Как к 220 подключить светодиоды: Подключение светодиода к сети 220 В

Подключение светодиода к сети 220 В

Сегодня будем рассматривать один из интереснейших вопросов — подключение светодиода к сети 220 В. В принципе, данная система достаточно проста и в этом нет ничего сложного.

Как правило, для подключения светодиодов используют драйверы. Но если Вам необходимо подключить только один светодиод, то использование таких драйверов просто-напросто нецелесообразно.

Т.к. светодиод — это полупроводниковый «прибор», то сопротивление полупроводника нелинейное, т.е., если смотреть более «кухарским» языком — нелинейно зависит от величины приложенного напряжения. Соответственно, для того, чтобы подключить светодиод к сети 220 В необходимо применять резистор.

При использовании постоянного напряжения можно применять только резистор. Если применять переменное напряжение, то можно использовать конденсатор и катушку индуктивности. Вдаваться в подробности полупериод и передачу-накопление энергии в полупериод не буду, т.к. это не та статья, где надо забивать голову этим.

Подключение светодиода к сети 220 В — простейшие схемы

---

В данном разделе будем рассматривать схемы, которые можно самостоятельно и быстро воплотить в жизнь, для того, чтобы выполнить подключение светодиода к сети 220 В самостоятельно.

Подключение светодиода к 220 В с использованием резистора — схема

---

Выше вы можете видеть схему, которая используется повсеместно в цепях индикации. Т.е. если Вы разберете выключатель со светодиодной подсветкой, то обязательно увидите именно такую схему подключения светодиодов к сети 220 В. Такое соединение к 220 В у светодиода не только в выключателях. но и в индикации чайника, утюга и т.п. электротехнических устройствах. Мало того, что это самая простая схема подключения светодиодов к сети 220 В, так она еще и самая надежная.

Схема — подключение светодиода к сети 220 В при помощи резистора и диода

---

Для защиты светодиода используют схему подключения встречно-параллельного обычного диода.

Для чего в этой схеме надо использовать диод? А все просто… В проводящий полупериод на светодиоде напряжение снижается до 3В. В момент когда он заперт (непроводящий полупериод) к его выводам прикладывается обратное полное действующее напряжение 220 В, амплитуда которого может достигать аж 310 В. А это, само-собой влечет возможность вывода из строя светодиод. Но… Если мы создадим путь протекания тока в непроводимый полупериод времени, то амплитуда обратного напряжения будет снижена. Именно для этого и применяется шунтирующий диод, показанный на схеме. В общем, если Вы хотите, чтобы Ваш светодиод при подключении к сети 220 В с резистором не погорел синем пламенем, используйте диод.

Схема — подключение светодиода к сети 220 В с диодом подключенным не встречно-параллельно

---

Существует возможность подключать ограничительный диод и не встречно-параллельно.

По сравнению с предыдущей схемой мы можем видеть, что ток протекает через резистор в 2 раза меньше. А это означает, что на нем выделится мощности ровно в 4 раза меньше.

Отрицательная сторона такого подключения светодиода к 220 В

К защитному диоду прикладывается ПОЛНОЕ напряжение сети, поэтому абы какой диод мы тут установить не можем. Для этого нам необходимо подобрать диод с обратным напряжением не менее 440 В — 1N4007.

Развенчаю домыслы многих радиолюбителей… В отрицательные полупериоды светодиод будет находиться в состоянии электрического пробоя! Но благодаря тому, что сопротивление p-n перехода защитного диода велико, тока будет недостаточно, чтобы вывести его из строя.

Электробезопасность при подключении светодиода к сети 220 В

---

Не забываем, что любая простая схема подключения светодиода к 220 В при прикосновении к ней человека может привести к негативным последствиям. Поэтому, дабы обезопасить себя и возможно детей от высокого напряжения необходимо поделить номинал резистора по полам и определить его на обе «линии».

Данное видоизменение используйте не только к такому типу подключения светодиодов, но и на ВСЕ схемы, где вы будете подключать светодиоды к сети 220 В без специальных устройств в виде драйвера.

Схема — подключение светодиода к сети 220 В при помощи аналогичного светодиода

---

Если подходящего диода нет, то подойдет и светодиод, с аналогичными характеристиками, для подключения его встречно-параллельно.

После того, как соберете данную схему, будет казаться, что в момент подключения оба светодиода будут светиться. Однако, это ошибочное представление, т.к. они мерцают с частотой в 50 Гц.

Светодиоды работают в противофазе. Когда первый работает, второй гаснет.

Здесь Вам стоит отметить следующее:

1. Ток протекает через оба полупериода
2. Ток протекает через резистор

Соответственно и номинал резистора стоит снизить вдвое.

Подключение светодиода к сети 220 В с применением конденсатора

---

Конденсатор обладает реактивным сопротивлением переменному току. Если перевести на обывательский язык, то он не»ест» активную мощность, как это делает резистор, а соответственно и не нагревается. Постоянный ток не пропускается и является своеобразным сопротивлением, которое с легкостью приравнивается к разрыву цепи. Любые конденсаторы, которые вы будете использовать в своих схемах должны быть не менее 400 В.

Подключение светодиода с одним конденсатором

---

При подаче переменного напряжения на конденсатор через него будет течь ток. Сопротивление его будет обратно пропорционально зависеть от частоты. Т.е. с ростом частоты сопротивление будет падать. Сопротивление также зависит и от емкости.

Основной минус такой схемы в том, что в момент подключения к сети 220 В протекает большой ток. Величина которого может в несколько раз превышать номинальный ток светодиода, естественно из-за чего светоизлучающий диод может выйти из строя.

Подключение светодиода к сети 220 В с использованием конденсатора и резистора

---

Чем больше емкость конденсатора, тем выше значение тока в момент включения. Чтобы защитить светодиод следует использовать резистор, подключенный последовательно с конденсатором.

Если Вы будете рассчитывать номинал резистора, емкость конденсатора, то сможете понять, что данная схема просто нерентабельна из-за большой потери мощности.

Однако, мы тут рассматриваем различные возможности подключения светодиода к сети 220 В, а не их применение.

В общем, я попытался Вам показать все возможные варианты подключения светодиодов к сети 220 В. Может чего-то не хватает — пишите в комментариях, добавлю.

Как подключить светодиод к сети 220в : схема включения

На чтение 9 мин Просмотров 1к. Опубликовано 01.11.2020
Обновлено 01.11.2020

Содержание

1. Способы подключения
2. Подключение с помощью резистора
3. Последовательное подключение диода с высоким обратным напряжением (400 В и более)
4. Шунтирование светодиода обычным диодом
5. Встречно-параллельное подключение двух светодиодов
6. С помощью конденсатора
7. Пример включения светодиода в выключатель света
8. Техника безопасности

Светодиоды в качестве источников света получили широкое распространение. Но они рассчитаны на низкое напряжение питания, а зачастую возникает необходимость включить светодиод в бытовую сеть 220 вольт. При небольших познаниях в электротехнике и умении выполнять несложные расчеты это возможно.

Способы подключения

Стандартные условия работы большинства светодиодов – напряжение 1,5-3,5 В и ток 10-30 мА. При пряом включении прибора в бытовую электросеть время его жизни составит десятые доли секунды. Все проблемы подключения светодиодов в сеть повышенного, по сравнению со штатным рабочим, напряжения, сводятся к тому, чтобы погасить излишек напряжения и ограничить ток, протекающий через светоизлучающий элемент. С этой задачей справляются драйверы – электронные схемы, но они достаточно сложны и состоят из большого числа компонентов. Их применение имеет смысл при питании светодиодной матрицы со множеством светодиодов. Для подключения одного элемента есть более простые пути.

Подключение с помощью резистора

Самый очевидный способ – подключить последовательно со светодиодом резистор. На нем упадет лишнее напряжение, и он ограничит ток.

Схема включения светодиода с балластным резистором.

Расчет этого резистора ведется в такой последовательности:

1. Пусть имеется светодиод с номинальным током 20 мА и падением напряжения 3 В (фактические параметры надо посмотреть в справочнике). За рабочий ток лучше принять 80% от номинала – LED в облегченных условиях проживет дольше. Iраб=0,8 Iном=16 мА.
2. На добавочном сопротивлении упадет напряжение питающей сети за вычетом падения напряжения на светодиоде. Uраб=310-3=307 В. Очевидно, что практически все напряжение будет на резисторе.

1. Значение добавочного сопротивления находится по закону Ома: R=Uраб/ Iраб. Так как ток выбран в миллиамперах, то сопротивление будет в килоомах: R=307/16= 19,1875. Ближайшее значение из стандартного ряда – 20 кОм.
2. Чтобы найти мощность резистора по формуле P=UI, надо рабочий ток умножить на падение напряжения на гасящем сопротивлении. При номинале в 20 кОм средний ток будет составлять 220 В/20 кОм=11 мА (здесь можно учитывать действующее напряжение!), и мощность составит 220В*11мА=2420 мВт или 2,42 Вт. Из стандартного ряда можно выбрать резистор мощностью 3 Вт.

Резистор мощностью 3 Вт.

Так можно подключать цепочку из последовательно соединенных светодиодов. При расчетах надо умножить падение напряжения на одном элементе на их общее количество.

Последовательное подключение диода с высоким обратным напряжением (400 В и более)

У описанного способа есть существенный недостаток. Светодиод, как любой прибор на основе p-n перехода, пропускает ток (и светится) при прямой полуволне переменного тока. При обратной полуволне он заперт. Его сопротивление велико, намного выше балластного сопротивления. И сетевое напряжение амплитудой 310 В, приложенное к цепочке, упадет большей частью на светодиоде. А он не рассчитан на работу в качестве высоковольтного выпрямителя, и может довольно скоро выйти из строя. Для борьбы с этим явлением часто рекомендуют последовательно включать дополнительный диод, выдерживающий обратное напряжение.

Схема включения с дополнительным диодом.

На самом деле при таком включении приложенное обратное напряжение разделится примерно пополам между диодами, и LED будет чуть легче при падении на нем около 150 В или немного меньше, но судьба его будет все равно печальной.

Шунтирование светодиода обычным диодом

Намного более эффективна такая схема включения:

Схема с дополнительным диодом.

Здесь светоизлучающий элемент включен встречно и параллельно дополнительному диоду. При отрицательной полуволне дополнительный диод откроется, и все напряжение окажется приложенным к резистору. Если расчет, проведенный ранее, был верным, то сопротивление не будет перегреваться.

Встречно-параллельное подключение двух светодиодов

При изучении предыдущей схемы не может не прийти мысль – зачем использовать бесполезный диод, когда его можно заменить таким же светоизлучателем? Это верное рассуждение. И логически схема перерождается в следующий вариант:

Схема с дополнительным светодиодом.

Здесь в качестве защитного элемента использован такой же светодиод. Он защищает первый элемент при обратной полуволне и при этом излучает. При прямой полуволне синусоиды светодиоды меняются ролями. Плюсом схемы является полное использование возможностей источника питания. Вместо одиночных элементов можно включать цепочки светодиодов в прямом и обратном направлениях. Для расчета можно использовать тот же принцип, но падение напряжения на светодиодах умножается на их количество, установленное в одном направлении.

С помощью конденсатора

Вместо резистора можно применить конденсатор. В цепи переменного тока он ведет себя в определенной мере как резистор. Его сопротивление зависит от частоты, но в бытовой сети этот параметр неизменен. Для расчета можно взять формулу Х=1/(2*3,14*f*C), где:

• X – реактивное сопротивление конденсатора;
• f – частота в герцах, в рассматриваемом случае равна 50;
• С – емкость конденсатора в фарадах, для пересчета в мкФ использовать коэффициент 10^-6.

На практике используют формулу:

С=4,45*Iраб/(U-Uд), где:

• С – необходимая емкость в мкФ;
• Iраб — рабочий ток светодиода;
• U-Uд — разница между напряжением питания и падением напряжения на светоизлучающем элементе – имеет практическое значение при применении цепочки светодиодов. При использовании одного светодиода можно с достаточной точностью принять значение U равным 310 В.

Применять конденсаторы можно с рабочим напряжением не менее 400 В. Расчетные значения для токов, характерных для подобных схем, приведены в таблице:

Рабочий ток, мА	10	15	20	25
Емкость балластного конденсатора, мкФ	0,144	0,215	0,287	0,359

Получившиеся значения достаточно далеки от стандартного ряда емкостей. Так, для тока 20 мА отклонение от номинала 0,25 мкФ составит 13%, а от 0,33 мкФ – 14%. Резистор можно подобрать гораздо точнее. Это является первым недостатком схемы. Второй уже упоминался – конденсаторы на 400 и выше В имеют довольно крупные размеры. И это еще не все. При использовании балластной емкости схема обрастает дополнительными элементами:

Схема включения с балластным конденсатором.

Сопротивление R1 устанавливается в целях безопасности. Если схему запитать от 220 В, а потом отключить от сети, то конденсатор не разрядится – без этого резистора цепь разрядного тока будет отсутствовать. При случайном касании выводов емкости легко получить поражение электрическим током. Сопротивление этого резистора можно выбрать в несколько сотен килоом, в рабочем состоянии он зашунтирован емкостью и на работу схемы не влияет.

Резистор R2 нужен для ограничения броска зарядного тока конденсатора. Пока емкость не заряжена, она не будет служить ограничителем тока, и за это время светодиод может успеть выйти из строя. Здесь надо выбрать номинал в несколько десятков Ом, на работу схемы он также не будет иметь влияния, хотя его можно учесть при расчете.

Пример включения светодиода в выключатель света

Один из распространенных примеров практического использования светодиода в цепи 220 В – индикация выключенного состояния бытового выключателя и облегчения поиска его местоположения в темноте. Светодиод здесь работает при токе около 1 мА – свечение будет неярким, но заметным в темноте.

Схема индикации состояния выключателя.

Здесь лампа служит дополнительным ограничителем тока при разомкнутом положении выключателя, и возьмет на себя небольшую долю обратного напряжения. Но основная часть обратного напряжения приложена к резистору, поэтому светодиод здесь относительно защищен.

Техника безопасности

Технику безопасности при работе в действующих установках регламентируют Правила охраны труда при эксплуатации электроустановок. На домашнюю мастерскую они не распространяются, но их основные принципы при подключении светодиода к сети 220 В надо учесть. Главное правило безопасности при работе с любой электроустановкой – все работы надо выполнять при снятом напряжении, исключив ошибочное или непроизвольное, несанкционированное включение. После отключения выключателя отсутствие напряжения надо проверить тестером. Все остальное – применение диэлектрических перчаток, ковриков, наложение временных заземлений и т.п. трудновыполнимо в домашних условиях, но надо помнить, что мер безопасности мало не бывает.

Как подключить светодиод к 220в: схема подключения

1. Способы подключения

1.1. Соединение с резистором

1.2. Последовательное включение диодов с высоким обратным напряжением (400 В и более)

1.3. Шунтирование светодиода обычным диодом

1.4. Два светодиода параллельно

1.5. С конденсатором

2. Пример подключения светодиода в выключатель света

3. Техника безопасности

Светодиоды в качестве источников света широко используются. Но они рассчитаны на низковольтное питание, и часто возникает необходимость включения светодиода в бытовую сеть 220 вольт. Имея небольшие познания в электротехнике и умение выполнять несложные расчеты, это возможно.

Способы подключения

Стандартные условия эксплуатации для большинства светодиодов — напряжение 1,5-3,5 В и ток 10-30 мА. При прямом подключении устройства к бытовой электросети время его жизни составит десятую долю секунды. Все проблемы подключения светодиодов в сеть повышенного по сравнению с нормальным рабочим напряжением, сводятся к погашению избыточного напряжения и ограничению тока, протекающего через светоизлучающий элемент. Драйверы — электронные схемы — справляются с этой задачей, но они достаточно сложны и состоят из большого количества компонентов. Их использование имеет смысл при питании светодиодной матрицы с множеством светодиодов. Есть более простые способы соединения одного элемента.

Соединение с резистором

Самый очевидный способ — подключить резистор последовательно со светодиодом. Этот резистор будет нести дополнительное напряжение и ограничивать ток.

Схема соединения светодиода с балластным резистором.

Расчет этого резистора производится в такой последовательности:

1. Предположим, имеется светодиод с номинальным током 20 мА и падением напряжения 3 В (фактические параметры следует посмотреть в справочнике). По рабочему току лучше брать 80% от номинального — светодиод в освещенных условиях проживет дольше. Iраб=0,8 Iном=16 мА.
2. На дополнительном резисторе будет падение напряжения в питающей линии минус падение напряжения на светодиоде. Uраб=310-3=307 В. Понятно, что почти все напряжение будет на резисторе.

Важно! При расчете следует использовать не действующее напряжение сети (220 В), а пиковое напряжение 310 В.

1. Величина добавочного сопротивления определяется по закону Ома: R=Uраб/Iраб. Поскольку ток выбран в миллиамперах, сопротивление будет в килоомах: R=307/16= 19.1875. Ближайшее значение из стандартного диапазона – 20 кОм.
2. Чтобы найти мощность резистора по формуле P=UI, необходимо умножить рабочий ток на падение напряжения на гасящем резисторе. При номинале 20кОм средний ток будет 220В/20кОм=11мА (здесь можно учесть действующее напряжение!), а мощность будет 220В*11мА=2420мВт или 2,42Вт. Из стандартного ассортимента можно выбрать резистор на 3 Вт.

Важно! Этот расчет упрощен, он не учитывает падение напряжения на светодиоде и его сопротивление в открытом состоянии, но для практических целей точности достаточно.

Резистор мощностью 3 Вт.

Можно последовательно соединить цепочку светодиодов. При расчете умножьте падение напряжения одного элемента на общее количество элементов.

Последовательное соединение диода с высоким обратным напряжением (400 В и более)

Этот способ имеет существенный недостаток. Светодиод, как и любой прибор на p-n переходе, пропускает ток (и светится) на прямой полуволне переменного тока. В обратной полуволне он заперт. Его сопротивление высокое, намного выше балластного сопротивления. А приложенное к схеме сетевое напряжение амплитудой 310В будет приходиться большей частью на светодиод. И он не предназначен для работы в качестве высоковольтного выпрямителя и довольно скоро может выйти из строя. Для борьбы с этим явлением часто рекомендуют включать последовательно дополнительный диод, выдерживающий обратное напряжение.

Схема включения с дополнительным диодом.

На самом деле при таком включении подаваемое обратное напряжение будет делиться примерно пополам между диодами, и светодиод будет чуть светлее при падении порядка 150 В или чуть меньше, но судьба его все равно будет печальной.

Шунтирование светодиода обычным диодом

Эта схема намного эффективнее:

Схема с дополнительным диодом.

Здесь светоизлучающий элемент включен против и параллельно дополнительному диоду. На отрицательной полуволне дополнительный диод откроется и все напряжение будет подано на резистор. Если расчет, сделанный ранее, был правильным, то резистор не будет перегреваться.

Параллельное соединение двух светодиодов

При изучении предыдущей схемы невольно думаешь — зачем использовать бесполезный диод, когда можно заменить его таким же излучателем света? Это правильное рассуждение. И логически схема перерождается в следующей версии:

Схема с дополнительным светодиодом.

Здесь в качестве защитного элемента используется тот же светодиод. Он защищает первый элемент во время обратной полуволны и при этом излучает. На правой полуволне синусоиды светодиоды меняются ролями. Положительной стороной схемы является полное использование источника питания. Вместо одиночных элементов могут быть включены цепочки светодиодов в прямом и обратном направлениях. Для расчета можно использовать тот же принцип, но падение напряжения на светодиодах умножается на количество светодиодов, установленных в одном направлении.

Использование конденсатора

Вместо резистора можно использовать конденсатор. В цепи переменного тока он ведет себя как резистор. Его сопротивление зависит от частоты, но в бытовой схеме этот параметр постоянен. Для расчета можно использовать формулу X=1/(2*3,14*f*C), где:

• X реактивное сопротивление конденсатора;
• f — частота в герцах, в нашем случае это 50;
• C — емкость конденсатора в фарадах, для перевода в мкФ используйте коэффициент 10 ^-6 .

На практике используется формула:

Кл=4,45*Iраб/(U-Uд), где:

• Кл — требуемая емкость в мкФ;
• Iраб — рабочий ток светодиода;
• U-Ud — разница между напряжением питания и падением напряжения на светоизлучающем элементе — имеет практическое значение при использовании цепочки из светодиодов. Если используется один светодиод, можно с достаточной точностью принять значение U равным 310 В.

Конденсаторы могут применяться с рабочим напряжением не менее 400 В. Расчетные значения токов, характерных для таких цепей, приведены в таблице:

Operating current, mA	10	15	20	25
Capacitance of ballast capacitor, uF	0,144	0,215	0,287	0,359

The resulting значения довольно далеки от стандартного ряда емкости. Так, для тока 20 мА отклонение от 0,25 мкФ составляет 13 %, а от 0,33 мкФ — 14 %. Резистор можно подобрать гораздо точнее. Это первый недостаток схемы. О втором уже упоминалось — конденсаторы на 400 В и выше имеют довольно большие габариты. И это еще не все. При использовании балластного конденсатора схема обрастает дополнительными элементами:

Цепь с балластным конденсатором.

Сопротивление R1 установлено из соображений безопасности. Если схему запитать от сети 220 В, а затем отключить от сети, то конденсатор не разрядится — без этого резистора не будет цепи тока разряда. Если вы случайно коснетесь выводов конденсатора, легко получить удар током. Сопротивление этого резистора можно выбрать в несколько сотен кОм, в рабочем состоянии оно шунтируется емкостью и не влияет на работу схемы.

Резистор R2 нужен для ограничения броска зарядного тока конденсатора. Пока конденсатор не заряжен он не будет служить ограничителем тока и за это время светодиод может успеть выйти из строя. Здесь следует выбрать значение в несколько десятков Ом, оно также не окажет никакого влияния на работу схемы, хотя и может быть учтено при расчете.

Пример включения светодиода в выключатель освещения

Одним из распространенных примеров практического использования светодиода в цепи 220 В является индикация выключенного состояния бытового выключателя и облегчение поиска его местоположения в темноте. Светодиод здесь работает при токе около 1 мА — свечение будет не ярким, но в темноте будет заметно.

Цепь индикации состояния выключателя.

Здесь лампа служит дополнительным ограничителем тока при разомкнутом выключателе и будет принимать небольшую долю от обратного напряжения. Но основная часть обратного напряжения прикладывается к резистору, поэтому светодиод здесь относительно защищен.

Видео: ПОЧЕМУ НЕЛЬЗЯ устанавливать выключатель с подсветкой

Техника безопасности

Безопасность при работе на существующих установках регулируется правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок. Они не относятся к домашней мастерской, но их основные принципы следует учитывать при подключении светодиода к сети 220 В. Главное правило техники безопасности при работе с любой электроустановкой – все работы необходимо производить при отключенном напряжении, исключающем ошибочное или непреднамеренное, несанкционированное включение. После отключения автоматического выключателя отсутствие напряжения необходимо проверить тестером. Все остальное — использование диэлектрических перчаток, ковриков, наложение временного заземления и т.п. в домашних условиях реализовать сложно, но надо помнить, что мер безопасности недостаточно.

Как рассчитать и подключить светодиоды последовательно и параллельно

В этой статье вы узнаете, как рассчитать светодиоды последовательно и параллельно, используя простую формулу, и настроить свои собственные персонализированные светодиодные дисплеи, теперь вам не нужно просто задаваться вопросом, как подключить светодиодные фонари? но на самом деле может это сделать, подробности здесь.

Эти светильники известны не только своими ослепительными цветовыми эффектами, но и долговечностью и минимальным энергопотреблением.

Кроме того, светодиоды можно соединять группами, образуя большие буквенно-цифровые дисплеи, которые можно использовать в качестве индикаторов или рекламных объявлений.

Молодые любители электроники и энтузиасты часто задаются вопросом, как рассчитать светодиод и его резистор в цепи, поскольку им трудно оптимизировать напряжение и ток через группу светодиодов, необходимые для поддержания оптимальной яркости.

Содержание

Почему нам нужно рассчитать светодиоды

Проектирование светодиодных дисплеев может быть забавным, но очень часто мы просто думаем, как подключить светодиодные лампы? Узнайте с помощью формулы, насколько просто создавать собственные светодиодные дисплеи.

Мы уже знаем, что для свечения светодиода требуется определенное прямое напряжение (FV). Например, для красного светодиода потребуется FV 1,2 В, для зеленого светодиода потребуется 1,6 В, а для желтого светодиода около 2 В.

Все современные светодиоды рассчитаны на прямое напряжение примерно 3,3 В независимо от их цвета.

Но поскольку заданное напряжение питания светодиода будет в большинстве случаев выше, чем значение его прямого напряжения, добавление резистора ограничения тока со светодиодом становится обязательным.

Поэтому давайте узнаем, как можно рассчитать резистор ограничения тока для выбранного светодиода или серии светодиодов

Расчет резистора ограничения тока

Значение этого резистора можно рассчитать по приведенной ниже формуле:

R = ( напряжение питания VS – прямое напряжение светодиода VF) / ток светодиода I

Здесь R – рассматриваемый резистор в Омах

Vs – входное напряжение питания светодиода

VF – прямое напряжение светодиода, которое на самом деле является минимальным напряжением питания требуется светодиоду для освещения с оптимальной яркостью.

Если речь идет о последовательном соединении светодиодов, вам просто нужно заменить в формуле «прямое напряжение светодиодов» на «общее прямое напряжение», умножив FV каждого светодиода на общее количество светодиодов в серии. Предположим, что есть 3 светодиода последовательно, тогда это значение становится равным 3 x 3,3 = 9,9

Ток светодиода или I относится к номинальному току светодиода, он может варьироваться от 20 мА до 350 мА в зависимости от спецификации выбранного светодиода. Это должно быть преобразовано в ампер в формуле, поэтому 20 мА становится 0,02 А, 350 мА становится 0,35 А и так далее.

Как подключить светодиоды?

Чтобы понять это, давайте прочитаем следующее обсуждение:

Предположим, вы хотите разработать светодиодный дисплей, содержащий 90 светодиодов, с источником питания 12 В для питания этого 90 светодиодного дисплея.

Для оптимального согласования и настройки светодиода 90 с питанием 12 В вам необходимо соединить светодиоды последовательно и параллельно.

Для этого расчета нам потребуется рассмотреть 3 параметра, а именно:

1. Общее количество светодиодов, равное 90 в нашем примере
2. Прямое напряжение светодиодов, здесь мы считаем его равным 3 В для простоты расчета, обычно это будет 3,3 В
3. Вход питания, который составляет 12 В для данного примера

Прежде всего мы должны рассмотреть параметр последовательного соединения и проверить, сколько светодиодов может быть размещено в пределах заданного напряжения питания

Мы делаем это, разделив напряжение питания на 3 вольта.

Ответ будет, очевидно, = 4. Это дает нам количество светодиодов, которые можно разместить в источнике питания 12 В.

Однако приведенное выше условие может быть нежелательным, поскольку это ограничивало бы оптимальную яркость строгим питанием 12 В, а в случае снижения питания до некоторого более низкого значения это привело бы к снижению свечения светодиода.

Поэтому, чтобы обеспечить более низкий запас по крайней мере 2 В, было бы целесообразно удалить один светодиод из расчета и сделать его равным 3. питание было снижено до 10 В, но светодиоды все равно могли светиться достаточно ярко.

Теперь мы хотели бы узнать, сколько таких цепочек из 3 светодиодов можно составить из имеющихся у нас 90 светодиодов? Следовательно, разделив общее количество светодиодов (90) на 3, мы получим ответ, равный 30. Это означает, что вам нужно будет припаять 30 рядов светодиодных цепочек или цепочек, по 3 светодиода в каждой цепочке. Это довольно легко, верно?

После того, как вы закончите сборку упомянутых 30 цепочек светодиодов, вы, естественно, обнаружите, что каждая цепочка имеет свои положительные и отрицательные свободные концы.

Затем подключите рассчитанное значение резисторов, как описано в предыдущем разделе, к любому из свободных концов каждой серии, вы можете подключить резистор к положительному или отрицательному концу цепочки, положение не имеет значения. поскольку резистор просто должен соответствовать серии, вы можете даже включить некоторые из них между сериями светодиодов. Используя более раннее значение, мы находим резистор для каждой цепочки светодиодов: напряжение VF) / ток светодиода

= 12 — (3 x 3) / 0,02 = 150 Ом

Предположим, мы подключаем этот резистор к каждому отрицательному концу светодиодной цепочки.

• После этого вы можете начать соединять общие положительные концы светодиодов вместе, а отрицательные концы или концы резисторов каждой серии вместе.
• Наконец, подайте 12 В на эти общие концы, соблюдая правильную полярность. Вы сразу обнаружите, что весь дизайн ярко светится с одинаковой интенсивностью.
• Вы можете выровнять и организовать эти цепочки светодиодов в соответствии с дизайном дисплея.

Нечетное количество светодиодов

Может возникнуть ситуация, когда светодиодный экран содержит нечетное количество светодиодов.

Например, предположим, что в приведенном выше случае вместо 90, если бы дисплей состоял из 101 светодиода, то, учитывая 12В в качестве питания, становится довольно неудобной задачей разделить 101 на 3.

Итак, мы находим ближайшее значение, которое делится на 3, что равно 99. Разделив 99 на 3, мы получим 33.

Таким образом, расчет для этих 33 цепочек светодиодов будет таким же, как описано выше, но как насчет оставшихся двух светодиодов? Не беспокойтесь, мы все еще можем сделать цепочку из этих двух светодиодов и соединить ее параллельно с оставшимися 33 цепочками.

Однако, чтобы убедиться, что цепочка из 2 светодиодов потребляет равномерный ток, как и остальные 3 цепочки светодиодов, мы соответствующим образом рассчитываем последовательный резистор.

В формуле мы просто меняем общее прямое напряжение, как показано ниже:

R = (напряжение питания VS – прямое напряжение светодиода VF) / ток светодиода

= 12 — (2 x 3) / 0,02 = 300 Ом

Это дает нам значение резистора специально для цепочки из 2 светодиодов.

Таким образом, у нас есть 150 Ом для всех цепочек из 3 светодиодов и 300 Ом для цепочки из 2 светодиодов.

Таким образом, вы можете отрегулировать цепочки светодиодов с несовпадающим количеством светодиодов, включив соответствующий компенсирующий резистор последовательно с соответствующими цепочками светодиодов.

Таким образом, проблема легко решается путем изменения номинала резистора для остальных меньших серий.

На этом мы завершаем наше руководство о том, как соединить светодиоды последовательно и параллельно для любого заданного количества светодиодов, используя указанное напряжение питания. Если у вас есть какие-либо вопросы, пожалуйста, используйте поле для комментариев, чтобы решить их.

Расчет светодиодов в последовательном параллельном соединении на плате дисплея

До сих пор мы узнали, как светодиоды могут быть соединены или рассчитаны последовательно и параллельно.

В следующих параграфах мы рассмотрим, как спроектировать большой цифровой светодиодный дисплей, соединяя светодиоды последовательно и параллельно.

В качестве примера мы создадим цифровой дисплей «8» с помощью светодиодов и посмотрим, как он подключен.

Необходимые детали

Для сборки вам потребуются следующие электронные компоненты:
КРАСНЫЙ СВЕТОДИОД 5 мм. = 56 шт.
РЕЗИСТОР = 180 ОМ ¼ ВАТТ CFR,
ПЛАТА ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ = 6 НА 4 ДЮЙМА

Как рассчитать и сконструировать светодиодный дисплей?

Конструкция схемы отображения этого числа очень проста и выполняется следующим образом:

Вставьте все светодиоды в плату общего назначения; следуйте ориентациям, как показано на принципиальной схеме.

Сначала припаяйте только один вывод каждого светодиода.

Выполнив это, вы обнаружите, что светодиоды не выровнены прямо и на самом деле закреплены довольно криво.

Прикоснитесь жалом паяльника к месту пайки светодиода и одновременно надавите на этот светодиод, чтобы его основание плотно прижалось к плате. Сделайте это для всех светодиодов, чтобы они выровнялись прямо.

Теперь закончите припаивать остальные непаянные выводы каждого из светодиодов. Аккуратно обрежьте их провода кусачками. По принципиальной схеме объедините плюсы всех серий светодиодов.

Подсоедините резисторы 180 Ом к отрицательным разомкнутым концам каждой серии. Снова соедините все свободные концы резисторов.

На этом построение светодиодного индикатора №8 заканчивается. Чтобы проверить это, просто подключите 12-вольтовый источник питания к общему плюсу светодиода и общему минусу резистора.

Цифра «8» должна мгновенно загореться в виде большого цифрового дисплея и быть узнаваемой даже с большого расстояния.

Советы по функционированию схемы

Чтобы четко понять, как спроектировать большой цифровой светодиодный дисплей, важно детально знать принцип работы схемы.

Глядя на схему, можно заметить, что весь дисплей разделен на 7 светодиодных серий «полос».

Каждая серия содержит группу из 4 светодиодов. Если мы разделим входные 12 вольт на 4, мы обнаружим, что каждый светодиод получает 3 вольта, которых достаточно, чтобы они ярко светились.