistor VT1, otpornik R2 i zener dioda VD2 elementi su stabilizatora napona. Kada napon na kondenzatoru C2 prijeđe 3,3 V, zener dioda se otvara i stvara se pad napona na otporniku R2. U isto vrijeme, prvi tranzistor će se otvoriti i zaključati VT2, blokirni generator će prestati raditi. To osigurava stabilizaciju izlaznog napona pretvarača na 3,3 V.

Bolje je koristiti Schottky diode kao VD1, koje imaju mali pad napona u otvorenom stanju.

Transformator T1 može se namotati na feritni prsten kvalitete 2000NN. Promjer prstena može biti 7 – 15 mm. Kao jezgru možete koristiti prstenove od pretvarača štednih žarulja, filtarskih zavojnica računalnih napajanja itd. Namoti su izrađeni od emajlirane žice promjera 0,3 mm, po 25 zavoja.

Ova se shema može bezbolno pojednostaviti uklanjanjem stabilizacijskih elemenata. U principu, krug može bez prigušnice i jednog od kondenzatora C2 ili C3. Čak i početnik radio amater može sastaviti pojednostavljeni krug vlastitim rukama.

Krug je također dobar jer će raditi neprekidno dok napon napajanja ne padne na 0,8 V.

Kako spojiti 3V baterije

Možete spojiti super-sjajnu LED diodu na bateriju od 3 V bez upotrebe dodatnih dijelova. Budući da je radni napon LED-a nešto viši od 3 V, LED neće svijetliti punom snagom. Ponekad čak može biti i koristan. Na primjer, pomoću LED-a s prekidačem i diskovne baterije od 3 V (popularno nazvane tablet), koja se koristi u matičnim pločama računala, možete napraviti mali privjesak za svjetiljku. Ova minijaturna svjetiljka može biti korisna u različitim situacijama.

Iz takve baterije - tablete od 3 volta možete napajati LED

Koristeći par baterija od 1,5 V i kupljeni ili domaći pretvarač za napajanje jedne ili više LED dioda, možete napraviti ozbiljniji dizajn. Dijagram jednog od ovih pretvarača (pojačivača) prikazan je na slici.

Pojačivač temeljen na LM3410 čipu i nekoliko dodataka ima sljedeće karakteristike:

• ulazni napon 2,7 – 5,5 V.
• maksimalna izlazna struja do 2,4 A.
• broj spojenih LED dioda od 1 do 5.
• frekvencija pretvorbe od 0,8 do 1,6 MHz.

Izlazna struja pretvarača može se podesiti promjenom otpora mjernog otpornika R1. Unatoč činjenici da iz tehničke dokumentacije proizlazi da je mikro krug dizajniran za spajanje 5 LED dioda, zapravo možete spojiti 6 na njega. To je zbog činjenice da je maksimalni izlazni napon čipa 24 V. LM3410 također. omogućuje LED diodama da svijetle (zatamne) . U te svrhe koristi se četvrti pin čipa (DIMM). Dimiranje se može izvesti promjenom ulazne struje ovog pina.

Kako spojiti 9V Krona baterije

"Krona" ima relativno mali kapacitet i nije baš pogodna za napajanje LED dioda velike snage. Maksimalna struja takve baterije ne smije prelaziti 30 - 40 mA. Stoga je na njega bolje spojiti 3 serijski spojene svjetleće diode s radnom strujom od 20 mA. Oni, kao iu slučaju spajanja na bateriju od 3 volta, neće svijetliti punom snagom, ali baterija će trajati dulje.

Krug napajanja baterije Krona

Teško je u jednom materijalu pokriti svu raznolikost načina spajanja LED dioda na baterije s različitim naponima i kapacitetima. Pokušali smo razgovarati o najpouzdanijim i jednostavnijim dizajnima. Nadamo se da će ovaj materijal biti koristan i početnicima i iskusnijim radioamaterima.

Prva verzija kruga svjetiljke

Na testovima je ovaj sklop pokazao nevjerojatnu stabilnost unutar napona napajanja od 3,7-14 volti (ali imajte na umu da kako napon raste, učinkovitost opada). Kako sam postavio izlaz na 3,7 volti, bio je isti u cijelom rasponu napona (izlazni napon smo postavili s otpornikom R3, kako se taj otpor smanjuje, izlazni napon raste, ali ne savjetujem da ga previše smanjite; ako eksperimentiraju, izračunajte maksimalnu struju na LED1 i maksimalni napon na drugoj) . Ako ovaj krug napajamo iz Li-ion baterija, tada je učinkovitost približno 87-95%. Možda se pitate zašto je onda izumljen PWM? Ako mi ne vjerujete, izračunajte sami.

Na 4,2 volta učinkovitost = 87%. Na 3,8 volta učinkovitost = 95%. P = U*I

LED troši 0,7A na 3,7 volta, što znači 0,7*3,7=2,59 W, oduzmite napon napunjene baterije i pomnožite sa trenutnom potrošnjom: (4,2 - 3,7) * 0,7 = 0,35W. Sada saznajemo učinkovitost: (100/(2,59+0,37)) * 2,59 = 87,5%. I pola posto za zagrijavanje preostalih dijelova i staza. Kondenzator C2 - soft start za sigurno uključivanje LED dioda i zaštitu od smetnji. Potrebno je instalirati snažan LED na radijator; koristio sam jedan radijator iz napajanja računala. Varijanta rasporeda dijelova:

Izlazni tranzistor ne smije dodirivati ​​stražnju metalnu stijenku ploče; umetnite papir između njih ili nacrtajte ploču na listu bilježnice i učinite ga istim kao na drugoj strani lista. Za napajanje LED svjetiljke koristio sam dvije Li-ion baterije od baterije prijenosnog računala, ali je sasvim moguće koristiti i telefonske baterije, poželjno je da im ukupna struja bude 5-10A*h (spojene paralelno).

Prijeđimo na drugu verziju diodne svjetiljke

Prodao sam prvu svjetiljku i osjetio da je bez nje noću malo neugodno, a nije bilo dijelova za ponavljanje prethodne sheme, pa sam morao improvizirati od onoga što je u tom trenutku bilo dostupno, a to su: KT819, KT315 i KT361. Da, i s takvim dijelovima moguće je sastaviti niskonaponski stabilizator, ali uz nešto veće gubitke. Shema je slična prethodnoj, ali u ovoj je sve potpuno suprotno. Kondenzator C4 ovdje također glatko daje napon. Razlika je u tome što ovdje izlazni tranzistor otvara otpornik R1, a KT315 ga zatvara na određeni napon, dok je u prethodnom krugu izlazni tranzistor zatvoren i otvara se drugi. Varijanta rasporeda dijelova:

Koristio sam ga oko šest mjeseci dok leća nije napukla, oštetivši kontakte unutar LED diode. I dalje je radio, ali samo tri ćelije od šest. Stoga sam ga ostavio kao poklon :) Sada ću vam reći zašto je stabilizacija pomoću dodatne LED diode tako dobra. Za one koje zanima neka pročita, može biti od koristi kod projektiranja niskonaponskih stabilizatora ili preskočiti i prijeći na posljednju opciju.

Dakle, počnimo sa stabilizacijom temperature; tko god je provodio eksperimente zna koliko je to važno zimi ili ljeti. Dakle, u ove dvije snažne svjetiljke radi sljedeći sustav: kako temperatura raste, poluvodički kanal se povećava, dopuštajući da prođe više elektrona nego inače, pa se čini da otpor kanala opada i stoga se povećava prolazna struja, jer isti sustav radi na svim poluvodičima, struja kroz LED također se povećava zatvaranjem svih tranzistora do određene razine, odnosno stabilizacijskog napona (eksperimenti su provedeni u temperaturnom rasponu -21...+50 stupnjeva Celzijusa). Prikupio sam mnogo stabilizatorskih krugova na Internetu i pitao se "kako je moguće napraviti takve greške!" Netko je čak preporučio vlastiti krug za napajanje lasera, u kojem je 5 stupnjeva porasta temperature pripremilo laser za izbacivanje, pa uzmite u obzir ovu nijansu!

Sada o samoj LED diodi. Svatko tko se igrao s naponom napajanja LED dioda zna da s njegovim porastom naglo raste i potrošnja struje. Stoga, s malom promjenom izlaznog napona stabilizatora, tranzistor (KT361) reagira mnogo puta lakše nego s jednostavnim razdjelnikom otpornika (za koji je potrebno ozbiljno pojačanje), što rješava sve probleme niskonaponskih stabilizatora i smanjuje broj dijelova.

Treća verzija LED svjetiljke

Prijeđimo na posljednju shemu koju sam razmatrao i koristio do danas. Učinkovitost je veća nego u prethodnim shemama, a svjetlina sjaja je veća, i naravno, kupio sam dodatnu fokusnu leću za LED, a tu su i 4 baterije, što je otprilike jednako kapacitetu od 14A*sat. Glavni el. shema:

Krug je prilično jednostavan i sastavljen u SMD dizajnu; nema dodatnih LED ili tranzistora koji troše višak struje. Za stabilizaciju se koristi TL431 i to je sasvim dovoljno, učinkovitost je ovdje od 88 - 99%, ako mi ne vjerujete, izračunajte. Fotografija gotovog domaćeg uređaja:

Da, usput o svjetlini, ovdje sam dopustio 3,9 volti na izlazu kruga i koristim ga više od godinu dana, LED je još živ, samo se radijator malo zagrijava. Ali svatko tko želi može podesiti niži napon napajanja odabirom izlaznih otpornika R2 i R3 (savjetujem vam da to učinite na žarulji sa žarnom niti; kada dobijete željeni rezultat, spojite LED). Hvala vam na pažnji, s vama je bio Levsha Lesha (Alexey Stepanov).

Raspravite o članku SNAŽNE LED SVJETILJKE

LED je dioda koja svijetli kada kroz nju teče struja. Na engleskom se LED dioda naziva svjetleća dioda ili LED.

Boja LED svjetla ovisi o aditivima dodanim poluvodiču. Na primjer, nečistoće aluminija, helija, indija i fosfora uzrokuju sjaj od crvene do žute boje. Indij, galij, dušik čine da LED svijetli od plave do zelene. Kada se plavom kristalu doda fosfor, LED će svijetliti bijelo. Trenutno industrija proizvodi LED diode svih duginih boja, ali boja ne ovisi o boji LED kućišta, već o kemijskim dodacima u njegovom kristalu. LED bilo koje boje može imati prozirno tijelo.

Prva LED dioda proizvedena je 1962. godine na Sveučilištu Illinois. Početkom 1990-ih pojavile su se svijetle LED diode, a nešto kasnije i super svijetle.
Prednosti LED dioda u odnosu na žarulje sa žarnom niti su neosporne, a to su:

* Niska potrošnja energije - 10 puta ekonomičnije od žarulja
* Dugi vijek trajanja - do 11 godina neprekidnog rada
* Visoka izdržljivost - ne boji se vibracija i udaraca
* Veliki izbor boja
* Sposobnost rada na niskim naponima
* Zaštita okoliša i požarna sigurnost - nema otrovnih tvari u LED diodama. LED diode se ne zagrijavaju, što sprječava požare.

LED oznake

Riža. 1. Dizajn LED indikatora od 5 mm

U reflektor je postavljen LED kristal. Ovaj reflektor postavlja početni kut raspršenja.
Svjetlo tada prolazi kroz kućište od epoksidne smole. Dospije do leće – a zatim se počne raspršivati ​​po stranama pod kutom ovisno o dizajnu leće, u praksi – od 5 do 160 stupnjeva.

Emitirajuće LED diode mogu se podijeliti u dvije velike skupine: vidljive LED diode i infracrvene (IR) LED diode. Prvi se koriste kao indikatori i izvori osvjetljenja, drugi - u uređajima za daljinsko upravljanje, infracrvenim primopredajnim uređajima i senzorima.
Svjetleće diode označene su kodom u boji (Tablica 1). Prvo morate odrediti vrstu LED-a prema dizajnu kućišta (slika 1), a zatim ga razjasniti oznakama boja u tablici.

Riža. 2. Vrste LED kućišta

LED boje

LED diode dolaze u gotovo svim bojama: crvena, narančasta, jantarna, žuta, zelena, plava i bijela. Plava i bijela LED dioda su malo skuplje od ostalih boja.
Boja LED dioda određena je vrstom poluvodičkog materijala od kojeg je izrađena, a ne bojom plastike njezina kućišta. LED diode bilo koje boje dolaze u bezbojnom kućištu, u tom slučaju boju možete saznati samo paljenjem...

Stol 1. LED oznake

Višebojne LED diode

Višebojna LED dioda je u pravilu dizajnirana, crvena i zelena su spojene u jedno kućište s tri noge. Promjenom svjetline ili broja impulsa na svakom kristalu možete postići različite boje sjaja.

LED diode su spojene na izvor struje, anoda na plus, katoda na negativ. Minus (katoda) LED-a obično je označen malim rezom na tijelu ili kraćim izvodom, ali postoje iznimke, pa je tu činjenicu bolje razjasniti u tehničkim karakteristikama pojedine LED.

U nedostatku ovih oznaka, polaritet se može odrediti eksperimentalno kratkim spajanjem LED-a na napon napajanja preko odgovarajućeg otpornika. Međutim, ovo nije najbolji način za određivanje polariteta. Osim toga, kako bi se izbjegao toplinski slom LED-a ili oštro smanjenje njegovog vijeka trajanja, nemoguće je odrediti polaritet "nasumično" bez otpornika za ograničavanje struje. Za brzo testiranje, otpornik s nominalnim otporom od 1 k ohma prikladan je za većinu LED dioda sve dok je napon 12 V ili manji.

Riječ upozorenja: nemojte usmjeravati LED zraku izravno u svoje oko (ili oko vašeg prijatelja) iz neposredne blizine jer to može oštetiti vaš vid.

Napon napajanja

Dvije glavne karakteristike LED dioda su pad napona i struja. Obično su LED diode dizajnirane za struju od 20 mA, ali postoje iznimke, na primjer, LED diode s četiri čipa obično su dizajnirane za 80 mA, budući da jedno LED kućište sadrži četiri poluvodička kristala, od kojih svaki troši 20 mA. Za svaku LED diodu postoje dopuštene vrijednosti napona napajanja Umax i Umaxrev (za izravno i obrnuto prebacivanje). Kada se primijene naponi iznad ovih vrijednosti, dolazi do električnog kvara, zbog čega LED ne radi. Postoji i minimalna vrijednost napona napajanja Umin pri kojoj LED svijetli. Raspon napona napajanja između Umin i Umax naziva se "radna" zona, budući da tu radi LED.

Napon napajanja - ovaj parametar nije primjenjiv za LED. LED diode nemaju ovu karakteristiku, pa ih ne možete izravno spojiti na izvor napajanja. Glavna stvar je da je napon iz kojeg se LED napaja (kroz otpornik) veći od izravnog pada napona LED (pad napona naprijed je naznačen u karakteristikama umjesto napona napajanja, a za konvencionalne indikatorske LED diode je u rasponu u prosjeku od 1,8 do 3,6 volti).
Napon naveden na LED ambalaži nije napon napajanja. Ovo je količina pada napona na LED diodi. Ova vrijednost je neophodna za izračunavanje preostalog napona koji nije "pao" na LED-u, koji sudjeluje u formuli za izračunavanje otpora otpornika za ograničavanje struje, jer je to ono što treba prilagoditi.
Promjena napona napajanja od samo jedne desetine volta za konvencionalnu LED diodu (s 1,9 na 2 volta) uzrokovat će povećanje struje koja teče kroz LED diodu za pedeset posto (s 20 na 30 miliampera).

Za svaku LED diodu iste vrijednosti, napon koji joj odgovara može biti drugačiji. Paralelnim uključivanjem više LED dioda iste snage i spajanjem na napon od npr. 2 volta riskiramo da zbog varijacije karakteristika neke kopije brzo spale, a druge podsvijetle. Stoga, pri spajanju LED-a, potrebno je pratiti ne napon, već struju.

Trenutna vrijednost za LED je glavni parametar, a obično je 10 ili 20 miliampera. Nije bitno kakva je napetost. Glavna stvar je da struja koja teče u LED krugu odgovara nazivnoj vrijednosti za LED. A struja se regulira serijski spojenim otpornikom, čija se vrijednost izračunava formulom:

R
Upit— napon izvora napajanja u voltima.
Uspon— izravan pad napona na LED-u u voltima (naznačeno u specifikacijama i obično oko 2 volta). Kada je nekoliko LED dioda spojeno u seriju, padovi napona se zbrajaju.
ja— maksimalna prednja struja LED-a u amperima (navedena u specifikacijama i obično je 10 ili 20 miliampera, tj. 0,01 ili 0,02 ampera). Kada je nekoliko LED dioda spojeno u seriju, struja naprijed se ne povećava.
0,75 — koeficijent pouzdanosti za LED.

Također ne treba zaboraviti na snagu otpornika. Snaga se može izračunati pomoću formule:

P— snaga otpornika u vatima.
Upit— efektivni (efektivni, srednji kvadrat) napon izvora energije u voltima.
Uspon— izravan pad napona na LED-u u voltima (naznačeno u specifikacijama i obično oko 2 volta). Kada je nekoliko LED dioda spojeno u seriju, padovi napona se zbrajaju. .
R— otpor otpornika u omima.

Proračun otpornika za ograničavanje struje i njegove snage za jednu LED

Tipične LED karakteristike

Tipični parametri bijele indikatorske LED diode: struja 20 mA, napon 3,2 V. Dakle, njegova snaga je 0,06 W.

Također se klasificiraju kao male snage LED diode za površinsku montažu (SMD). Osvjetljavaju tipke na mobitelu, zaslon monitora ako je s LED pozadinskim osvjetljenjem, koriste se za izradu ukrasnih LED traka na samoljepljivoj podlozi i još mnogo toga. Postoje dva najčešća tipa: SMD 3528 i SMD 5050. Prvi sadrži isti kristal kao indikatorske LED diode s vodovima, odnosno njegova snaga je 0,06 W. Ali drugi ima tri takva kristala, tako da se više ne može nazvati LED - to je LED sklop. Uobičajeno je nazvati SMD 5050 LED, ali to nije sasvim točno. To su skupštine. Njihova ukupna snaga je 0,2 W.
Radni napon LED-a ovisi o poluvodičkom materijalu od kojeg je napravljen; prema tome, postoji odnos između boje LED-a i njegovog radnog napona.

Tablica pada napona LED dioda ovisno o boji

Po veličini pada napona pri testiranju LED-a multimetrom možete odrediti približnu boju LED sjaja prema tablici.

Serijski i paralelni spoj LED dioda

Kod spajanja LED dioda u seriju, otpor graničnog otpornika izračunava se na isti način kao kod jedne LED diode, jednostavno se zbrajaju padovi napona svih LED dioda prema formuli:

Prilikom spajanja LED dioda u seriju, važno je znati da sve LED diode koje se koriste u girlandi moraju biti iste marke. Ovu izjavu treba uzeti ne kao pravilo, već kao zakon.

Da biste saznali koji je najveći broj LED dioda koje se mogu koristiti u vijencu, trebali biste koristiti formulu

* Nmax – najveći dopušteni broj LED dioda u girlandi
* Upit – Napon izvora napajanja, poput baterije ili akumulatora. U voltima.
* Upr - Izravni napon LED-a uzet iz njegovih karakteristika putovnice (obično se kreće od 2 do 4 volta). U voltima.
* S promjenama temperature i starenjem LED-a, Upr se može povećati. Coeff. 1.5 daje marginu za takav slučaj.

Ovim izračunom "N" može imati razlomak, na primjer 5,8. Naravno, ne možete koristiti 5.8 LED diode, pa biste trebali odbaciti razlomački dio broja, ostavljajući samo cijeli broj, to jest 5.

Ograničavajući otpornik za sekvencijalno uključivanje LED dioda izračunava se na potpuno isti način kao i za pojedinačno uključivanje. Ali u formulama se dodaje još jedna varijabla "N" - broj LED dioda u vijencu. Vrlo je važno da broj LED dioda u vijencu bude manji ili jednak "Nmax" - maksimalno dopuštenom broju LED dioda. Općenito, mora biti ispunjen sljedeći uvjet: N =

Svi ostali izračuni provode se na isti način kao i izračun otpornika kada je LED dioda pojedinačno uključena.

Ako napon napajanja nije dovoljan ni za dvije serijski spojene LED diode, tada svaka LED mora imati svoj granični otpornik.

Paralelni spoj LED dioda sa zajedničkim otpornikom je loše rješenje. U pravilu, LED diode imaju niz parametara, a svaki zahtijeva malo različite napone, što takvu vezu čini praktički neizvedivom. Jedna od dioda će jače svijetliti i primati više struje dok ne otkaže. Ova veza uvelike ubrzava prirodnu degradaciju LED kristala. Ako su LED diode spojene paralelno, svaka LED mora imati vlastiti granični otpornik.

Serijski spoj LED dioda također je poželjan sa stajališta ekonomične potrošnje izvora napajanja: cijeli serijski lanac troši točno onoliko struje koliko jedna LED dioda. A kada su spojene paralelno, struja je onoliko puta veća koliko imamo paralelnih LED dioda.

Izračun graničnog otpornika za serijski spojene LED diode je jednostavan kao i za jednu. Jednostavno zbrojimo napon svih LED dioda, dobiveni zbroj oduzmemo od napona napajanja (to će biti pad napona na otporniku) i podijelimo sa strujom LED dioda (obično 15 - 20 mA).

Što ako imamo puno LED dioda, nekoliko desetaka, a napajanje ne dopušta spajanje svih u seriju (nema dovoljno napona)? Zatim određujemo, na temelju napona izvora napajanja, koliko maksimalno LED dioda možemo spojiti u seriju. Na primjer, za 12 volti, to je 5 LED dioda od dva volta. Zašto ne 6? Ali nešto mora pasti i na graničnom otporniku. Ovdje uzimamo preostala 2 volta (12 - 5x2) za izračun. Za struju od 15 mA, otpor će biti 2/0,015 = 133 Ohma. Najbliži standard je 150 Ohma. Ali sada možemo spojiti koliko god želimo ovih lanaca od pet LED dioda i otpornika. Ova metoda se zove paralelno-serijski spoj.

Ako postoje LED diode različitih marki, onda ih kombiniramo na način da u svakoj grani postoje LED diode samo JEDNOG tipa (ili s istom radnom strujom). U ovom slučaju nije potrebno održavati iste napone, jer za svaku granu izračunavamo vlastiti otpor.

Zatim ćemo razmotriti stabilizirani krug za uključivanje LED dioda. Dotaknimo se proizvodnje stabilizatora struje. Postoji mikro krug KR142EN12 (strani analog LM317), koji vam omogućuje izgradnju vrlo jednostavnog stabilizatora struje. Za spajanje LED-a (vidi sliku) izračunava se vrijednost otpora R = 1,2 / I (1,2 je pad napona u stabilizatoru) To jest, pri struji od 20 mA, R = 1,2 / 0,02 = 60 Ohma. Stabilizatori su dizajnirani za maksimalni napon od 35 volti. Bolje ih je ne produžiti previše i napajati maksimalno 20 volti. Ovim uključivanjem npr. bijele LED diode od 3,3 volta moguće je na stabilizator dovesti napon od 4,5 do 20 volti, dok će struja na LED diodi odgovarati konstantnoj vrijednosti od 20 mA. S naponom od 20 V, nalazimo da se 5 bijelih LED dioda može spojiti u seriju na takav stabilizator, bez brige o naponu na svakoj od njih, struja u krugu će teći 20 mA (višak napona će se ugasiti na stabilizatoru ).

Važno! Uređaj s velikim brojem LED dioda nosi veliku struju. Strogo je zabranjeno spajanje takvog uređaja na aktivni izvor napajanja. U tom slučaju dolazi do iskre na mjestu spajanja, što dovodi do pojave velikog strujnog impulsa u krugu. Ovaj puls onemogućuje LED (osobito plavu i bijelu). Ako LED diode rade u dinamičkom načinu rada (stalno se pale, gase i trepću) i taj se način rada temelji na korištenju releja, tada treba spriječiti pojavu iskrenja na kontaktima releja.

Svaki lanac treba sastaviti od LED dioda istih parametara i od istog proizvođača.
Također važno! Promjena temperature okoline utječe na protok struje kroz kristal. Stoga je preporučljivo proizvesti uređaj tako da struja koja teče kroz LED nije 20 mA, već 17-18 mA. Gubitak svjetline bit će beznačajan, ali će biti osiguran dug radni vijek.

Kako napajati LED iz mreže od 220 V.

Čini se da je sve jednostavno: stavili smo otpornik u seriju i to je to. Ali morate zapamtiti jednu važnu karakteristiku LED-a: najveći dopušteni obrnuti napon. Za većinu LED dioda to je oko 20 volti. A kada ga spojite na mrežu s obrnutim polaritetom (struja je izmjenična, pola ciklusa ide u jednom smjeru, a druga polovica u suprotnom smjeru), na njega će se primijeniti napon pune amplitude mreže - 315 volti ! Odakle dolazi ova brojka? 220 V je efektivni napon, ali je amplituda (korijen iz 2) = 1,41 puta veća.
Stoga, kako biste spasili LED, trebate postaviti diodu u seriju s njom, koja neće dopustiti da obrnuti napon prođe do nje.

Druga opcija za spajanje LED-a na napajanje od 220 V:

Ili stavite dvije LED diode jedna uz drugu.

Opcija napajanja iz mreže s otpornikom za gašenje nije najoptimalnija: kroz otpornik će se osloboditi značajna snaga. Doista, ako koristimo otpornik od 24 kOhma (maksimalna struja 13 mA), tada će snaga rasipana preko njega biti oko 3 W. Možete ga smanjiti za pola serijskim spajanjem diode (tada će se toplina oslobađati samo tijekom jednog poluciklusa). Dioda mora imati reverzni napon od najmanje 400 V. Kada uključite dvije kontra LED diode (postoje čak i one s dva kristala u jednom kućištu, obično različitih boja, jedan kristal je crven, drugi zelen), možete stavi dva otpornika od dva vata, svaki s dvostruko manjim otporom.
Napravit ću rezervaciju da pomoću otpornika visokog otpora (na primjer, 200 kOhm) možete uključiti LED bez zaštitne diode. Reverzna probojna struja bit će preniska da bi uzrokovala uništenje kristala. Naravno, svjetlina je vrlo niska, ali na primjer, za osvjetljavanje prekidača u spavaćoj sobi u mraku, to će biti sasvim dovoljno.
Zbog činjenice da je struja u mreži izmjenična, možete izbjeći nepotrebno trošenje električne energije na zagrijavanje zraka pomoću graničnog otpornika. Njegovu ulogu može igrati kondenzator koji prolazi izmjeničnu struju bez zagrijavanja. Zašto je to tako, posebno je pitanje, razmotrit ćemo ga kasnije. Sada moramo znati da bi kondenzator mogao propustiti izmjeničnu struju, kroz njega moraju proći oba poluciklusa mreže. Ali LED provodi struju samo u jednom smjeru. To znači da postavimo običnu diodu (ili drugu LED diodu) kontraparalelno s LED diodom i ona će preskočiti drugi poluciklus.

Ali sada smo isključili naš krug iz mreže. Na kondenzatoru je ostalo nešto napona (do pune amplitude, ako se sjećamo, jednake 315 V). Kako bismo izbjegli slučajni strujni udar, osigurat ćemo otpornik za pražnjenje visoke vrijednosti paralelno s kondenzatorom (tako da tijekom normalnog rada kroz njega teče mala struja bez zagrijavanja), koji će, kada se isključi iz mreže, isprazniti kondenzator u djeliću sekunde. A za zaštitu od impulsne struje punjenja također ćemo instalirati otpornik niskog otpora. Također će igrati ulogu osigurača, trenutno izgarajući u slučaju slučajnog kvara kondenzatora (ništa ne traje vječno, a to se također događa).

Kondenzator mora biti za napon od najmanje 400 volti, ili poseban za krugove izmjenične struje s naponom od najmanje 250 volti.
Što ako želimo napraviti LED žarulju od nekoliko LED dioda? Palimo ih sve u nizu; za sve je dovoljna jedna kontra dioda.

Dioda mora biti projektirana za struju koja nije manja od struje kroz LED diode, a povratni napon ne smije biti manji od zbroja napona na LED diodama. Još bolje, uzmite paran broj LED dioda i uključite ih jedna za drugom.

Na slici postoje tri LED diode u svakom lancu; zapravo, može ih biti više od desetak.
Kako izračunati kondenzator? Od napona amplitude mreže 315 V oduzimamo zbroj pada napona na LED diodama (na primjer, za tri bijele to je približno 12 volti). Dobivamo pad napona na kondenzatoru Up=303 V. Kapacitet u mikrofaradima bit će jednak (4,45*I)/Up, gdje je I potrebna struja kroz LED diode u miliamperima. U našem slučaju, za 20 mA kapacitet će biti (4,45*20)/303 = 89/303 ~= 0,3 µF. Možete postaviti dva kondenzatora od 0,15 µF (150 nF) paralelno.

Najčešće pogreške pri spajanju LED dioda

1. Spojite LED izravno na izvor napajanja bez strujnog limitatora (otpornik ili poseban pogonski čip). Razmotreno gore. LED brzo otkaže zbog loše kontroliranih razina struje.

2. Spajanje LED dioda spojenih paralelno na zajednički otpornik. Prvo, zbog mogućeg rasipanja parametara, LED diode će svijetliti različitom svjetlinom. Drugo, i još važnije, ako jedna od LED dioda ne uspije, struja druge će se udvostručiti, a također može izgorjeti. Ako koristite jedan otpornik, bolje je spojiti LED diode u seriju. Zatim, kada izračunavamo otpornik, ostavljamo struju istom (na primjer, 10 mA) i zbrajamo prednji pad napona LED dioda (na primjer, 1,8 V + 2,1 V = 3,9 V).

3. Uključivanje LED dioda u seriji, dizajnirano za različite struje. U tom slučaju, jedna od LED dioda će se istrošiti ili će slabo svijetliti, ovisno o trenutnoj postavci graničnog otpornika.

4. Ugradnja otpornika s nedovoljnim otporom. Kao rezultat toga, struja koja teče kroz LED je previsoka. Budući da se dio energije pretvara u toplinu zbog nedostataka u kristalnoj rešetki, postaje previše pri velikim strujama. Kristal se pregrijava, zbog čega se njegov životni vijek značajno smanjuje. S još većim povećanjem struje zbog zagrijavanja područja pn-spoja, unutarnja kvantna učinkovitost se smanjuje, svjetlina LED-a pada (ovo je posebno vidljivo kod crvenih LED-ova) i kristal se počinje katastrofalno urušavati.

5. Spajanje LED-a na mrežu izmjenične struje (npr. 220 V) bez poduzimanja mjera za ograničavanje obrnutog napona. Za većinu LED dioda, najveći dopušteni reverzni napon je oko 2 volta, dok reverzni napon poluciklusa kada je LED zaključana stvara pad napona na njoj jednak naponu napajanja. Postoji mnogo različitih shema koje eliminiraju destruktivne učinke obrnutog napona. Najjednostavniji je opisan gore.

6. Ugradnja otpornika nedovoljne snage. Kao rezultat toga, otpornik postaje jako vruć i počinje topiti izolaciju žica koje ga dodiruju. Zatim se boja na njemu spaljuje, a na kraju se sruši pod utjecajem visoke temperature. Otpornik ne može sigurno trošiti više od snage za koju je dizajniran.

Bljeskajuće LED diode

Bljeskajuća LED (MSD) je LED s ugrađenim integriranim generatorom impulsa s frekvencijom bljeskanja od 1,5 -3 Hz.
Unatoč svojoj kompaktnoj veličini, trepćući LED uključuje poluvodički generatorski čip i neke dodatne elemente. Također je vrijedno napomenuti da je trepćući LED prilično univerzalan - napon napajanja takvog LED-a može se kretati od 3 do 14 volti za one visokog napona i od 1,8 do 5 volti za jedinice niskog napona.

Izrazite kvalitete trepćućih LED dioda:

Male veličine
Kompaktni svjetlosni signalni uređaj
Širok raspon napona napajanja (do 14 volti)
Različita boja emisije.

Neke verzije bljeskajućih LED dioda mogu imati ugrađeno nekoliko (obično 3) višebojnih LED dioda s različitim frekvencijama bljeskanja.
Korištenje treptajućih LED dioda opravdano je u kompaktnim uređajima gdje se postavljaju visoki zahtjevi na dimenzije radijskih elemenata i napajanja - treptajuće LED diode su vrlo ekonomične, budući da je elektronički sklop MSD-a izrađen na MOS strukturama. Trepereća LED dioda može lako zamijeniti cijelu funkcionalnu jedinicu.

Konvencionalna grafička oznaka trepćuće LED diode na dijagramima strujnih krugova ne razlikuje se od oznake konvencionalne LED diode, osim što su linije strelica isprekidane i simboliziraju svojstva treptanja LED diode.

Ako pogledate kroz prozirno tijelo trepćuće LED diode, primijetit ćete da se sastoji od dva dijela. Na bazi katode (negativni terminal) nalazi se kristal diode koja emitira svjetlost.
Generatorski čip nalazi se na dnu anodnog terminala.
Tri premosnika od zlatne žice povezuju sve dijelove ovog kombiniranog uređaja.

Lako je razlikovati MSD od običnog LED-a po izgledu, gledajući njegovo tijelo na svjetlu. Unutar MSD-a postoje dvije podloge približno iste veličine. Na prvom od njih nalazi se kristalna kocka emitera svjetlosti izrađena od legure rijetke zemlje.
Za povećanje svjetlosnog toka, fokusiranje i oblikovanje uzorka zračenja koristi se parabolični aluminijski reflektor (2). Kod MSD-a je nešto manjeg promjera nego kod konvencionalne LED diode, budući da drugi dio kućišta zauzima supstrat s integriranim krugom (3).
Električno su oba supstrata međusobno povezana s dva premosnika od zlatne žice (4). Kućište MSD-a (5) izrađeno je od mat plastike koja raspršuje svjetlost ili prozirne plastike.
Odašiljač u MSD-u nije smješten na osi simetrije kućišta, pa se za osiguranje ravnomjernog osvjetljenja najčešće koristi monolitni difuzni svjetlovod u boji. Prozirno tijelo nalazi se samo u MSD-ovima velikog promjera s uskim dijagramom zračenja.

Čip generatora sastoji se od visokofrekventnog glavnog oscilatora - njegova frekvencija, prema različitim procjenama, varira oko 100 kHz. Razdjelnik s logičkim vratima radi zajedno s RF generatorom, koji dijeli visoku frekvenciju na vrijednost od 1,5-3 Hz. Upotreba visokofrekventnog generatora u kombinaciji s frekvencijskim razdjelnikom je zbog činjenice da implementacija niskofrekventnog generatora zahtijeva upotrebu kondenzatora velikog kapaciteta za vremenski krug.

Da bi se visoka frekvencija dovela do vrijednosti od 1-3 Hz, koriste se razdjelnici na logičkim elementima, koji se lako postavljaju na malo područje poluvodičkog čipa.
Osim glavnog RF oscilatora i djelitelja, na poluvodičkoj podlozi izrađeni su elektronički prekidač i zaštitna dioda. Trepereće LED diode, dizajnirane za napon napajanja od 3-12 volti, također imaju ugrađeni granični otpornik. Niskonaponski MSD nemaju granični otpornik Zaštitna dioda je neophodna kako bi se spriječio kvar mikrokruga kada je napajanje obrnuto.

Za pouzdan i dugotrajan rad visokonaponskih MSD-ova, preporučljivo je ograničiti napon napajanja na 9 volti. Kako se napon povećava, rasipanje snage MSD-a raste, a posljedično se povećava i zagrijavanje poluvodičkog kristala. Tijekom vremena, prekomjerna toplina može uzrokovati brzu degradaciju svjetlećeg LED-a.

Možete sigurno provjeriti ispravnost treptajućeg LED-a pomoću baterije od 4,5 V i otpornika od 51 ohma spojenog u seriju s LED-om, snage najmanje 0,25 W.

Ispravnost IR diode može se provjeriti pomoću kamere mobitela.
Uključimo kameru u načinu snimanja, uhvatimo diodu na uređaju (na primjer, daljinski upravljač) u okviru, pritisnemo tipke na daljinskom upravljaču, radna IR dioda bi u ovom slučaju trebala treperiti.

Zaključno, obratite pozornost na pitanja kao što su lemljenje i montaža LED dioda. To su također vrlo važna pitanja koja utječu na njihovu održivost.
LED diode i mikro krugovi boje se statike, neispravnog spajanja i pregrijavanja; lemljenje ovih dijelova mora biti što je moguće brže. Trebali biste koristiti lemilo male snage s temperaturom vrha ne višom od 260 stupnjeva, a lemljenje ne bi trebalo trajati dulje od 3-5 sekundi (preporuke proizvođača). Pri lemljenju bi bilo dobro koristiti medicinsku pincetu. LED se uzima pincetom više od tijela, što osigurava dodatno odvođenje topline od kristala tijekom lemljenja.
LED noge trebaju biti savijene s malim radijusom (tako da se ne slome). Kao rezultat zamršenih zavoja, noge na dnu kućišta moraju ostati u tvorničkom položaju i moraju biti paralelne i nenapregnute (inače će se kristal umoriti i otpasti s nogu).

LED diode različitih boja imaju vlastiti raspon radnog napona. Ako vidimo LED diodu od 3 volta, ona može proizvoditi bijelo, plavo ili zeleno svjetlo. Ne možete ga izravno spojiti na izvor napajanja koji generira više od 3 volta.

Proračun otpora otpornika

Da bi se smanjio napon na LED diodi, ispred nje je serijski spojen otpornik. Glavni zadatak električara ili amatera bit će odabir ispravnog otpora.

Ovo nije posebno teško. Glavna stvar je znati električne parametre LED žarulje, zapamtiti Ohmov zakon i odrediti trenutnu snagu.

R=Uon otpornik/ILED

ILED je dopuštena struja za LED. Mora biti naznačeno u karakteristikama uređaja zajedno s izravnim padom napona. Struja koja prolazi kroz krug ne smije premašiti dopuštenu vrijednost. To može oštetiti LED uređaj.

Često su LED uređaji spremni za uporabu označeni snagom (W) i naponom ili strujom. Ali znajući dvije od ovih karakteristika, uvijek možete pronaći treću. Najjednostavniji rasvjetni uređaji troše oko 0,06 W.

Kada je spojen u seriju, ukupni napon izvora napajanja U je zbroj Unres. i U na LED diodi. Zatim U na res.=U-U na LED

Pretpostavimo da trebate spojiti LED žarulju s prednjim naponom od 3 volta i strujom od 20 mA na izvor napajanja od 12 volti. Dobivamo:

R=(12-3)/0,02=450 Ohma.

Obično se otpor uzima s rezervom. Da biste to učinili, struja se množi s faktorom 0,75. To je jednako množenju otpora s 1,33.

Stoga je potrebno uzeti otpor od 450 * 1,33 = 598,5 = 0,6 kOhm ili malo više.

Snaga otpornika

Za određivanje snage otpora koristi se formula:

P=U²/ R= ILED*(U-Uon LED)

U našem slučaju: P=0,02*(12-3)=0,18 W

Otpornici ove snage se ne proizvode, pa je potrebno uzeti element koji mu je najbliži s velikom vrijednošću, naime 0,25 vata. Ako nemate otpornik od 0,25 W, možete spojiti dva otpornika manje snage paralelno.

Broj LED dioda u vijencu

Otpornik se izračunava na sličan način ako je nekoliko LED dioda od 3 V spojeno u seriju u strujni krug. U tom slučaju se od ukupnog napona oduzima zbroj napona svih žarulja.

Sve LED diode za vijenac od nekoliko žarulja treba uzeti identične tako da konstantna, identična struja prolazi kroz krug.

Maksimalni broj žarulja može se pronaći dijeljenjem U mreže s U jedne LED diode i sigurnosnim faktorom od 1,15.

N=12:3:1,15=3,48

Možete jednostavno spojiti 3 poluvodiča koji emitiraju svjetlost s naponom od 3 volta na izvor od 12 volti i dobiti sjajan sjaj svakog od njih.

Snaga takvog vijenca je prilično mala. To je prednost LED žarulja. Čak će i veliki vijenac od vas potrošiti minimalnu energiju. Dizajneri to s uspjehom koriste pri uređenju interijera, osvjetljavanju namještaja i kućanskih aparata.

Danas se proizvode ultra-svijetli modeli s naponom od 3 volta i povećanom dopuštenom strujom. Snaga svakog od njih doseže 1 W ili više, a uporaba takvih modela je nešto drugačija. LED diode, potrošnje 1-2 W, koriste se u modulima za reflektore, lampione, farove i radnu rasvjetu prostorija.

Primjer je CREE, koji nudi LED proizvode od 1W, 3W, itd. Oni su stvoreni s tehnologijama koje otvaraju nove mogućnosti u ovoj industriji.

Danas postoje stotine vrsta LED dioda koje se razlikuju po izgledu, boji sjaja i električnim parametrima. Ali svi su ujedinjeni zajedničkim načelom rada, što znači da se dijagrami povezivanja s električnim krugom također temelje na općim načelima. Dovoljno je razumjeti kako spojiti jedan LED indikator, a zatim naučiti kako stvoriti i izračunati bilo koji krug.

LED pinout

Prije nego što razmotrimo kako pravilno spojiti LED, morate naučiti kako odrediti njegov polaritet. Najčešće LED indikatori imaju dva terminala: anodu i katodu. Mnogo rjeđe, u kućištu promjera 5 mm, postoje primjerci koji imaju 3 ili 4 priključka za spajanje. Ali također nije teško shvatiti njihove pinouts.

SMD LED diode mogu imati 4 izlaza (2 anode i 2 katode), što je uvjetovano tehnologijom njihove proizvodnje. Treći i četvrti pin mogu biti električni neiskorišteni, ali se mogu koristiti kao dodatni hladnjak. Prikazani pinout nije standardan. Da biste izračunali polaritet, bolje je prvo pogledati podatkovnu tablicu, a zatim multimetrom potvrditi ono što vidite. Polaritet SMD LED s dva terminala možete vizualno odrediti gledajući rez. Rez (ključ) u jednom od kutova kućišta uvijek se nalazi bliže katodi (minus).

Najjednostavniji dijagram spajanja LED dioda

Nema ništa lakše nego spojiti LED na niskonaponski DC izvor. To može biti baterija, akumulator ili izvor napajanja male snage. Bolje je ako je napon najmanje 5 V i ne više od 24 V. Takva će veza biti sigurna, a za njegovu provedbu trebat će vam samo 1 dodatni element - otpornik male snage. Njegov zadatak je ograničiti struju koja teče kroz p-n spoj na razini koja nije veća od nominalne vrijednosti. Da biste to učinili, otpornik se uvijek postavlja u seriju s emitirajućom diodom.

Uvijek održavajte ispravan polaritet kada spajate LED na izvor konstantnog napona (struje).

Ako je otpornik isključen iz kruga, tada će struja u krugu biti ograničena samo unutarnjim otporom izvora EMF, koji je vrlo mali. Rezultat takve veze bit će trenutni kvar emitirajućeg kristala.

Proračun graničnog otpornika

Gledajući strujno-naponsku karakteristiku LED-a, postaje jasno koliko je važno ne pogriješiti pri izračunavanju graničnog otpornika. Čak i malo povećanje nazivne struje dovest će do pregrijavanja kristala i, kao rezultat toga, do smanjenja radnog vijeka. Izbor otpornika vrši se prema dva parametra: otporu i snazi. Otpor se izračunava pomoću formule:

• U – napon napajanja, V;
• U LED – prednji pad napona na LED (vrijednost s natpisne pločice), V;
• I – nazivna struja (atestirana vrijednost), A.

Dobiveni rezultat treba zaokružiti na najbližu vrijednost iz serije E24, a zatim izračunati snagu koju će otpornik morati raspršiti:

R - otpor otpornika koji je prihvaćen za ugradnju, Ohm.

Detaljnije informacije o izračunima s praktičnim primjerima možete pronaći u članku. A oni koji ne žele uroniti u nijanse mogu brzo izračunati parametre otpornika pomoću internetskog kalkulatora.

Uključivanje LED dioda iz napajanja

Govorit ćemo o izvorima napajanja (PSU) koji rade iz mreže od 220 V AC, ali čak i oni se mogu jako razlikovati u izlaznim parametrima. To može biti:

• Izvori izmjeničnog napona unutar kojih se nalazi samo silazni transformator;
• nestabilizirani izvori istosmjernog napona (DCS);
• stabilizirani PPI;
• stabilizirani istosmjerni izvori struje (LED driveri).

Možete spojiti LED na bilo koji od njih dodavanjem potrebnih radio elemenata u krug. Najčešće se kao napajanje koriste stabilizirani izvori napajanja od 5 V ili 12 V. Ova vrsta napajanja znači da u slučaju mogućih kolebanja mrežnog napona, kao i kada se struja opterećenja mijenja unutar zadanog raspona, izlazni napon se neće promijeniti. Ova prednost omogućuje spajanje LED dioda na napajanje samo pomoću otpornika. I upravo je to načelo povezivanja implementirano u krugovima s LED indikatorima.
Snažne LED diode moraju biti spojene preko strujnog stabilizatora (drivera). Unatoč njihovoj većoj cijeni, to je jedini način da se zajamči stabilna svjetlina i dugotrajan rad, kao i da se eliminira preuranjena zamjena skupog svjetlećeg elementa. Ova veza ne zahtijeva dodatni otpornik, a LED je spojena izravno na izlaz drajvera podložno sljedećim uvjetima:

• Vozač I - struja vozača prema putovnici, A;
• I LED - nazivna struja LED-a, A.

Ako uvjet nije zadovoljen, spojena LED će pregorjeti zbog prekomjerne struje.

Serijska veza

Sastavljanje radnog kruga pomoću jedne LED diode nije teško. Druga je stvar kada ih je nekoliko. Kako ispravno spojiti 2, 3... N LED? Da biste to učinili, morate naučiti kako izračunati složenije sklopne krugove. Krug serijske veze je lanac od nekoliko LED dioda, u kojem je katoda prve LED diode spojena na anodu druge, katoda druge na anodu treće i tako dalje. Kroz sve elemente kruga teče struja iste veličine:

A padovi napona se zbrajaju:

Na temelju toga možemo izvući zaključke:

• Preporučljivo je kombinirati samo LED diode s istom radnom strujom u serijski krug;
• ako jedan LED ne uspije, krug će se otvoriti;
• Broj LED dioda ograničen je naponom napajanja.

Paralelna veza

Ako trebate upaliti nekoliko LED dioda iz izvora napajanja s naponom od, na primjer, 5 V, tada će se morati spojiti paralelno. U tom slučaju, otpornik se mora postaviti u seriju sa svakom LED diodom. Formule za izračunavanje struja i napona imat će sljedeći oblik:

Dakle, zbroj struja u svakoj grani ne smije premašiti najveću dopuštenu struju jedinice napajanja. Pri paralelnom spajanju LED dioda istog tipa dovoljno je izračunati parametre jednog otpornika, a ostatak će biti iste vrijednosti.

Sva pravila za serijsko i paralelno spajanje, ilustrativni primjeri, kao i informacije kako ne paliti LED diode mogu se pronaći u.

Mješovita inkluzija

Nakon što smo razumjeli krugove serijskog i paralelnog povezivanja, vrijeme je za kombiniranje. Jedna od opcija kombiniranog spajanja LED-a prikazana je na slici.

Inače, svaka LED traka je upravo tako dizajnirana.

Spajanje na AC mrežu

Spajanje LED dioda iz izvora napajanja nije uvijek preporučljivo. Osobito kada je u pitanju potreba za pozadinskim osvjetljenjem prekidača ili indikacijom prisutnosti napona u razvodniku. U takve svrhe bit će dovoljno sastaviti jedan od jednostavnih. Na primjer, krug s otpornikom za ograničavanje struje i ispravljačkom diodom koja štiti LED od povratnog napona. Otpor i snaga otpornika izračunavaju se pomoću pojednostavljene formule, zanemarujući pad napona na LED i diodi, budući da je 2 reda veličine manji od napona mreže:

Zbog velike disipacije snage (2-5 W), otpornik se često zamjenjuje nepolarnim kondenzatorom. Radeći na izmjeničnoj struji, čini se da "ugasi" višak napona i gotovo se ne zagrijava.

Spajanje treptajućih i višebojnih LED dioda

Izvana, trepćuće LED diode ne razlikuju se od uobičajenih analoga i mogu bljeskati u jednoj, dvije ili tri boje prema algoritmu koji je odredio proizvođač. Unutarnja razlika je prisutnost drugog supstrata ispod kućišta, na kojem se nalazi integrirani generator impulsa. Nazivna radna struja, u pravilu, ne prelazi 20 mA, a pad napona može varirati od 3 do 14 V. Stoga, prije spajanja treptajućeg LED-a, morate se upoznati s njegovim karakteristikama. Ako ih nema, tada možete eksperimentalno saznati parametre spajanjem na podesivi izvor napajanja na 5–15 V preko otpornika s otporom od 51–100 Ohma.

Kutija u više boja sadrži 3 neovisna kristala zelene, crvene i plave. Stoga, kada izračunavate vrijednosti otpornika, morate zapamtiti da svaka boja sjaja ima vlastiti pad napona.

Još jednom o tri važne točke

1. Izravna nazivna struja je glavni parametar bilo koje LED diode. Smanjivanjem gubimo svjetlinu, a precjenjivanjem naglo smanjujemo vijek trajanja. Stoga je najbolji izvor napajanja LED drajver; kada se na njega spoji, kroz LED će uvijek teći konstantna struja potrebne vrijednosti.
2. Napon naveden u podatkovnoj tablici za LED nije odlučujući i samo pokazuje koliko će volti pasti na p-n spoju kada teče nazivna struja. Njegova vrijednost mora biti poznata kako bi se ispravno izračunao otpor otpornika ako će se LED napajati iz konvencionalnog izvora napajanja.
3. Za spajanje LED dioda velike snage važno je ne samo imati pouzdano napajanje, već i visokokvalitetni sustav hlađenja. Ugradnja LED dioda s potrošnjom energije većom od 0,5 W na radijator jamči njihov stabilan i dugotrajan rad.

Pročitajte također