Содержание
Схемы подключения светодиодов к 220В и 12В
Рассмотрим способы включения лед диодов средней мощности к наиболее популярным номиналам 5В, 12 вольт, 220В. Затем их можно использовать при изготовлении цветомузыкальных устройств, индикаторов уровня сигнала, плавное включение и выключение. Давно собираюсь сделать плавный искусственный рассвет , чтобы соблюдать распорядок дня. К тому же эмуляция рассвета позволяет просыпаться гораздо лучше и легче.
Про подключение светодиодов к 12 и 220В читайте в предыдущей статье, рассмотрены все способы от сложных до простых, от дорогих до дешёвых.
Содержание
- 1. Типы схем
- 2. Обозначение на схеме
- 3. Подключение светодиода к сети 220в, схема
- 4. Подключение к постоянному напряжению
- 5. Самый простой низковольтный драйвер
- 6. Драйвера с питанием от 5В до 30В
- 7. Включение 1 диода
- 8. Параллельное подключение
- 9. Последовательное подключение
- 10. Подключение RGB LED
- 11.
Включение COB диодов
- 12. Подключение SMD5050 на 3 кристалла
- 13. Светодиодная лента 12В SMD5630
- 14. Светодиодная лента RGB 12В SMD5050
Типы схем
Схема подключения светодиодов бывает двух типов, которые зависят от источника питания:
- светодиодный драйвер со стабилизированным током;
- блок питания со стабилизированным напряжением.
В первом варианте применяется специализированный источник, который имеет определенный стабилизированный ток, например 300мА. Количество подключаемых LED диодов ограничено только его мощностью. Резистор (сопротивление) не требуется.
Во втором варианте стабильно только напряжение. Диод имеет очень малое внутреннее сопротивление, если его включить без ограничения Ампер, то он сгорит. Для включения необходимо использовать токоограничивающий резистор.
Расчет резистора для светодиода можно сделать на специальном калькуляторе.
Калькулятор учитывает 4 параметра:
- снижение напряжения на одном LED;
- номинальный рабочий ток;
- количество LED в цепи;
- количество вольт на выходе блока питания.
Разница кристаллов
Если вы используете недорогие LED элементы китайского производства, то скорее всего у них будет большой разброс параметров. Поэтому реальное значение Ампер цепи будет отличатся и потребуется корректировка установленного сопротивления. Чтобы проверить насколько велик разброс параметров, необходимо включить все последовательно. Подключаем питание светодиодов и затем понижаем напряжение до тех пор, когда они будут едва светиться. Если характеристики отличаются сильно, то часть LED будет работать ярко, часть тускло.
Это приводит к тому, что на некоторых элементах электрической цепи мощность будет выше, из-за этого они будут сильнее нагружены. Так же будет повышенный нагрев, усиленная деградация, ниже надежность.
Обозначение на схеме
Для обозначения на схеме используется две вышеуказанные пиктограммы. Две параллельные стрелочки указывают, что светит очень сильно, количество зайчиков в глазах не сосчитать.
Подключение светодиода к сети 220в, схема
Для подключения к сети 220 вольт используется драйвер, который является источником стабилизированного тока.
Схема драйвера для светодиодов бывает двух видов:
- простая на гасящем конденсаторе;
- полноценная с использованием микросхем стабилизатора;
Собрать драйвер на конденсаторе очень просто, требуется минимум деталей и времени. Напряжение 220В снижается за счёт высоковольтного конденсатора, которое затем выпрямляется и немного стабилизируется. Она используется в дешевых светодиодных лампах. Основным недостатком является высокой уровень пульсаций света, который плохо действует на здоровье. Но это индивидуально, некоторые этого вообще не замечают. Так же схему сложно рассчитывать из-за разброса характеристик электронных компонентов.
Полноценная схема с использованием специализированных микросхем обеспечивает лучшую стабильность на выходе драйвера. Если драйвер хорошо справляется с нагрузкой, то коэффициент пульсаций будет не выше 10%, а в идеале 0%.
Чтобы не делать драйвер своими руками, можно взять из неисправной лампочки или светильника, если проблема у них была не с питанием.
Если у вас есть более менее подходящий стабилизатор, но сила тока меньше или больше, то её можно подкорректировать с минимум усилий. Найдите технические характеристики на микросхему из драйвера. Чаще всего количество Ампер на выходе задаётся резистором или несколькими резисторами, находящимися рядом с микросхемой. Добавив к ним еще сопротивление или убрав один из них можно получить необходимую силу тока. Единственное нельзя превышать указанную мощность.
Подключение к постоянному напряжению
..
Далее будут рассмотрены схемы подключения светодиодов к постоянному напряжению. Наверняка у вас дома найдутся блоки питания со стабилизированный полярным напряжением на выходе. Несколько примеров:
- 3,7В – аккумуляторы от телефонов;
- 5В – зарядные устройства с USB;
- 12В – автомобиль, прикуриватель, бытовая электроника, компьютер;
- 19В – блоки от ноутбуков, нетбуков, моноблоков.
Самый простой низковольтный драйвер
Простейшая схема стабилизатора тока для светодиодов состоит из линейной микросхемы LM317 или его аналогов. На выходе таких стабилизаторов может быть от 0,1А до 5А. Основные недостатки это невысокий КПД и сильный нагрев. Но это компенсируется максимальной простотой изготовления.
Входное до 37В, до 1,5 Ампера для корпуса указанного на картинке.
Для рассчёта сопротивления, задающего рабочий ток используйте калькулятор стабилизатор тока на LM317 для светодиодов.
Драйвера с питанием от 5В до 30В
Если у вас есть подходящий источник питания от какой либо бытовой техники, то для включения лучше использовать низковольтный драйвер. Они бывают повышающие и понижающие. Повышающий даже из 1,5В сделает 5В, чтобы светодиодная цепь работала. Понижающий из 10В-30В сделает более низкое, например 15В.
В большом ассортименте они продаются у китайцев, низковольтный драйвер отличается двумя регуляторами от простого стабилизатора Вольт.
Реальная мощность такого стабилизатора будет ниже, чем указал китаец. У параметрах модуля пишут характеристику микросхемы и не всей конструкции. Если стоит большой радиатор, то такой модуль потянет 70% — 80% от обещанного. Если радиатора нет, то 25% — 35%.
Особенно популярны модели на LM2596, которые уже прилично устарели из-за низкого КПД. Еще они сильно греются, поэтому без системы охлаждения не держат более 1 Ампера.
Более эффективны XL4015, XL4005, КПД гораздо выше. Без радиатора охлаждения выдерживают до 2,5А. Есть совсем миниатюрные модели на MP1584 размером 22мм на 17мм.
Включение 1 диода
Чаще всего используются 12 вольт, 220 вольт и 5В. Таким образом делается маломощная светодиодная подсветка настенных выключателей на 220В. В заводских стандартных выключателях чаще всего ставится неоновая лампа.
Параллельное подключение
При параллельном соединении желательно на каждую последовательную цепь диодов использовать отдельный резистор, чтобы получить максимальную надежность.
Другой вариант, это ставить одно мощное сопротивление на несколько LED. Но при выходе одного LED из строя увеличится ток на других оставшихся. На целых будет выше номинального или заданного, что значительно сократит ресурс и увеличит нагрев.
Рациональность применений каждого способа рассчитывают исходя из требований к изделию.
Последовательное подключение
Последовательное подключение при питании от 220в используют в филаментных диодах и светодиодных лентах на 220 вольт. В длинной цепочке из 60-70 LED на каждом падает 3В, что и позволяет подсоединять напрямую к высокому напряжению. Дополнительно используется только выпрямитель тока, для получения плюса и минуса.
Такое соединение применяют в любой светотехнике:
- светодиодные лампах для дома;
- led светильники;
- новогодние гирлянды на 220В;
- светодиодные ленты на 220.
В лампах для дома обычно используется до 20 LED включенных последовательно, напряжение на них получается около 60В.
Максимальное количество используется в китайских лампочках кукурузах, от 30 до 120 штук LED. Кукурузы не имеют защитной колбы, поэтому электрические контакты на которых до 180В полностью открыты.
Соблюдайте осторожность, если видите длинную последовательную цепочку, к тому же на них не всегда есть заземление. Мой сосед схватил кукурузу голыми руками и потом рассказывал увлекательные стихи из нехороших слов.
Подключение RGB LED
Маломощные трёхцветные RGB светодиоды состоят из трёх независимых кристаллов, находящихся в одном корпусе. Если 3 кристалла (красный, зеленый, синий) включить одновременно, то получим белый свет.
Управление каждым цветом происходит независимо от других при помощи RGB контроллера. В блоке управления есть готовые программы и ручные режимы.
Включение COB диодов
Схемы подключения такие же, как у однокристальных и трехцветных светодиодов SMD5050, SMD 5630, SMD 5730. Единственное отличие, вместо 1 диода включена последовательная цепь из нескольких кристаллов.
Мощные светодиодные матрицы имеют в своём составе множество кристаллов включенных последовательно и параллельно. Поэтому питание требуется от 9 до 40 вольт, зависит от мощности.
Подключение SMD5050 на 3 кристалла
От обычных диодов SMD5050 отличается тем, что состоит из 3 кристаллов белого света, поэтому имеет 6 ножек. То есть он равен трём SMD2835, сделанным на этих же кристаллах.
При параллельном включении с использованием одного резистора надежность будет ниже. Если один их кристаллов выходит из строя, то увеличивается сила тока через оставшиеся 2. Это приводит к ускоренному выгоранию оставшихся.
При использовании отдельного сопротивления для каждого кристалла, выше указанный недостаток устраняется. Но при этом в 3 раза возрастает количество используемых резисторов и схема подключения светодиода становится сложней. Поэтому оно не используется в светодиодных лентах и лампах.
Светодиодная лента 12В SMD5630
Наглядным примером подключения светодиода к 12 вольтам является светодиодная лента.
Она состоит из секций по 3 диода и 1 резистора, включенных последовательно. Поэтому разрезать её можно только в указанных местах между этими секциями.
Светодиодная лента RGB 12В SMD5050
В RGB ленте используется три цвета, каждый управляется отдельно, для каждого цвета ставится резистор. Разрезать можно только по указанному месту, чтобы в каждой секции было по 3 SMD5050 и она могла подключатся к 12 вольт.
|
|
|
Сообщений: 481 Репутация:
(Сообщение последний раз редактировалось: 10-09-2021, 20:22 Maestro.
Есть в схеме две цепочки светодиодов, по одной на каждом из полупериодов линии питания переменного тока. Важно размещать светодиоды, работающие в противоположных полупериодах, рядом друг с другом, чтобы не было заметного мерцания. Первое, что находится в цепи входа линии переменного тока 220 В — это предохранитель. Даже не один предохранитель, а два, потому что R1 — плавкий резистор. Всех очень беспокоит электрическая и пожарная безопасность, особенно когда речь идет об устройствах, работающих от сети переменного тока 220 В. В нормальном режиме работы, через некоторое время после подачи питания на схему, напряжение переменного тока от линии питания проходит R1, резистор 120 Ом, включенный последовательно с конденсатором 0,47 мкФ и параллельную цепь 24 В. MOV (металлооксидный варистор) и светодиоды, включенные последовательно с резистором на 120 Ом. R1, плавкий резистор, ограничивает максимальный ток при включении, в то время как 24-вольтный MOV ограничивает напряжение, подаваемое на светодиоды, последовательно соединенные с резистором 120 Ом. MOV не работает в нормальном режиме, но иногда при подаче питания защищает светодиоды от бросков тока. Для теста проверили схему, закоротив R1 и подав питание — в результате несколько светодиодов были повреждены. Среднеквадратичный ток через входную цепь примерно равен входному напряжению, деленному на последовательное сопротивление. Сопротивление равно квадратному корню из квадрата сопротивления плюс реактивное сопротивление C1 в квадрате. Реактивное сопротивление C1 равно 1 / (6,28 x 50 x 0,000,000,47) = 6,778 Ом. Это очень велико по сравнению с сопротивлением, которое составляет 120 Ом R1, поэтому на практике можем сказать, что ток равен входному напряжению, деленному на реактивное сопротивление (6,8 кОм) C1. В приведенном выше расчете пренебрегаем падением напряжения на светодиодах, чтобы упростить расчет, но можно принять во внимание и это дополнительное падение. Среднеквадратичный ток в амперах равен 240 VRMS / 6,8 кОм = 35 миллиампер RMS. Средний ток составляет 89% от действующего значения, или 31 мА. Учитывая, что любой данный светодиод горит только в течение половины цикла питания переменного тока, средний ток через светодиоды будет примерно 15 мА. При проектировании устройства для работы в течение многих лет рекомендуется снизить ток, чтобы световой поток не упал до непригодного для использования уровня слишком быстро. Ключевые компоненты безопасности — это C1, R1 и F1. C1 — конденсатор типа X. Конденсаторы типа X соответствуют определенным требованиям безопасности и предназначены для безопасного использования в сети переменного тока. Конденсаторы других типов могут выйти из строя из-за постоянного напряжения сети на нем, и когда они выйдут из строя, результаты могут быть печальными. Не используйте конденсаторы других типов. Причина того, что C1 — конденсатор 0,47 мкФ, заключается в том, что это конденсатор с максимальной емкостью X, который удалось достать. F1 присутствует на случай короткого замыкания C1. Хотя вероятность того, что C1 выйдет из строя как короткое замыкание, крайне мала, лучше добавить таки небольшой предохранитель, чтобы обеспечить дополнительное спокойствие. Два резистора 470 кОм подключены к конденсатору, чтобы разряжать C1. Постоянная времени составляет всего 940 кОм x 0,47 мкФ = 0,4 секунды, поэтому напряжение упадет до менее 5 вольт примерно за 2 секунды. Причина, по которой использовались два последовательно соединенных резистора вместо одного резистора на 1 МОм, заключалась в том, чтобы обеспечить достаточный запас номинального напряжения резистора. Резисторы тут 0,25 вт углеродные пленки. R1 предназначен для ограничения максимального тока. Поскольку среднеквадратичное напряжение составляет 220 вольт, максимальное пиковое напряжение на входе уже 220 вольт x 1,414 = 320 вольт пикового напряжения. Если вилка сетевого шнура контактирует с линией переменного тока в тот момент, когда в линии электропитания находится напряжение 320 вольт, то поскольку C1 разряжается, когда ночник впервые подключается к линии переменного тока, а MOV фиксирует напряжение примерно на уровне 24 вольт, максимальный ток через R1 и MOV составляет примерно Резистор на 120 Ом, включенный последовательно со светодиодами, служит цели ограничения тока через светодиоды. Поскольку максимальное напряжение на V1 составляет около 24 вольт пикового значения, максимальный ток в светодиодах (24 вольт — прямое напряжение светодиода 20 вольт / 120 Ом = 33 миллиампера. Файлы вложений Эскизы
Сообщений: 481 Репутация:
Файлы вложений Эскизы
Сообщений: 50 Репутация:
Явно не хватает ограничения по току,как однажды собирали на двух транзисторах и двух сопративлениях
Сообщений: 1 Репутация:
Сообщений: 481 Репутация:
Сообщений: 161
Сообщений: 17 Репутация:
Сообщений: 161
Сообщений: 17 Репутация:
Это обычно цветные светодиоды, у них маленькое напряжение.
В таком способе есть конечно свои плюсы и минусы, если например питание ровно 12V то всё норм, но вот в автомобиле напряжение прыгает аж до 15V, по идее нужен драйвер. Я ставил в лампы простой драйвер на LM358, в старых темах это всё есть.
Сообщений: 161
Вот и хочет новые платы под пиранью на свой мотоцикл,а я вот не имею понятия как правильно их подключить, сделать шесть штук последовательно, и как токоограничевающий резистор подключить — в минус или плюс питания
|
|
|
)
Затем удалили MOV и несколько раз подали питание, и снова удалось вызвать сбои в светодиодах. Так что все три части необходимы чтобы гарантировать, что пиковый ток от сети не повредит светодиоды.
Без R1 ток был бы очень большим, и небольшая часть этого тока могла бы повредить один из полупроводников в цепи, если бы, случайно, из-за замыкания на землю, часть этого тока попала бы в другие части цепи. Он также предотвращает искрение, когда подключаете светильник к сети 220 В.
Импортные от такого быстро изнашивают кристалл. Тк что простейший метод с ними — кондёр, стабилитрон и резистор.
: 10-2021
: 11-2021
Но подключение из того же расчёта выше, в линейку до нужного напряжения. Если места нет то можно на каждый светодиод ставить по резистору.Схема включения светодиода в сеть 220 вольт
Светодиодное освещение сейчас стало очень популярным.
Все дело в том, что такое освещение не только достаточно мощное, но и экономически выгодное. Светодиоды представляют собой полупроводниковые диоды в эпоксидной оболочке.
Изначально они были достаточно слабыми и дорогими. Но позже в производстве стали выпускаться очень яркие белые и синие диоды. К тому времени их рыночная цена упала. На данный момент существуют светодиоды практически любого цвета, что обусловило применение их в различных сферах деятельности. К ним относятся освещение различных помещений, подсветка экранов и вывесок, использование дорожных знаков и светофоров, в салоне и фарах автомобилей, в мобильных телефонах и т. д.
Описание
Светодиоды потребляют очень мало энергии, в результате чего такое освещение постепенно вытесняет ранее существовавшие источники света. В специализированных магазинах можно купить различные предметы, основанные на светодиодном освещении, от обычного светильника и светодиодной ленты до светодиодных панелей. Всех их объединяет то, что для их подключения необходимо наличие тока 12 или 24 В.
В отличие от других источников освещения, в которых используется нагревательный элемент, здесь используется полупроводниковый кристалл, генерирующий оптическое излучение под действием влияние тока.
Для того, чтобы понять схему включения светодиодов в сеть 220В, надо в первую очередь сказать, что напрямую от такой сети питаться не может. Поэтому для работы со светодиодами нужно соблюдать определенную последовательность их подключения к сети высокого напряжения.
Электрические свойства светодиода
Вольт-амперная характеристика светодиода представляет собой крутую линию. То есть, если напряжение хоть немного увеличится, то резко возрастет ток, это приведет к перегреву светодиода и последующему перегоранию. Чтобы этого избежать, необходимо включить в цепь ограничительный резистор.
Но важно не забывать о максимально допустимом обратном напряжении светодиодов 20В. А если его подключить к сети с обратной полярностью, то он получит амплитудное напряжение 315 вольт, то есть в 1,41 раза больше действующего. Дело в том, что ток в сети на 220 вольт переменный, и он сначала будет идти в одну сторону, а потом обратно.
Для того, чтобы ток не двигался в обратном направлении, схема включения светодиода должна быть следующей: в цепь подключается диод. Он не пропустит обратное напряжение. При этом соединение должно быть параллельным.
Еще одна схема включения светодиода в сеть 220 вольт заключается в установке двух светодиодов встречного направления.
Что касается питания от сети с гасящим резистором, то это не лучший вариант. Потому что резистор будет давать сильную мощность. Например, если использовать резистор 24 кОм, то мощность рассеивания составит около 3 Вт. При последовательном подключении диода мощность уменьшится вдвое. Обратное напряжение на диоде должно быть равно 400 В. При включении двух противоположных светодиодов можно поставить два двухваттных резистора. Их сопротивление должно быть вдвое меньше. Это возможно, когда в одном корпусе находятся два кристалла разного цвета. Обычно один кристалл красный, другой зеленый.
В случае, когда используется резистор 200 кОм, наличие защитного диода не требуется, так как ток на обратном пути мал и не вызовет пробоя кварца. У этой схемы включения светодиодов в сеть есть один минус — небольшая яркость лампочки. Его можно использовать, например, для подсветки внутреннего выключателя.
Благодаря тому, что ток в сети переменный, это позволяет избежать лишней траты электроэнергии на подогрев воздуха с ограничительным резистором. Конденсатор справляется с этой задачей. Ведь он пропускает переменный ток и не нагревается при этом.
Важно помнить, что через конденсатор должны проходить оба полупериода сети, чтобы по ней мог проходить переменный ток. А так как светодиод проводит ток только в одном направлении, то необходимо поставить обычный диод (или даже дополнительный светодиод) встречно-параллельно светодиоду. Тогда он пропустит второй тайм.
При отключении схемы включения светодиода в сеть 220 вольт на конденсаторе будет напряжение. Иногда даже полной амплитудой 315 В. Это грозит ударом тока. Во избежание этого необходимо предусмотреть, кроме конденсатора, разрядный резистор большой емкости, который в случае отключения от сети немедленно разрядит конденсатор. Через этот резистор при его нормальной работе протекает небольшой ток, не нагревая его.
Для защиты от импульсного зарядного тока и в качестве предохранителя поставить низкоомный резистор. Конденсатор должен быть специальным, который рассчитан на цепь с переменным током не ниже 250 В, либо 400 В.
Схема последовательного включения светодиодов предполагает установку лампочки из нескольких светодиодов, соединенных последовательно. Для этого примера достаточно одного встречного диода.
Так как падение напряжения на резисторе будет меньше, то общее падение напряжения на светодиодах надо брать с блока питания.
Необходимо, чтобы устанавливаемый диод был рассчитан на ток, аналогичный току, проходящему через светодиоды, а обратное напряжение должно быть равно сумме напряжений на светодиодах. Лучше всего использовать четное количество светодиодов и подключать их туда и обратно.
В одной цепочке может быть более десяти светодиодов. Для расчета конденсатора нужно из пикового напряжения сети 315 В вычесть сумму падений напряжения светодиодов. В результате мы знаем число падения напряжения на конденсаторе.
Ошибки подключения светодиода
- Первая ошибка — это когда светодиод подключен без ограничителя, напрямую к источнику. В этом случае светодиод очень быстро выйдет из строя, из-за отсутствия контроля над величиной тока.
- Вторая ошибка — подключение к общему резистору параллельно установленных светодиодов. Из-за того, что есть разброс параметров, яркость горения светодиодов будет разной. Кроме того, при выходе из строя одного из светодиодов произойдет увеличение тока второго светодиода, что может привести к его перегоранию. Итак, при использовании одного резистора нужно соединить светодиоды последовательно. Это позволяет оставить ток одинаковым при расчете резистора и объединить напряжения светодиодов.
- Третья ошибка, когда светодиоды, которые рассчитаны на разные токи, соединяются последовательно. Это заставляет один из них слабо гореть или наоборот — работать на износ.
- Четвертая ошибка — использование резистора, имеющего недостаточное сопротивление. Из-за этого ток, протекающий через светодиод, будет слишком большим. Часть энергии при завышенном напряжении переходит в тепло, что приводит к перегреву кристалла и значительному снижению срока его службы. Причиной этого являются дефекты кристаллической решетки. Если напряжение увеличится еще больше, а p-n-переход станет горячим, это приведет к уменьшению внутреннего квантового выхода. В результате яркость светодиода упадет, а кристалл разрушится.
- Пятая ошибка — включение светодиода в 220В, схема которого очень проста, при отсутствии ограничения обратного напряжения. Максимально допустимое обратное напряжение для большинства светодиодов составляет примерно 2 В, причем напряжение обратного полупериода влияет на падение напряжения, равное напряжению питания при запирании светодиода.
- Шестая причина — использование резистора, мощность которого недостаточна. Это провоцирует сильный нагрев резистора и процесс оплавления изоляции, которая касается его проводов. Затем краска начинает выгорать и происходит разрушение под воздействием высоких температур. Все потому, что резистор рассеивает только ту мощность, на которую он рассчитан.
Схема включения мощного светодиода
Для подключения мощных светодиодов необходимо использовать AC/DC-преобразователи, которые имеют стабилизированный ток на выходе. Это поможет избежать использования резистора или драйвера светодиодов с интегральной схемой. При этом мы можем добиться простого подключения светодиодов, комфортного использования системы и снижения затрат.
Перед включением светодиодов сетевого питания убедитесь, что они подключены к источнику питания. Не подключайте систему к источнику питания, находящемуся под напряжением, иначе это повредит светодиоды.
Светодиоды 5050. Характеристики.
Схема подключения
К светодиодам также относятся светодиоды SMD. Чаще всего их используют для подсветки кнопок в мобильном телефоне или для декоративной светодиодной ленты.
Светодиоды 5050 (размер типа: 5 на 5 мм) представляют собой полупроводниковые источники света, прямое напряжение которых составляет 1,8-3,4 В, а прямой ток для каждого кристалла до 25 мА. Особенность светодиодов SMD 5050 в том, что их конструкция состоит из трех кристаллов, которые позволяют светодиоду излучать несколько цветов. Их называют RGB-светодиодами. Их корпус изготовлен из термостойкого пластика. Рассеивающая линза прозрачная и залита эпоксидной смолой.
Для того, чтобы светодиоды 5050 работали как можно дольше, их необходимо соединить с номиналами сопротивления последовательно. Для максимальной надежности схемы лучше подключать к каждой цепи отдельный резистор.
Схемы включения мигающих светодиодов
Мигающий светодиод представляет собой светодиод, в который встроен встроенный генератор импульсов. Частота вспышек в нем от 1,5 до 3 Гц.
Несмотря на то, что мигающий светодиод достаточно компактен, он содержит полупроводниковый чип-генератор и дополнительные элементы.
Что касается напряжения мигающего светодиода, то оно универсально и может варьироваться. Например, для высоковольтных это З-14 вольт, а для низковольтных 1,8-5 вольт.
Соответственно, к положительным качествам мигающих светодиодов, кроме малых размеров и компактности светосигнального устройства, относится еще и широкий диапазон допустимого напряжения. Кроме того, он может излучать разные цвета.
В некоторых типах мигающих светодиодов встроено около трех светодиодов разного цвета, у которых интервалы мигания различаются.
Мигающие светодиоды также весьма экономичны. Дело в том, что электронная схема включения светодиода выполнена на МОП-структурах, благодаря чему отдельный функциональный узел можно заменить мигающим диодом. Из-за небольших размеров мигающие светодиоды часто используются в компактных устройствах, требующих наличия небольших радиоэлементов.
На схеме мигающие светодиоды обозначаются так же, как и обычные, за исключением того, что линии стрелок не просто прямые, а пунктирные. Таким образом, они символизируют мигание светодиода.
Сквозь прозрачный корпус мигающего светодиода видно, что он состоит из двух частей. Там на минусовой клемме катодной базы стоит кристалл светодиода, а на анодной клемме микросхема генератора.
Все компоненты этого устройства соединены тремя перемычками из золотой проволоки. Чтобы отличить мигающий светодиод от обычного, достаточно рассмотреть на свету прозрачный корпус. Там вы можете увидеть две подложки одинакового размера.
На одной подложке находится кристаллический куб излучателя света. Он состоит из редкоземельного сплава. Для увеличения светового потока и фокусировки, а также для формирования диаграммы направленности используется параболический алюминиевый отражатель. Этот отражатель в мигающем светодиоде меньше по размеру, чем в обычном. Это связано с тем, что во второй половине корпуса находится подложка с интегрированной микросхемой.
Между этими двумя подложками сообщается с помощью двух мостов из золотой проволоки. Что касается корпуса мигающего светодиода, то он может быть выполнен как из светорассеивающего матового пластика, так и из прозрачного пластика.
В связи с тем, что излучатель в мигающем светодиоде находится не на оси симметрии корпуса, то для работы равномерного освещения необходимо использовать монолитный цветной рассеянный световод.
Наличие прозрачного корпуса можно встретить только у мигающих светодиодов большого диаметра, имеющих узкую диаграмму направленности.
Высокочастотный задающий генератор состоит из мигающего светодиодного генератора. Его работа постоянна, а частота составляет около 100 кГц.
Наряду с высокочастотным генератором функционирует и делитель на логических элементах. Он, в свою очередь, осуществляет разделение ВЧ до 1,5-3 Гц. Причина совместного применения генератора высокой частоты с делителем частоты заключается в том, что для работы генератора низкой частоты необходимо иметь конденсатор наибольшей емкости для времязадающей цепи.
Доведение высокой частоты до 1-3 Гц требует наличия делителей на логических элементах. И их легко можно применить на небольшом пространстве полупроводникового кристалла. На полупроводниковой подложке, помимо делителя и задающего высокочастотного генератора, расположены защитный диод и электронный ключ. Ограничительный резистор встроен в мигающие светодиоды, которые рассчитаны на напряжение от 3 до 12 вольт.
Низковольтные мигающие светодиоды
Низковольтные мигающие светодиоды не имеют ограничительного резистора. При обратном питании требуется защитный диод. Это необходимо для того, чтобы чип не вышел из строя.
Чтобы работа высоковольтных мигающих светодиодов была длительной и шла бесперебойно, напряжение питания не должно превышать 9 вольт. При увеличении напряжения будет увеличиваться рассеиваемая мощность мигающего светодиода, что приведет к нагреву полупроводникового кристалла. Впоследствии из-за чрезмерного нагрева начнется деградация мигающего светодиода.
Когда необходимо проверить состояние мигающего светодиода, чтобы сделать это безопасно, вы можете использовать батарею на 4,5 В и резистор на 51 Ом последовательно со светодиодом. Мощность резистора должна быть не менее 0,25 Вт.
Установка светодиодов
Установка светодиодов очень важный вопрос по той причине, что он напрямую связан с их жизнеспособностью.
Так как светодиоды и микросхемы не любят статики и перегрева, припаивать детали необходимо максимально быстро, не более пяти секунд. В этом случае нужно использовать паяльник малой мощности. Температура жала не должна превышать 260 градусов.
При пайке также можно использовать медицинский пинцет. Пинцетом прикалываем светодиод ближе к корпусу, чтобы при пайке создавался дополнительный отвод тепла от кристалла. Чтобы ножки светодиода не сломались, их нужно не сильно сгибать. Они должны оставаться параллельными друг другу.
Во избежание перегрузки или короткого замыкания устройство должно быть снабжено предохранителем.
Схема плавного включения и выключения светодиодов
Схема плавного включения и выключения светодиодов — популярная среди прочих, ею интересуются автовладельцы, желающие тюнинговать свои автомобили. Эта схема используется для подсветки салона автомобиля. Но это не единственное его применение. Он также используется в других сферах.
Простая схема плавного включения светодиода должна состоять из транзистора, конденсатора, двух резисторов и светодиода. Необходимо подобрать такие токоограничивающие резисторы, которые смогут пропускать ток 20 мА через каждую цепочку светодиодов.
Схема плавного включения и выключения светодиодов будет не полной без наличия конденсатора. Именно он позволяет ее собирать. Транзистор должен быть p-n-p-структуры. А ток на коллекторе не должен быть меньше 100 мА. Если правильно собрана схема плавного включения светодиодов, то, например, освещение салона автомобиля будет слегка включать светодиоды на 1 секунду, а после закрытия дверей плавно выключать.
Поочередное включение светодиодов. Схема
Одним из световых эффектов при использовании светодиодов является их последовательное включение. Это называется бегущий огонь. Есть такая схема от автономного блока питания. Для его конструкции используется обычный выключатель, подающий питание поочередно на каждый из светодиодов.
Рассмотрим устройство, состоящее из двух микросхем и десяти транзисторов, которые вместе составляют задающий генератор, само управление и индексацию. С выхода задающего генератора импульс передается на блок управления, он же десятичный счетчик. Затем напряжение поступает на базу транзистора и открывает его. Анод светодиода подключается к плюсу источника питания, что приводит к свечению.
Второй импульс формирует логическую единицу на следующем выходе счетчика, а на предыдущем появляется низкое напряжение и закрывает транзистор, в результате чего светодиод гаснет. Далее все происходит в той же последовательности.
можно ли без блока питания
1. Особенности ленты на 220В
2. Лента низковольтная
3. Блок питания
4. С балластом
5. Типичные ошибки подключения
Осветительные приборы
в большинстве случаев питаются от бытовой электросети 220 В. Из альтернатив можно назвать разве что осветительные приборы, подключаемые к бортовой сети автомобилей или мотоциклов. В остальных случаях в начале цепи питания светодиодной ленты всегда находится источник переменного напряжения 220 вольт, будь то бытовая розетка или распределительный щит. На практике существуют разные варианты подключения светодиодных светильников, которые зависят от параметров осветительного прибора.
Особенности ленты на 220 вольт
Самый банальный вариант — использование ленты, рассчитанной на полное напряжение сети. Однако напрямую подключать светильник к бытовой сети крайне нежелательно. Хотя светоизлучающие элементы имеют одностороннюю проводимость и светятся во время положительной полуволны синусоиды, во время отрицательной к ним прикладывается напряжение обратной полярности. Светодиоды не предназначены для работы в качестве высоковольтных выпрямителей, поэтому обратное напряжение для них будет слишком велико и срок службы элементов будет коротким. Светодиодную ленту следует включать через выпрямитель — желательно мост (двухполупериодная схема).
Подключение LED-ленты через диодный мост. Фазировка при таком подключении не важна, фазу и ноль можно подключить к любому входному выводу выпрямителя.
Недостатком использования высокого напряжения при равной мощности является пониженный ток, поэтому участки ленты можно соединять последовательно до 100 м общей длины (низковольтные светильники — до 5 м). Также плюсом является возможность использования проводников с уменьшенным сечением, но не в ущерб механической прочности.
Важно! Основным недостатком этого варианта является крайняя нежелательность использования высоковольтной ленты внутри помещений.
Для регулировки яркости можно использовать диммер — Включается перед выпрямителем. Диммер может быть как ручным с поворотной кнопкой, так и с дистанционным управлением.
Лента низковольтная
Если местные условия не позволяют использовать 220 вольт, необходимо использовать ленты на 5/12/24/36 вольт. Здесь тоже есть множество… вариантов подключения… к бытовой электросети.
Правильное подключение двух и более потребителей.
Блок питания
Самый очевидный вариант – эксплуатация светильника вместе с блоком питания на соответствующее напряжение. Громоздкие и неэкономичные источники, построенные по классической схеме с понижающим трансформатором, давно вытеснены из области LED-освещения легкими и мощными импульсными блоками. Поэтому выбор БП производится в основном по двум параметрам:
- выходное напряжение;
- Максимально допустимая мощность нагрузки.
Первая характеристика выбирается просто: напряжение должно соответствовать напряжению полосы. Второй зависит от нагрузки и рассчитывается по формуле Пбп=Руд*Л*К где:
- Руда — мощность, потребляемая одним метром ленты;
- L — общая длина секций ремня;
- К — коэффициент запаса, равный 1,2.
..1,4.
Результат округляется до ближайшего стандартного значения. Если в блоке питания указана не мощность, а максимально допустимый ток, его можно пересчитать в мощность по формуле Pbp=Imax*Uv.
Читайте также
Расчет блока питания для светодиодной ленты 12 В
С балластом
Подключение светодиодной ленты к сети 220 В без блока питания возможно, но нежелательно по соображениям безопасности. Каждая точка цепи будет находиться под полным линейным напряжением, поэтому все манипуляции необходимо производить при полном отключении полосы. Но если более безопасных вариантов нет, можно подключиться к сети через резистор, который погасит избыточное напряжение. Его номинал выбирают так, чтобы при рабочем токе (определяемом мощностью лампы) на него приходилась разница между напряжением сети и номинальным напряжением полосы:
Rb=(сеть-Uном)/(Iном) где:
- Rb — значение балластного сопротивления;
- У сети — напряжение сети;
- Unom — номинальное напряжение ленты;
- Iном — номинальный ток ремня, рассчитываемый по формуле Руд*L /Uном.
Важно! В данном расчете необходимо использовать амплитудное значение сетевого напряжения 310 В.
При задании номинального напряжения ленты 5 вольт мощность 1 метра ленты 10 Вт и общая длина 5 м , можно рассчитать значение Rb:
Rб=(310-5)/((10*5)/5)=305/10=30,5 Ом. Можно взять ближайший стандартный номинал 33 Ом. На первый взгляд такое подключение гораздо дешевле и проще, чем с блоком питания.
Подключение шлейфа через гасящий резистор.
На самом деле все не так радужно. Во-первых, необходимо рассчитать мощность, рассеиваемую балластом, как ток, умноженный на напряжение (здесь мы берем действующее значение напряжения 220 В):
Pb=Iном*220В = 10А*220В=2200Вт. Резистор такой мощности найти сложно, да и размеры у него будут соответствующие. А по мере увеличения мощности полотна расчетное сопротивление будет падать, а рассеиваемая (затрачиваемая!) мощность будет расти, поэтому этот способ подходит только для маломощных светильников. Эту проблему можно обойти, используя конденсатор вместо резистора в качестве балласта. Его емкость рассчитывается по приведенной выше формуле:
С=4,45 (U-сеть-Uном)/(Iном), где С — емкость в мкФ.
Использование конденсатора в качестве балласта.
Конденсатор должен быть рассчитан на напряжение не менее 400 В, а в цепь необходимо добавить два резистора:
- R1 — сопротивлением несколько сотен кОм для разрядки конденсатора после его отключения;
- R2 — для ограничения зарядного тока в момент включения его номинальное значение может составлять несколько десятков Ом.
Но это не единственная проблема:
- Уже упоминались вопросы электробезопасности при эксплуатации лент с таким подключением. Поэтому соединять таким образом можно только ленту с силиконовой капсулой, а места соединения необходимо тщательно изолировать. И не рекомендуется использовать такое соединение во влажных помещениях (бассейны, бани, аквариумы).
Версии с силиконовой оболочкой не боятся воды, но сильно нагреваются.
- Расчет верен только для определенной ленты заданной длины. Балласт необходимо пересчитывать при любой замене или изменении длины стропы.
- Напряжение сети при нормальной работе может отклоняться в пределах 5 %, максимально допустимое значение составляет 10 %. Наиболее распространенные резисторы также имеют точность в пределах 10%. С учетом разброса параметров ленты относительно заявленных, напряжение ленты (и ток через светодиоды) могут существенно отличаться от расчетных, даже если расчеты уточнять реальными измерениями — просто из-за флуктуаций напряжения напряжение сети. Результатом может быть, с одной стороны, снижение яркости свечения, а с другой — выход светильника из строя из-за перегрузки по току. Эта проблема проявляется тем отчетливее, чем ниже напряжение питания полосы. Если вы используете конденсатор, проблема только усугубляется, потому что число номиналов емкости встречается реже, чем число сопротивлений, и реальная точность ниже.
- При использовании диммера для управления яркостью или контроллера для управления цветом RGB-лент ток через светодиоды изменится, при этом изменится падение напряжения на балласте, что также усугубит нестабильность падения напряжения по полосе синхронно с изменением тока. Поэтому использование приборов для регулирования интенсивности излучения исключено .
Из-за совокупности проблем такое подключение следует использовать только в случае полной невозможности использования блока питания на соответствующее напряжение.
Параллельное соединение полотен с индивидуальным балластом.
Если используется несколько отрезков ткани общей длиной более 1 метра, их необходимо соединить параллельно. В противном случае ленточные проводники не смогут справиться с полным током системы освещения. А еще лучше рассчитать балласт для каждой секции отдельно. Если замена необходима, пересчитывается только стропа, подлежащая замене. Диодный мост должен выдерживать суммарный ток всех участков полосы.
Типичные ошибки при подключении
Самая распространенная ошибка при подключении удлинителя к сети через блок питания заключается в неправильном расчете мощности. Идеально измерить реальный ток потребления амперметром, пересчитать его в мощность и сравнить с максимальной мощностью блока питания при первом его подключении. Эту процедуру следует выполнять всегда, если блок питания начинает издавать посторонние шумы при включении, появляются признаки перегрева и т. д.
Схема измерения тока.
При использовании источника питания очень желательно предусмотреть переключающее устройство на стороне входа и на стороне выхода. На высокой стороне отключение можно выполнить, просто вытащив вилку из розетки. В случае стационарного подключения должна быть возможность снять напряжение со входа путем отключения автоматического выключателя (он должен быть всегда!).
Фазировку соблюдать не нужно (подключение нуля и фазы к соответствующим клеммам БП). На работоспособность не влияет — на входе ИИП стоит выпрямитель. Но при переключении необходимо одновременно отключать фазный провод или фазный и нулевой провод (при подключении через розетку это делается само собой). Проводник защитного заземления (PE) всегда должен быть подключен, если он имеется – только так можно обеспечить эксплуатационную безопасность. Соединение защитного заземления не должно прерываться.
Схема подключения коммутационных устройств.
При бестрансформаторном подключении измерение фактического тока становится еще более важным. Но вместо этого вы можете измерить фактическое напряжение на контактных площадках ленты при первом включении. Если он сильно отклоняется от номинала, вы должны отрегулировать номинал балласта в соответствующую сторону. Если напряжение у потребителя ниже необходимого, необходимо уменьшить номинал резистора или увеличить емкость конденсатора. Если напряжение выше, то делаем наоборот. Измерение следует производить с осторожностью, не касаясь неизолированных частей щупов мультиметра.
Диаграмма измерения напряжения.
Добавить комментарий