LED bağlantı yöntemlerinin ayrıntıları

Hayatımızda, LED'ler, aydınlatma teknolojisinden diğer yapay ışık kaynaklarını güvenle dışlar. Ancak akkor lambalar doğrudan güç kaynağına bağlanabiliyorsa, LED ve deşarj lambalarının bağlantısı özel önlemler gerektirir.

Aynı zamanda tek bir LED bağlamak sorun yaratmaz. Ve birkaç üniteden yüzlerce üniteye geçmek göründüğü kadar kolay değil.

biraz teori

Bir LED'in düzgün çalışması için sabit bir voltaj veya akım gerekir. Onlar olmalıdır:

1. yönde sabit. Yani LED devresindeki akım, voltaj uygulandığında "+" voltaj kaynağından "-" değerine akmalıdır.
2. kararlı, yani. diyotun çalışması sırasında büyüklük olarak sabit.
3. titreşimli değil - düzeltme ve stabilizasyondan sonra, sabit voltaj veya akım değerleri periyodik olarak değişmemelidir.
   Bir elektrolitik kapasitör tarafından filtrelendiğinde tam dalga doğrultucu çıkışındaki voltaj şeklinin şeması (şemada "+" ile işaretlenmiş siyah beyaz dikdörtgenler). Noktalı çizgi, doğrultucu çıkışındaki voltajdır. Kondansatör yarım dalga genliğine kadar şarj edilir ve yük direncinde kademeli olarak boşalır. "Adımlar" titreşimlerdir. Adım ve yarım dalga genliklerinin yüzde olarak oranı dalgalanma faktörüdür.

İçin LED'ler ilk başta, mevcut voltaj kaynakları kullanıldı - 5, 9, 12 V. Ve p-n bağlantısının çalışma voltajı 1,9-2,4 ila 3,7-4,4 V arasındadır. Bu nedenle, diyotu doğrudan açmak neredeyse her zaman fiziksel yanmasıdır. büyük bir akımla aşırı ısınma. mevcut ihtiyaç akım sınırlayıcı bir dirençle sınırlayın, onu ısıtmak için enerji harcıyor.

LED'ler birkaç parça halinde seri olarak açılabilir. Daha sonra bunların bir zincirini kurarak, ileri gerilimlerinin toplamı ile neredeyse güç kaynağının gerilimine ulaşmak mümkündür. Ve kalan fark, direnç üzerinde ısı şeklinde dağıtılarak "geri ödenir".

Onlarca diyot varken seri devreler halinde paralel bağlanırlar.

LED pin çıkışı

LED polaritesi - anot veya artı ve katot - eksiyi resimlerden belirlemek kolaydır:

Silindirik durumlarda, katot yandan bir kesikle gösterilir, anot daha uzundur ve katot daha kısadır.

SMD LED'lerin katodu, kasadaki bir kesim ile gösterilir.

Güçlü COB LED'lerinin matrislerinde, lehim pedlerinde “+” ve “-” sıkıştırılır.

LED anahtarlama devresi

LED, sabit voltajla çalışır. Ancak iç direncinin doğrusal olmayan bağımlılığının özellikleri, çalışma akımının dar sınırlar içinde tutulmasını gerektirir. Nominal değerden daha düşük bir akımda azalır ışık akışıve daha yüksek bir değerde kristal aşırı ısınır, ışımanın parlaklığı artar ve "ömrü" azalır. Bunu genişletmenin en basit yolu, akımı sınırlayıcı bir direnç ekleyerek kristalden geçen akımı sınırlamaktır. Güçlü LED'ler için bu ekonomik olarak kârsızdır, çünkü özel bir sabit akım kaynağından doğru akımla beslenirler - sürücüler.

seri bağlantı

LED, oldukça karmaşık bir aydınlatma cihazıdır. İkincil bir doğrudan voltaj kaynağından çalışır. 0,2-0,5 W'tan fazla güçle çoğu LED cihazı akım kaynaklarını kullanır. Amerikan tarzında sürücüler olarak adlandırılan tamamen doğru değiller. Diyotlar seri olarak bağlandığında, genellikle 9, 12, 24 ve hatta 48 V voltajlı güç kaynakları kullanılır.Bu durumda, 3-6 ila birkaç on arasında olabilen bir seri zincir oluşturulur. elementler.

Bir zincire seri olarak bağlandığında, ilk LED'in anodu, akım sınırlayıcı bir direnç aracılığıyla güç kaynağının “+” sına bağlanır ve katot ikincinin anotuna bağlanır. Ve böylece tüm zincir birbirine bağlı.

Üç LED elemanının zincirlerinde üç seri LED grubunun seri-paralel bağlantı şeması. Her devrenin solunda akım sınırlayıcı bir direnç bulunur. Diyotların ileri voltajlarının toplamının fazlalığını "söndürür".

Örneğin, kırmızı LED'ler 1,6V ila 3,03V arasında bir ileri çalışma voltajına sahiptir. sen_vb. = 2.1V 12 V'luk bir kaynak voltajına sahip direnç üzerindeki bir LED, 5,7 V'luk bir voltaja sahip olacaktır:

12V - 3x2.1V = 12 - 6.3 = 5.7V.

Ve zaten 3 ardışık zincir paralel olarak bağlanmıştır.

Parlama renginden LED'deki doğrudan voltaj tablosu.

LED'lerin seri bağlanmasıyla, LED'lerden geçen akımlar aynı olacaktır ve her bir elemandaki düşüş bireyseldir. Diyotun iç direncine bağlıdır.

Seri bağlantı özellikleri:

• bir elemanın kırılması, hepsinin kapanmasına yol açar;
• kısa devre - voltajını kalanlara yeniden dağıtır, ışımanın parlaklığı üzerlerinde artar ve bozulma hızlanır.

Önerilen: Bir LED'in kaç volt olduğunu nasıl öğrenebilirim?

Paralel bağlantı

Bu LED bağlantı şemasında tüm anotlar birbirine ve güç kaynağının “+” ucuna, katotlar ise “-” ucuna bağlıdır.

Böyle bir bağlantı, 3-5 V'luk bir voltajla çalıştırıldığında ilk LED çelenkler, cetveller ve şeritler üzerindeydi.

Bu yanlış bağlantı. Parametrelerin kaçınılmaz olarak yayılmasıyla, LED'lerden geçen akımlar farklı olacaktır. Ve farklı şekilde parlayacaklar. Ve aynı şekilde ısınmazlar. Sonuç olarak, aşırı ısınan, örneğin açık devre ile yanacaktır. Kalan D2, D3 diyotlarından geçen akım artacak ve üzerlerindeki voltaj artacaktır, çünkü R1'den geçen daha küçük bir toplam akım, üzerinde daha küçük bir voltaj düşüşü verecektir. P-n bağlantısının daha düşük bir iç direncine sahip olacak olan ikinci diyot yanacaktır.

P-n bağlantısının kapanmasıyla bir yanma meydana gelirse, tüm akü voltajı R1 direncine uygulanacaktır. Aşırı ısınacak ve yanacaktır.

LED'lerin paralel bağlantı şeması. Her LED, kendi akım sınırlayıcı direnci ile seri olarak düzgün bir şekilde bağlanır.

Altı paralel bağlı LED'in gerçek tasarımı böyle görünebilir. 

Resimde:

• gri şeritler - akım taşıyan lastikler, yani yalıtımsız teller;
• yuvarlak uçlu mavi silindirler - ucunda lens bulunan silindirik LED'ler;
• kırmızı - çalışma akımını sınırlamak için dirençler.

Tüm diyotları bir dirence bağlamak yanlış olacaktır.. LED'lerin özelliklerindeki saçılma nedeniyle, %50 ila %200 veya daha fazlasına ulaşabilen bir partide bile, diyotlardan önemli ölçüde değişen bir akım akabilir. Bu nedenle, onlar da farklı şekilde parlayacak ve yüklenecektir. Daha sonra, diğerlerinden daha parlak parlayan en yüklü, ışık akısının %70-90'ını kaybederek neredeyse tamamen zayıflamaya kadar yanacak veya bozulacaktır. Veya parıltının tonunu beyazdan sarıya değiştirin.

Ayrıca okuyun

LED'lerin paralel ve seri bağlantısının temelleri

 

karışık

Onlarca veya yüzlerce elementten veya paketlenmemiş kristallerden oluşan LED matrisleri oluşturulurken birleşik veya karışık bir bağlantı kullanılır. Bunların en ünlüsü COB matrisleridir.

LED'lerin bir matriste birleşik bağlantı şeması: "standart" - her birinde 4 kristalin seri zincirleri paralel olarak bağlanır ve bir güç kaynağına bağlanır, "hibrit" - kristaller, bu durumda, 8 adet, seri olarak bağlanır / bir güç kaynağına paralel.

Kombine açma ile besleme gerilimi ve çalışma akımı, nominal çalışma akımlarından daha az olacaktır. Sadece bu koşul altında, matris az çok uzun süre çalışacaktır. Nominal akımda, en zayıf halka hızla yanar ve geri kalanı yavaş yavaş yanar. Seri zincirlerde kopmalar ve paralel zincirlerde kısa devre ile sona erecektir.

220 V ağa bir ışık yayan diyot bağlama

LED'i doğrudan 220 V'tan bir akım sınırı ile beslerseniz, pozitif bir yarım dalga ile parlayacak ve negatif olanla sönecektir. Ancak bu, yalnızca p-n bağlantısının ters voltajının 220 V'tan çok daha fazla olduğu durumda geçerlidir. Genellikle 380-400 V bölgesindedir.

Açmanın ikinci yolu, bir söndürme kapasitörüdür.

Şebeke voltajı, VD1-VD4 diyotlarındaki "köprüye" uygulanır. Kondansatör C1, 215-217 V civarında "sönecek". Gerisi düzelecek. C2 kondansatörü ile filtrelendikten sonra LED'e sabit bir voltaj uygulanır. Diyottan geçen akımı bir dirençle sınırlamayı unutmayın.

Başka bir bağlantı şeması, bir diyot üzerinde yarım dalga doğrultucu ve 30 kOhm'luk bir sınırlayıcı dirence sahiptir.

DİKKAT! 220 V şebekeye doğrudan bağlanan çoğu devrenin ciddi bir dezavantajı vardır - yüksek voltaj - 220 V ile insan yaralanması için tehlikelidir. Bu nedenle, tüm akım taşıyan parçaların dikkatli bir şekilde yalıtılmasıyla dikkatli bir şekilde kullanılmaları gerekir.

LED'i 220 V ağa bağlama hakkında ayrıntılı bilgi burada açıklanan.

Bir güç kaynağından diyotlara nasıl güç verilir

En popüler trafosuz anahtarlamalı güç kaynakları (PSU'lar), akım, kısa devre, aşırı ısınma vb. için 12 V koruma sağlar.

Bu nedenle, LED'ler seri olarak bağlanır ve akımları geleneksel bir dirençle sınırlıdır. Zincir 3 veya 6 diyot içerir. Sayıları diyotun ileri voltajı ile belirlenir. Akım sınırlaması için toplamları, PSU'nun çıkış voltajından 0,5-1 V daha az olmalıdır.

Ayrıca okuyun

Bir LED'i 12 volta bağlama

 

RGB ve COB LED'lerini bağlamanın özellikleri

Kısaltmalı LED'ler RGB - Bunlar, farklı renklerde polikrom veya çok renkli ışık yayıcılardır. Çoğu, her biri farklı bir renk yayan üç LED kristalinden birleştirilir.Böyle bir montaja renk üçlüsü denir.

Bir RGB LED'in bağlanması, geleneksel LED'lerle aynı şekilde yapılır. Böyle çok renkli bir ışık kaynağının her durumda bir kristal vardır: Kırmızı - kırmızı, Yeşil - yeşil ve Mavi - mavi. Her LED'in kendi çalışma voltajı vardır:

• mavi - 2,5 ila 3,7 V;
• yeşil - 2,2 ila 3,5 V;
• kırmızı - 1,6 ila 2,03 V.

Kristaller birbirine farklı şekillerde bağlanabilir:

• ortak bir katot ile, yani üç katot birbirine ve kasa üzerinde ortak bir terminal ile bağlanır ve anotların her birinin kendi terminali vardır;
• ortak bir anotla - sırasıyla, tüm anotlar için çıktı ortaktır ve katotlar bireyseldir;
• bağımsız pin çıkışı - her anot ve katodun kendi çıkışı vardır.

Bu nedenle akım sınırlayıcı dirençlerin değerleri farklı olacaktır.

RGB-LED kristallerinin şemaya göre ortak bir katot ile bağlanması.

"Ortak bir anotla" bağlantı.

Her iki durumda da diyot kasasında 4 kablo ucu, SMD LED'lerde pedler veya piranha kasasında bir pim bulunur.

Bağımsız LED'ler olması durumunda 6 çıkış olacaktır.

Durumunda SMD5050 LED kristalleri aşağıdaki gibi düzenlenmiştir:

Çok renkli olması durumunda 3 bağımsız yeşil, kırmızı ve mavi kristal. Bu nedenle, direnç değerlerini hesaplarken, her rengin kendi diyot voltajına sahip olduğunu unutmayın.

COB LED'lerini bağlama

COB kısaltması, chip-on-board İngilizce ifadesinin ilk harfleridir. Rusça'da - tahtada bir element veya bir kristal olacak.

Kristaller, ısı ileten safir veya silikon substrat üzerine yapıştırılır veya lehimlenir. Doğru elektrik bağlantılarını kontrol ettikten sonra kristaller sarı bir fosforla doldurulur.

COB LED'leri - bunlar, yarı iletken p-n bağlantılarının bir araya getirilmesiyle gruplar halinde bağlanan onlarca veya yüzlerce kristalden oluşan matris yapılarıdır. Gruplar, sayıları LED matrisinin besleme voltajına karşılık gelen sıralı LED zincirleridir. Örneğin, 9 V'ta bunlar 3 kristal, 12 V - 4'tür.

Ayrıca okuyun

Arduino kartına LED nasıl bağlanır

 

Seri bağlı zincirler paralel bağlanır. Böylece matrisin gerekli gücü elde edilir. Mavi parıltılı kristaller sarı fosforla doldurulur. Mavi ışığı yeniden sarıya yayarak beyaz yapar.

Işık kalitesi, yani renk oluşturma üretim sürecinde fosforun bileşimini düzenler. Bir ve iki bileşenli fosfor, spektrumda 2-3 emisyon çizgisine sahip olduğu için düşük kalite verir. Üç ve beş bileşenli - oldukça kabul edilebilir renk üretimi. 85-90 Ra'ya kadar ve hatta daha yüksek olabilir.

Bu tip ışık yayıcıların bağlanması sorun yaratmaz. Standart bir akım kaynağı tarafından desteklenen normal güçlü bir LED olarak açılırlar. Örneğin, 150, 300, 700 mA. COB matrislerinin üreticisi, bir marjla mevcut kaynakları seçmenizi önerir. COB matrisli bir armatürü devreye alırken yardımcı olacaktır.