LED-mátrixok csatlakoztatása 220 voltos hálózathoz. Hogyan lehet LED-et csatlakoztatni a világítási hálózathoz. Az áramkör összeszerelési folyamata

Megmondjuk, hogyan kell egy hagyományos izzólámpát diódán keresztül csatlakoztatni. Egy ilyen izzó használható például folyosók, bejáratok vagy bármely más olyan helyiség megvilágítására, amely nem igényel túl erős fényt. Ebben a folyamatban felmerül a kérdés: milyen diódát érdemes vásárolni, hogy 220 V-ot helyezzünk egy izzóra. Ez az izzó teljesítményétől függ, a cikkben egy példa egy 100 wattos lámpa diódájára, és a dióda paramétereinek kiszámítására vonatkozó képletek találhatók.

Lenyűgöző elektronikus eszközöket árulnak ebben a kínai boltban.

Először is egy kis elmélet. Nem titok, hogy a feszültség nagy távolságra történő, veszteség nélküli átviteléhez váltóáramot használnak, amely az izzóinkat táplálja. Ahhoz, hogy megértsük, mi a váltakozó áram, csak figyeljen a váltakozó áram feszültség és idő diagramjára. Amint azt már észrevette, az áram bizonyos frekvenciával megváltoztatja az irányát. Ha kizárunk egy rezgési periódust, akkor felére csökkenthetjük azok amplitúdóját, ami a gyakorlatban kétszeresére csökkenti a tápfeszültséget, és lehetővé teszi, hogy az izzó a szokásosnál sokkal tovább működjön, és emellett megvédi az izzót a túlfeszültségtől, és csökkenti a kiégés kockázatát a bekapcsolás pillanatában.

Egy ilyen lámpa nem vonzza azok figyelmét, akik energiatakarékos és közönséges izzókat lopnak a lépcsőkön.

A legtöbbet egyszerű módon A hálózati feszültség ingadozások félciklusának megszakítása egy félvezető dióda beépítése a terheléssel sorba, amely csak egy irányba vezeti át az áramot. Esetünkben a diódát három fő paraméter szerint kell kiválasztani: maximális előremenő áram, maximális előremenő áram impulzusonként és maximális fordított feszültség.

A maximális előremenő áramot úgy kaphatjuk meg, hogy elosztjuk az izzó teljesítményét a tápfeszültséggel. Az impulzus maximális előremenő áramának legalább 20-szor nagyobbnak kell lennie a maximális előremenő áramnál, hogy a dióda ne üssön ki az izzó bekapcsolásakor. A maximális fordított feszültség értéke a tápfeszültség gyökerének háromszorosa legyen.

Esetünkben, mivel a dióda egy további patch-alap belsejébe kerül, ne felejtsük el, hogy a hossza kisebb legyen, mint a hossza. Például be ebben az esetben használt 1N5399 dióda, ami körülbelül 8 centbe kerül. Minden szempontból ideális 220 voltos, 100 watt teljesítményű izzólámpához.

Egy örök izzó elkészítéséhez szükségünk lesz:

Régi villanykörte vagy aljzat.
Új izzó, akár 100 W teljesítménnyel.
Dióda.
Legalább 20 W teljesítményű forrasztópáka.
Forrasztó.
Oldalsó vágó vagy fogók.
Fogó.
Kalapács.
Celofán zacskó.
Tű vagy kiegyenesített gemkapocs.

Hogyan csatlakoztassunk egy izzót diódán keresztül

Vegyünk egy diódát, leharapjuk az egyik lábát, és a lámpa talpán lévő érintkezőhöz kell forrasztani. A könnyebb használat érdekében a lámpát erre az időre a csomagolásában hagyhatja, hogy az asztalon maradjon.

Ezután elkészítjük a második felső alapot egy régi izzóból. Ha az alap meghajlott, használjon fogót. Ezután rögzítenie kell a fő alaphoz a dióda második érintkezőjének forrasztásával a patch alaphoz, pontosabban a központi érintkezőhöz.

Egyébként, ha úgy döntesz, hogy örökkévalóvá teszed az izzót, és annyira nem érdekel, hogy külön izzót exkluzív legyen, akkor egyszerűbb megoldás az lenne, ha nem nyúlsz hozzá, hanem egyszerűen a kapcsoló belsejében lévő vezetékekbe csavarod a diódát. Ez sokkal gyorsabban és egyszerűbben történik.

A LED 220 V-os váltóáramú hálózathoz való csatlakoztatásához az áramkör speciális tápegységeket használ, amelyeket LED-meghajtóknak neveznek. A fő műszaki paraméterekáramot és teljesítményt veszik figyelembe. Mert helyes csatlakozás A meghajtón keresztül fix vagy állítható kimeneti áram használható. Ha jégvilágítást tervez, akkor sokkal kényelmesebb lesz egy szabályozóval. Jellemzően a jégforgácsok sorba vannak kötve a meghajtóhoz, ami lehetővé teszi, hogy az áramkör minden egyes komponensén keresztül közel azonos áramot kapjon. Az ilyen lánc fő hátránya a teljes áramkör meghibásodása, ha legalább egy LED kiég. A meghajtó kialakítása eltérő lehet, az egyszerű kioltókondenzátoron alapuló kiviteltől a fejlettig, közel nulla hullámossági együtthatóval.

A LED-ek 220 V-os hálózathoz történő csatlakoztatására szolgáló legtöbb figyelembe vett sémának a működési elve megközelítőleg azonos. Korlátozzák az áramerősséget és levágják a váltakozó feszültség fordított hullámát. Mivel a legtöbb LED fél a magas fordított feszültségtől, blokkoló diódát használnak az áramkörökben. Ez utóbbi IN4004 - 300 volt feletti feszültségre tervezték. Ha sok fénykibocsátó alkatrészt kell 220 V-ra csatlakoztatnia, akkor azokat sorba kell kötni.

Az alábbiakban tárgyalt rádióamatőr kialakítások felhasználhatók házi készítésű színes és zenei eszközök, különféle jelszint-jelzők, világítás zökkenőmentes ki- és bekapcsolása stb.

Az ilyen beépítésre példa egy tipikus LED-szalag, amelynek feszültsége 220 volt. 60 sorba kapcsolt fénykibocsátó félvezető LED-je van, amelyek egyenirányítótól kapják az áramot (tipikus). Ennek a 220 V-os csatlakozási sémának a hátránya az erős fénypulzálás.

Ezen a diagramon a LED 220 V-hoz történő csatlakoztatására a felesleges feszültséget egy kondenzátorral levágják, amelyet a LED-áram referenciaparaméterei alapján választanak ki. Az ellenállás teljesítménye 0,25 W-tól vagy nagyobb. A kondenzátornak legalább 300 V-nak kell lennie. A zener dióda értékét kicsit magasabbra kell venni, mint a LED tápfeszültségét, például 5 volton, a KS156A hazai zener dióda tökéletes.

Az áramkör a következőképpen működik: a 220 V-os tápfeszültség bekapcsolásakor a C1 kondenzátor töltődni kezd, míg az egyik félhullámról közvetlenül, a másikról pedig egy zener-diódán keresztül töltődik. A kondenzátoron lévő feszültség növekedésével a zener-dióda növeli a belső ellenállását, ezáltal korlátozza a kondenzátor töltési feszültségét. Ezt az áramkört nagy üzemi árammal - 20 mA vagy annál nagyobb - LED-ek táplálására használják.

Az ilyen tervezés tipikus példája a . A LED-elemekkel ellátott lemezt a hűtőbordára kell felszerelni, és a közelébe kell elhelyezni egy stabilizátort. Ha a meghajtó rossz minőségű, a lámpa körülbelül 100 Hertz frekvenciával villog. Az ilyen hosszan tartó pulzálás helyrehozhatatlan károkat okozhat az emberek vagy a háziállatok egészségében.

A 220 V-os áramkörhöz csatlakoztatott LED-ek esetében a lámpák létrehozásakor mindig meg kell próbálni csökkenteni a hullámosság szintjét, mivel negatív hatással vannak az emberi vizuális rendszerre. Minden a frekvenciától függ: minél alacsonyabb, annál észrevehetőbb a pulzálás a szem számára. 300 Hz feletti frekvencián a pulzálás teljesen láthatatlan, ezért biztonságos a szem számára.

De a 60-80 Hz-es, sőt a 100-150 Hz-es frekvenciájú pulzációkat gyakorlatilag nem érzékelik vizuálisan, de fokozott szemfáradtságot okoznak. hosszú távú expozíció a látást is ronthatja.

Az alábbiakban diagramokat tekintünk meg arról, hogyan lehet bekapcsolni egy LED-et 220 voltos hálózatban a hullámosság csökkentése érdekében. Ennek legegyszerűbb módja egy simító kondenzátor párhuzamos csatlakoztatása a fénykibocsátó komponenssel.

Táblázat – A LED-eken áthaladó áram függősége a kapacitástól előtét kondenzátor.

Amint áramellátást kap a villogó LED-áramkör, a C2 kondenzátor töltődni kezd az ellenálláson és a D1 diódán keresztül. A kondenzátorból érkező állandó feszültség időnként kinyílik, aminek következtében a LED rövid időre kigyullad. Ez utóbbiak villanási frekvenciáját a kondenzátor kapacitása, a villanások fényerejét pedig az ellenállás ellenállása határozza meg.

Az R1 ellenállást úgy tervezték, hogy csillapítsa a fellépő áramlökések amplitúdóját: az izzás fényerejének kiválasztásakor az SA1 váltókapcsolóval, a 220 V-os váltakozó feszültségű hálózathoz való csatlakozás pillanatában és a kondenzátorok töltése közben. A C4 kondenzátor a váltakozó feszültség kiegyenlítése után csökkenti a feszültség hullámzását, így csökkenti a LED-ek károsodásának kockázatát, ha 220 V-os hálózatról táplálják.

Tekintsük a közepes teljesítményű jégdiódák csatlakoztatásának módjait a legnépszerűbb 5 V, 12 V, 220 V névleges feszültséghez. Ezután színes és zenei eszközök, jelszint-jelzők, zökkenőmentes be- és kikapcsolás gyártásánál használhatók. Régóta tervezem egy sima műhajnal elkészítését a napi rutinom megtartása érdekében. Ezenkívül a dawn emuláció lehetővé teszi, hogy sokkal jobban és könnyebben felébredjen.

Meghajtók 5V-30V tápellátással

Ha bármilyen háztartási készülékről rendelkezik megfelelő áramforrással, akkor jobb, ha alacsony feszültségű meghajtót használ a bekapcsoláshoz. Lehetnek fent vagy lent. Egy erősítő akár 1,5 V 5 V-ot is biztosít, hogy a LED áramkör működjön. A 10 V-ról 30 V-ra való lelépés alacsonyabb lesz, például 15 V.

A kínaiak nagy választékban árulják, az alacsony feszültségű meghajtó két szabályozóban különbözik egyszerű stabilizátor Volt.

Egy ilyen stabilizátor tényleges teljesítménye alacsonyabb lesz, mint amit a kínaiak jeleztek. A modul paramétereibe a mikroáramkör jellemzőit írják, és nem a teljes szerkezetet. Ha van egy nagy radiátor, akkor egy ilyen modul az ígért 70% - 80% -át kezeli. Ha nincs radiátor, akkor 25% - 35%.

Különösen népszerűek az LM2596 alapú modellek, amelyek az alacsony hatékonyság miatt már meglehetősen elavultak. Emellett nagyon felforrósodnak, így hűtőrendszer nélkül nem tartanak 1 Ampernél többet.

Az XL4015, XL4005 hatékonyabb, a hatásfok sokkal magasabb. Hűtőradiátor nélkül akár 2,5A-t is kibírnak. Vannak nagyon miniatűr, MP1584-re épülő modellek, amelyek mérete 22 x 17 mm.

Kapcsoljon be 1 diódát

A leggyakrabban használt 12 V, 220 V és 5 V. Így egy kis teljesítményű LED háttérvilágítás fali kapcsolók 220V-hoz. A gyári szabványos kapcsolók leggyakrabban neonlámpával rendelkeznek.

Párhuzamos kapcsolat

at párhuzamos kapcsolat A maximális megbízhatóság elérése érdekében tanácsos külön ellenállást használni a diódák minden soros áramköréhez. Egy másik lehetőség az, hogy feltesz egyet erőteljes ellenállás több LED-hez. De ha az egyik LED meghibásodik, a többiek áramerőssége nő. Összességében magasabb lesz, mint a névleges vagy meghatározott érték, ami jelentősen csökkenti az erőforrást és növeli a fűtést.

Az egyes módszerek alkalmazásának ésszerűségét a termék követelményei alapján számítják ki.

Soros csatlakozás

A 220 V-ról táplált soros csatlakozást izzószálas diódákban és LED-szalagokban használják 220 V-on. Egy 60-70 LED-ből álló hosszú láncban mindegyik 3 V-ot enged le, ami lehetővé teszi, hogy közvetlenül nagyfeszültségre csatlakoztassa. Ezenkívül csak egy áramirányítót használnak a plusz és mínusz eléréséhez.

Ezt a csatlakozást minden világítástechnikában használják:

1. LED lámpák otthoni használatra;
2. led lámpák;
3. Újévi füzérek 220 V-hoz;
4. LED szalagok 220.

Az otthoni lámpák általában legfeljebb 20 sorba kapcsolt LED-et használnak, a feszültségük körülbelül 60 V. A kínai kukorica izzókban a maximális mennyiséget használják, 30-120 LED-es darab. A tyúkszem nem rendelkezik védőlombikkal, így az elektromos érintkezők, amelyeken 180V-ig teljesen nyitottak.

Legyen óvatos, ha hosszú sorozatot lát, és ezek nincsenek mindig földelve. Szomszédom puszta kézzel megragadta a kukoricát, majd rossz szavakból lenyűgöző verseket szavalt.

RGB LED csatlakozás

Az alacsony fogyasztású háromszínű RGB LED-ek három független kristályból állnak, amelyek egy házban helyezkednek el. Ha 3 kristályt (piros, zöld, kék) egyszerre bekapcsolunk, fehér fényt kapunk.

Mindegyik szín a többi használatától függetlenül szabályozható RGB vezérlő. A vezérlőegység kész programokkal és kézi üzemmódokkal rendelkezik.

A COB diódák bekapcsolása

A bekötési rajzok megegyeznek az SMD5050, SMD 5630, SMD 5730 egylapkás és háromszínű LED-ekkel. A különbség csak annyi, hogy 1 dióda helyett több kristályból álló soros áramkör kerül bele.

Az erős LED-mátrixok sok kristályt tartalmaznak sorba és párhuzamosan kapcsolva. Ezért a teljesítménytől függően 9 és 40 volt között van szükség.

SMD5050 csatlakoztatása 3 kristályhoz

Az SMD5050 abban különbözik a hagyományos diódáktól, hogy 3 fehér fénykristályból áll, ezért 6 lába van. Vagyis ez egyenlő három SMD2835-tel, amelyek ugyanazon a kristályon készültek.

Ha párhuzamosan csatlakozik egy ellenállással, a megbízhatóság alacsonyabb lesz. Ha az egyik kristály meghibásodik, a maradék 2-en áthaladó áram növekszik. Ez a maradékok gyors kiégéséhez vezet.

Ha minden kristályhoz külön ellenállást alkalmazunk, a fenti hátrány kiküszöbölhető. Ugyanakkor a felhasznált ellenállások száma háromszorosára nő, és a LED-csatlakozó áramkör bonyolultabbá válik. Ezért nem használják LED-szalagokban és lámpákban.

LED szalag 12V SMD5630

A LED 12 voltos feszültséghez való csatlakoztatásának egyértelmű példája a LED-szalag. 3 diódából és 1 sorba kapcsolt ellenállásból áll. Ezért csak a megjelölt helyeken vágható e szakaszok között.

LED szalag RGB 12V SMD5050

Az RGB szalag három színt használ, mindegyik külön vezérelhető, és minden színhez egy ellenállás van telepítve. Csak a megjelölt helyen vághat, így minden szakaszon 3 SMD5050 van és 12 V-ra csatlakoztatható.

A cím elolvasása után valaki megkérdezheti: „Miért?” Igen, ha csak bedugja egy konnektorba, még akkor is, ha egy bizonyos minta szerint bekapcsolja, gyakorlati jelentősége nincs benne hasznos információkat nem hozza. De ha ugyanaz a LED párhuzamosan van csatlakoztatva fűtőelem termosztát vezérli, vizuálisan nyomon követheti a teljes készülék működését. Néha egy ilyen jelzés lehetővé teszi, hogy megszabaduljon sok kisebb problémától és bajtól.

A már elmondottak fényében a feladat triviálisnak tűnik: csak telepítsünk egy szükséges értékű korlátozó ellenállást, és a probléma megoldódik. De mindez akkor jó, ha egyenirányítva táplálja a LED-et állandó feszültség: amint a LED-et előrefelé csatlakoztatták, az is maradt.

A váltakozó feszültségen végzett munka során minden nem olyan egyszerű. Az a helyzet, hogy az egyenfeszültségen kívül a LED-re fordított polaritású feszültség is hatással lesz, mivel a szinuszhullám minden félciklusa előjelet vált az ellenkezőjére. Ez a fordított feszültség nem világítja meg a LED-et, de nagyon gyorsan használhatatlanná teheti. Ezért intézkedéseket kell hozni a „káros” feszültség elleni védelem érdekében.

Hálózati feszültség esetén az oltóellenállás számításánál 310V-os feszültségértéket kell alapul venni. Miért? Itt minden nagyon egyszerű: 220 V van, az amplitúdó értéke 220 * 1,41 = 310 V. Az amplitúdó feszültség kétszerese (1,41) a gyökérfeszültségnek, és erről nem szabad megfeledkezni. Ez az előre és hátrafelé irányuló feszültség, amely a LED-re vonatkozik. A 310V értékből kell kiszámolni a kioltó ellenállás ellenállását, és ebből a feszültségből, csak fordított polaritással védeni kell a LED-et.

Hogyan védjük meg a LED-et a fordított feszültségtől

Szinte az összes LED esetében a fordított feszültség nem haladja meg a 20V-ot, mert senki nem akart nekik nagyfeszültségű egyenirányítót készíteni. Hogyan lehet megszabadulni egy ilyen csapástól, hogyan lehet megvédeni a LED-et ettől a fordított feszültségtől?

Kiderül, hogy minden nagyon egyszerű. Az első mód az, hogy egy normált sorba kapcsolunk a nagy fordított feszültségű (legalább 400 V-os) LED-del, például 1N4007 - fordított feszültség 1000 V, előremenő áram 1A. Ő az, aki nem engedi, hogy a negatív polaritású nagy feszültség átmenjen a LED-be. Az ilyen védelem diagramja az 1a. ábrán látható.

A második, nem kevésbé hatékony módszer az, hogy egyszerűen megkerüljük a LED-et egy másik diódával, amely egymással párhuzamosan van csatlakoztatva, 1b. ábra. Ezzel a módszerrel a védődiódának nem is kell nagy fordított feszültségűnek lennie, elegendő bármilyen kis teljesítményű dióda, például KD521.

Sőt, egyszerűen bekapcsolhat két LED-et párhuzamosan: felváltva nyitva védik egymást, és mindkettő fényt bocsát ki, ahogy az 1c. ábrán látható. Ez már a harmadik védekezési mód. Mindhárom védelmi séma az 1. ábrán látható.

1. ábra LED fordított feszültségvédő áramkörök

Ezekben az áramkörökben a korlátozó ellenállás 24 KOhm ellenállással rendelkezik, ami 220 V üzemi feszültség mellett 220/24 = 9,16 mA nagyságrendű áramot ad, amely 9-re kerekíthető. Ekkor a kioltó ellenállás teljesítménye legyen 9 * 9 * 24 = 1944 mW, majdnem két watt. Ez annak ellenére, hogy a LED-en keresztüli áram 9 mA-re korlátozódik. De az ellenállás hosszú távú használata maximális teljesítményen nem vezet semmi jóhoz: először feketévé válik, majd teljesen kiég. Ennek elkerülése érdekében ajánlatos két 12KΩ-os ellenállást sorba szerelni, egyenként 2 W-os teljesítménnyel.

Ha az áramszintet 20mA-re állítod, akkor még több lesz - 20*20*12=4800mW, majdnem 5W! Természetesen senki sem engedheti meg magának egy ilyen teljesítményű kályhát a helyiség fűtésére. Ez egy LED-en alapul, de mi van, ha van egy egész?

Kondenzátor - hullámos ellenállás

Az 1a ábrán látható áramkör a D1 védődiódával „levágja” a váltakozó feszültség negatív félciklusát, ezért az oltóellenállás teljesítménye felére csökken. Ennek ellenére az erő továbbra is nagyon jelentős. Ezért gyakran használják korlátozó ellenállásként: nem fogja rosszabbul korlátozni az áramot, mint egy ellenállás, de nem termel hőt. Nem ok nélkül nevezik a kondenzátort hullámtalan ellenállásnak. Ez a kapcsolási mód a 2. ábrán látható.

2. ábra. Áramkör LED előtétkondenzátoron keresztül történő csatlakoztatásához

Úgy tűnik itt minden rendben van, még egy VD1 védődióda is van. De két részletet nem közölnek. Először is, a C1 kondenzátor az áramkör kikapcsolása után feltöltve maradhat, és addig tárolhat töltést, amíg valaki saját kezével kisüti. És ez, hidd el, egyszer biztosan megtörténik. Az áramütés természetesen nem végzetes, de meglehetősen érzékeny, váratlan és kellemetlen.

Ezért az ilyen kellemetlenségek elkerülése érdekében ezeket az oltókondenzátorokat egy 200...1000KOhm ellenállású ellenállással kiiktatják. Ugyanez a védelem van beépítve a transzformátor nélküli oltókondenzátoros tápegységekbe, az optocsatolókba és néhány más áramkörbe. A 3. ábrán ezt az ellenállást R1-nek jelöltük.

3. ábra LED világítási hálózathoz való csatlakoztatásának rajza

Az R1 ellenálláson kívül az R2 ellenállás is megjelenik a diagramon. Célja, hogy korlátozza a kondenzátoron áthaladó áram túlfeszültségét feszültség esetén, ami nemcsak a diódákat, hanem magát a kondenzátort is megvédi. A gyakorlatból ismert, hogy ilyen ellenállás hiányában a kondenzátor néha megszakad, kapacitása sokkal kisebb lesz, mint a névleges. Mondanunk sem kell, hogy a kondenzátornak kerámiának kell lennie legalább 400 V üzemi feszültséghez, vagy speciálisnak kell lennie a váltóáramú áramkörökben való működéshez 250 V feszültség esetén.

Az R2 ellenállás másik fontos szerepet játszik: a kondenzátor meghibásodása esetén biztosítékként működik. Természetesen a LED-eket is cserélni kell, de legalább a csatlakozó vezetékek épek maradnak. Valójában pontosan így működik a biztosíték minden eszközben - a tranzisztorok kiégtek, és PCB szinte érintetlen maradt.

A 3. ábrán látható diagram csak egy LED-et mutat, bár valójában ezek közül több is sorba köthető. A védődióda önmagában megbirkózik a feladatával, de az előtétkondenzátor kapacitását legalább megközelítőleg, de mégis ki kell számítani.

A kioltó ellenállás ellenállásának kiszámításához ki kell vonni a tápfeszültségből a LED feszültségesését. Ha több LED van sorba kötve, akkor egyszerűen adja hozzá a feszültségüket, és vonja le őket a tápfeszültségből. Ennek a maradékfeszültségnek és a szükséges áramerősségnek a ismeretében nagyon egyszerű kiszámítani az ellenállás ellenállását az Ohm-törvény szerint: R=(U-Uд)/I*0,75.

Itt U a tápfeszültség, Ud a LED-ek feszültségesése (ha a LED-ek sorba vannak kötve, akkor Ud az összes LED-en áteső feszültségesések összege), I a LED-eken áthaladó áram, R az ellenállás az oltóellenállásról. Itt, mint mindig, a feszültség Voltban, az áram Amperben van, az eredmény Ohmban, 0,75 a megbízhatóság növelésének együtthatója. Ez a képlet már szerepel a cikkben.

A különböző színű LED-ek előremenő feszültségesésének mértéke eltérő. 20mA áramerősségnél a piros LED-ek 1,6...2,03V, sárga 2,1...2,2V, zöld 2,2...3,5V, kék 2,5...3,7V. A 3,0...3,7V széles emissziós spektrummal rendelkező fehér LED-ek rendelkeznek a legnagyobb feszültségeséssel. Könnyen belátható, hogy ennek a paraméternek az elterjedése meglehetősen széles.

Íme néhány LED-típus feszültségesése, egyszerűen szín szerint. Valójában sokkal több ilyen szín létezik, és a pontos jelentés csak egy adott LED műszaki dokumentációjában található. De sokszor erre nincs is szükség: a gyakorlat számára elfogadható eredmény eléréséhez elég valamilyen átlagértéket (általában 2V) behelyettesíteni a képletbe, persze, ha ez nem több száz LED füzére.

Az oltókondenzátor kapacitásának kiszámításához a C=(4,45*I)/(U-Ud) tapasztalati képletet használjuk,

ahol C a kondenzátor kapacitása mikrofaradban, I az áramerősség milliamperben, U a hálózat csúcsfeszültsége voltban. Három sorba kapcsolt fehér LED-ből álló lánc használata esetén Ud körülbelül 12 V, a hálózat U amplitúdójú feszültsége 310 V, az áram 20 mA-re korlátozásához egy kapacitású kondenzátorra lesz szükség.

C=(4,45*I)/(U-Ud)= C=(4,45*20)/(310-12)= 0,29865 µF, majdnem 0,3 µF.

A kondenzátor kapacitásának legközelebbi szabványos értéke 0,15 µF, ezért az ebben az áramkörben való használathoz két párhuzamosan csatlakoztatott kondenzátort kell használni. Itt egy megjegyzést kell tenni: a képlet csak 50 Hz-es váltakozó feszültségre érvényes. Más frekvenciák esetén az eredmények helytelenek lesznek.

Először a kondenzátort kell ellenőrizni

A kondenzátor használata előtt tesztelni kell. Először csak kapcsolja be a 220 V-os hálózatot, lehetőleg egy 3...5 A-es biztosítékon keresztül, és 15 perc múlva érintse meg, hogy nincs-e észrevehető melegedés? Ha a kondenzátor hideg, akkor használhatja. Ellenkező esetben feltétlenül vegyen egy másikat, és először azt is ellenőrizze. Hiszen a 220V már nem 12V, itt minden kicsit más!

Ha ez az ellenőrzés sikeres volt, és a kondenzátor nem melegedett fel, akkor ellenőrizheti, hogy hiba történt-e a számításokban, vagy a kondenzátor kapacitása megfelelő. Ehhez csatlakoztatnia kell a kondenzátort a hálózathoz, mint az előző esetben, csak ampermérőn keresztül. Természetesen az ampermérőnek váltakozó áramúnak kell lennie.

Ez emlékeztet arra, hogy nem minden modern digitális multiméter képes váltóáramot mérni: az egyszerű, olcsó készülékek, például a rádióamatőrök körében nagyon népszerűek, csak egyenáram mérésére képesek, de senki sem tudja, mit fog mutatni egy ilyen ampermérő a váltóáram mérésekor. . Valószínűleg a tűzifa ára vagy a Hold hőmérséklete lesz, de nem kondenzátoron keresztüli váltakozó áram.

Ha a mért áram megközelítőleg megegyezik a képlettel történő számítás során kapott áramerősséggel, akkor biztonságosan csatlakoztathatja a LED-eket. Ha a várt 20...30mA helyett 2...3A derül ki, akkor vagy hiba van a számításokban, vagy rosszul olvasták le a kondenzátor jelöléseket.

Megvilágított kapcsolók

Itt a LED-ek világítási hálózathoz való csatlakoztatásának másik módszerére összpontosíthat. Ha szétszerel egy ilyen kapcsolót, azt tapasztalja, hogy nincsenek ott védődiódák. Szóval, minden csak hülyeség fölé van írva? Egyáltalán nem, csak a szétszerelt kapcsolót, pontosabban az ellenállás értékét kell jobban megnézni. Általános szabály, hogy a névleges értéke legalább 200 KOhm, talán még egy kicsit több is. Ebben az esetben nyilvánvaló, hogy a LED-en keresztüli áram körülbelül 1 mA-re korlátozódik. A háttérvilágítású kapcsolóáramkör a 4. ábrán látható.

4. ábra LED bekötési rajz egy háttérvilágítású kapcsolóban

Itt egy ellenállás több legyet is megöl egy csapásra. Természetesen a LED-en áthaladó áram kicsi lesz, gyengén világít, de elég erősen ahhoz, hogy ezt a fényt egy sötét éjszakában lássuk a szobában. De napközben erre a ragyogásra egyáltalán nincs szükség! Tehát hagyd magad észrevétlenül ragyogni.

Ebben az esetben a fordított áram is gyenge lesz, olyan gyenge, hogy semmiképpen sem égeti el a LED-et. Ezért pontosan egy védődiódát takarít meg, amelyet fent leírtunk. Ha évente több millió, sőt akár milliárdnyi kapcsolót gyártunk, jelentős megtakarítás érhető el.

Úgy tűnik, hogy a LED-ekről szóló cikkek elolvasása után a használatukkal kapcsolatos minden kérdés világos és érthető. De még mindig sok finomság és árnyalat van a LED-ek bekapcsolásakor különféle sémák. Például párhuzamos és soros csatlakozások, vagy más szóval jó és rossz áramkörök.

Néha több tucat LED-ből álló füzért szeretne összeállítani, de hogyan kell kiszámítani? Hány LED-et lehet sorba kötni, ha van 12 vagy 24 V feszültségű táp? Ezeket és más kérdéseket a következő cikkben tárgyaljuk, amelyet „Jó és rossz LED-áramkörök”-nek nevezünk.

Mára a LED-ek iránti érdeklődés jelentősen megnőtt, mert ők jelentik a világítás jövőjét. Felmerül a kérdés, hogyan csatlakozik a LED egy 220 V-os hálózathoz, amelyre ebben a cikkben részletesen válaszolunk. Figyelembe vesszük a tápfeszültséget, a kivezetéseket, a kivezetéseket, a kapcsolási rajzokat és a különféle számításokat is.

A LED egy félvezető eszköz, ahol az elektromos áram fénnyé alakul. A dióda csak egy irányba engedi az áramot. A LED-ek 220 V-ra vannak csatlakoztatva az összes jellemzőnek megfelelő meghajtónak köszönhetően.

A séma szerinti csatlakozás lehet párhuzamos vagy soros. A LED-et tartós ház, hosszú és megbízható működés jellemzi.

A hagyományos jelző LED 5 mm átmérőjű epoxi házban és két érintkező vezetékkel készül az elektromos áramkörökhöz való csatlakozáshoz: egy anód és egy katód. Vizuálisan eltérő hosszúságúak. Az új, vágott érintkezők nélküli eszköz rövidebb katóddal rendelkezik.

Egy egyszerű szabály segít megjegyezni ezt a pozíciót: mindkét szó „K” betűvel kezdődik:
1. katód;
2. Röviden szólva.

Amikor a LED lábak le vannak vágva, az anód meghatározható úgy, hogy 1,5 voltos feszültséget kapcsolunk az érintkezőkre egy egyszerű AA elem: A fény akkor jelenik meg, ha a polaritás egyezik.

Hogyan működik a LED? A fénykibocsátó aktív félvezető egykristály formája van téglalap alakú paralelepipedon. Alumíniumötvözetből készült parabola alakú reflektor közelébe kerül, és nem vezető tulajdonságú hordozóra szerelik.

A végén a fény átlátszó test készült polimer anyagok Van egy lencse, amely fókuszálja a fénysugarakat. A reflektorral együtt optikai rendszert alkot, amely alakítja a sugárzási fluxus szögét. Jellemzője a LED iránymintája.

Jellemzi a fénynek a teljes szerkezet geometriai tengelyétől az oldalakra való eltérését, ami fokozott szóráshoz vezet. Ez a jelenség a gyártás során fellépő kisebb technológiai hibák, valamint az optikai anyagok működés közbeni elöregedése és néhány egyéb tényező miatt következik be.

A ház alján egy alumínium vagy sárgaréz szíj lehet, amely radiátorként szolgál az elektromos áram áthaladása során keletkező hő eltávolítására.

Ez a tervezési elv széles körben elfogadott. Ennek alapján más félvezető fényforrásokat hoznak létre, más szerkezeti elemek felhasználásával.

A félvezető kristály izzása akkor következik be, amikor az elektronok és a lyukak rekombinálódnak a pn átmenet tartományában. A pn átmenet tartomány két félvezető érintkezésével jön létre különböző típusok vezetőképesség. Ennek érdekében a félvezető kristály közel érintkező rétegeit különböző szennyeződésekkel adalékolják: az egyik oldalon akceptor szennyeződések, a másikon donor szennyeződések.

A spektrum sárga-zöld, sárga és vörös tartományában kibocsátó gallium-foszfid és arzenid alapú LED-eket még a múlt század 60-as és 70-es éveiben fejlesztették ki. Fényjelzőkben, kijelzőkben, autók és repülőgépek műszerfalaiban, reklámképernyőkben és különféle információs vizualizációs rendszerekben használták őket.

Fényteljesítmény szempontjából a LED-ek közönséges izzólámpák. Tartósságban, megbízhatóságban és biztonságban is felülmúlták őket. Sokáig nem volt kék, kék-zöld és fehér LED.

A LED színe attól függ, hogy mekkora sávban egyesülnek az elektronok és a lyukak, vagyis a félvezető anyagától és az adalékanyag-szennyeződésektől. Minél „kék” a LED, annál nagyobb a kvantum energiája, ami azt jelenti, hogy minél nagyobbnak kell lennie a sávszélességnek.

Kék LED-eket lehetett előállítani nagy sávszélességű félvezetőkből - szilícium-karbidból, a II. és IV. csoport elemeinek vegyületeiből vagy a III. csoport elemeinek nitridjéből. A SiC-alapú LED-ek azonban túl alacsony hatásfokkal és alacsony kvantumhozammal rendelkeznek (vagyis a kibocsátott kvantumok száma rekombinált páronként).

A cink-szelenid ZnSe szilárd oldatán alapuló LED-ek kvantumhozama nagyobb volt, de a nagy ellenállás miatt túlmelegedtek és rövid életűek voltak. Az első kék LED-et gallium-nitrid filmek felhasználásával állították elő zafír hordozóra.

A kvantumhozam a rekombinált elektron-lyuk páronként kibocsátott fénykvantumok száma. Különbséget tesznek a belső és a külső kvantumhatékonyság között. Belső - magában a pn csomópontban, külső - az eszköz egésze számára (végül is a fény elveszhet „útközben” - elnyelődik, szóródik).

A jó hőelvezetésű kristályok belső kvantumhatékonysága eléri a 100%-ot, a rekord külső kvantumhatásfoka a piros LED-eknél 55%, a kék LED-eknél pedig 35%. A külső kvantumhatékonyság a LED-ek hatékonyságának egyik fő jellemzője.

A LED-ekből származó fehér fény többféleképpen nyerhető. Az első a színek keverése RGB technológia segítségével. A piros, kék és zöld LED-ek sűrűn vannak elhelyezve egy mátrixon, amelynek sugárzását optikai rendszerrel, például lencsével keverik össze. Az eredmény fehér fény.

A második módszer az, hogy egy ultraibolya tartományban sugárzó LED felületére három foszfort visznek fel (vannak ilyenek), amelyek kék, zöld és piros fényt bocsátanak ki. Fénycső elve alapján.

A harmadik módszer az, amikor egy kék LED-re sárga-zöld vagy zöld-piros foszfort viszünk fel. Ebben az esetben két vagy három sugárzás keveredik, fehér vagy közel fehér fényt képezve.

Annak ellenére, hogy a LED 1. számú elektromos paramétere a névleges áram, a számításokhoz gyakran ismerni kell a kapcsai feszültségét. A „LED feszültség” kifejezés a pn átmeneten lévő potenciálkülönbséget jelenti nyitott állapotban.

Ez egy referenciaparaméter, és más jellemzőkkel együtt szerepel a félvezető eszköz útlevelében. 3, 9 vagy 12 volt... Gyakran találkozik olyan példányokkal, amelyekről semmit sem tudni. Tehát hogyan lehet megtudni a feszültségesést egy LED-en?

• Elméleti módszer

Kiváló támpont ebben az esetben a fény színe, a félvezető eszköz külső formája és mérete. Ha a LED ház átlátszó keverékből készül, akkor a színe rejtély marad, amit egy multiméter segít megoldani.

Ehhez fordítsa el a digitális teszter kapcsolóját a „szakadás ellenőrzése” állásba, és a szondákkal egyenként érintse meg a LED-kivezetéseket. Az egészséges elem előretoltságban enyhe fényt mutat a kristályból. Így nem csak a ragyogás színére, hanem a félvezető eszköz teljesítményére is levonhatunk következtetést.

A különböző színű fénykibocsátó diódák különböző félvezető anyagokból készülnek. A félvezető kémiai összetétele nagymértékben meghatározza a LED-ek tápfeszültségét, pontosabban a pn átmenet feszültségesését.

Tekintettel arra, hogy a kristályok előállításához több tucat kémiai vegyületet használnak, nincs pontos feszültség minden azonos színű LED-hez. Van azonban egy bizonyos értéktartomány, amely gyakran elegendő az elektronikus áramkör elemeinek előzetes számításainak elvégzéséhez.

Egyrészt a ház mérete és megjelenése nem befolyásolja a LED előremenő feszültségét. De másrészt. a lencsén keresztül látható a sorba köthető kibocsátó kristályok száma. Az SMD LED-ekben lévő foszforréteg kristályok egész láncát képes elrejteni.

Feltűnő példa erre a Cree miniatűr, többchipes LED-jei, amelyek feszültségesése gyakran jóval 3 volt felett van. IN utóbbi években Megjelentek a fehér SMD LED-ek, melyek háza 3 db sorba kapcsolt kristályt tartalmaz. Gyakran megtalálhatók a kínai 220 voltos LED-lámpákban.

Természetesen multiméterrel nem lehet ellenőrizni a LED-kristályok használhatóságát egy ilyen lámpában. A standard teszter akkumulátor 9 V-ot termel, a háromkristályos fehér fénykibocsátó dióda minimális válaszfeszültsége pedig 9,6 V. Létezik egy kétkristályos módosítás is, 6 voltos válaszküszöb mellett.

• Gyakorlati módszer

Gyakorlati mérésekkel nyerhetjük a legpontosabb adatokat a LED-en keresztüli előremenő feszültségesésről. Ehhez szabályozott tápegységre (PSU) lesz szüksége. DC 0 és 12 volt közötti feszültséggel, voltmérővel vagy multiméterrel és 510 ohmos ellenállással (több is lehetséges). A vizsgálathoz szükséges laboratóriumi áramkör az ábrán látható.

Itt minden egyszerű: egy ellenállás korlátozza az áramot, és egy voltmérő figyeli a LED előremenő feszültségét. Az áramforrás feszültségének egyenletes növelésével figyelje meg a voltmérő leolvasásának növekedését. A kioldási küszöb elérésekor a LED fényt bocsát ki.

Egy ponton a fényerő eléri a névleges értéket, és a voltmérő leolvasása abbamarad az éles növekedés. Ez azt jelenti, hogy a p-n átmenet nyitva van, és a tápegység kimenetének további feszültségnövekedése csak az ellenállásra vonatkozik. A képernyőn megjelenő áram a LED névleges előremenő feszültsége lesz.

Ha továbbra is növeli az áramkör tápellátását, akkor csak a félvezetőn áthaladó áram növekszik, és a potenciálkülönbség legfeljebb 0,1-0,2 V-tal változik. A túlzott áram a kristály túlmelegedéséhez és a p-n átmenet elektromos meghibásodásához vezet.

Ha a LED üzemi feszültsége körülbelül 1,9 voltra van állítva, de nem világít, akkor az infravörös dióda tesztelhető. Ennek ellenőrzéséhez a sugárzás áramlását a bekapcsolt telefon kamerájára kell irányítani. Egy fehér foltnak kell megjelennie a képernyőn.

Szabályozott tápegység hiányában 9 V-on táplálhatja a LED „koronáját”. A méréseknél 3 vagy 9 voltos hálózati adapter is használható, amely egyenirányított stabilizált feszültséget állít elő, és újraszámolja az ellenállás értékét. .

A probléma megoldásának csak 3 módja van:

• Szerkezetileg

A világszerte elfogadott szabványok szerint egy normál LED-en (nem SMD típusú) mindig a hosszú láb a „+” vagy az anód. Ahhoz, hogy egy LED működjön, pozitív félhullámot kell rá táplálni. A rövid pedig a katód.

• Multiméter segítségével

Az ellenőrzéshez az eszközkapcsolót „Teszt” módba kell állítani, és a piros multiméter szondát az anódra, a fekete szondát a katódra kell telepíteni. Ennek eredményeként a LED-nek világítania kell. Ha ez nem történik meg, meg kell változtatni a polaritást (fekete az anódhoz, és piros a katódhoz).

• Vizuálisan

Ha alaposan megnézi a LED-et, 2 tippet láthat a kristály közelében. A nagyobb a katód, a kisebb az anód.

Pinout alatt általában a LED megjelenését (testkialakítását) értjük. Mindegyik gyártó saját házában gyártja a LED-eket, a szerkezettől és a céltól függően. Nincs egységes szabvány, mint a LED-es lámpáknál.

A LED-kivezetésre nincs egységes szabvány. Minden gyártó úgy tesz, ahogy jónak látja. Ennek eredményeként az üzletek polcain rengeteg LED-et kapunk, különböző alakúak, megjelenés, design.

A teljes készletből még ki lehet emelni pár kisebb csoportot. Például a legelterjedtebb egyszerű LED-ek tartós műanyagból vagy üvegből készült átlátszó vagy színes házban készülnek, henger alakúak, széle leggyakrabban lekerekített.

A drágább LED-ek több részből állnak: egy alapból és egy lencséből. Az alapon vezető sávok találhatók, az objektív kiváló minőségű anyagból készült, amely fényszóróként szolgál.

Az alap kör vagy négyzet formájában készül. A négyzet polaritását egy ferde sarok jelzi. Például a CREE LED-ek így néznek ki:

Az elektronikus egységek javítása során nem szabványos kivezetés léphet fel, és ez bizonyos nehézségeket okozhat a polaritás meghatározásában. A LED kivezetése határozza meg a polaritását, ennek ismerete szükséges a ill helyes telepítés LED az áramkörbe.

A polaritást nem mindig lehet meghatározni a szokásos módokon, a LED nem szabványos kivezetése miatt: a ház speciális szerkezete, az egyik LED megvastagodása és egyéb okok miatt. Ezért ilyen esetekben, bármit is mondjunk, elektromos méréshez kell folyamodnia.

Az ábrán a LED egy szabályos diódaként van jelölve, két nyíllal oldalra, jelezve a fénykibocsátást. Maga a dióda körben vagy anélkül is ábrázolható.

A háromszög orrának oldalán egy katód, a háromszög hátoldalán pedig egy anód található. Néha a diagramon láthatja az anód és a katód megjelölését A és K vagy + és - betűk formájában, amelyek rendre anódot és katódot, illetve pluszt és mínuszt jelölnek.

A félvezető elemet a hazai áramkörökön HL (HL1, HL2 stb.) betűkkel írják alá - ez a GOST szerint. Külföldi szabványokban a diagramon lévő LED-jelölés hasonló az oroszhoz. Egy másik szóval van aláírva - LED (LED1, LED2, LED3 stb.), ami angol fordításban a light-emitting diode - light-emitting diode kifejezést jelenti.

Ne keverje össze a diagramon szereplő LED-ek jelölését a fotodiódával. Első pillantásra úgy tűnhet, hogy ugyanazok, azonban közelebbről megvizsgálva egy jelentős különbség látható: a fotoellenállás nyilai a dióda felé mutatnak (egy háromszög, amelynek éles végén egy pálca).

A második különbség a fotoellenállás betűjelölése - VD vagy VB, ami fotocellát jelent.

Végezetül szeretném elmondani, hogy a címkézés nagyon fontos. A dekódolás ismerete lehetővé teszi a LED fő paramétereinek meghatározását az adatlap megnyitása nélkül. Irreális megjegyezni az összes gyártó jelölését, és nem kell tudni a főbb márkák dekódolását.

at soros csatlakozás Egy áramkorlátozó ellenálláson keresztül több LED-et szerelnek egy láncba úgy, hogy az előző katódját a következő anódjára forrasztják:

Az áramkörben egy áram (20mA) fog átfolyni az összes LED-en, és a feszültségszint az egyes LED-eken bekövetkező feszültségesés összegéből áll. Ez azt jelenti, hogy ezzel a kapcsolási rajzzal nem tud beépíteni tetszőleges számú LED-et az áramkörbe, mert feszültségesés korlátozza.

A feszültségesés az a feszültségszint, amelyet egy fénykibocsátó dióda fényenergiává (izzássá) alakít át.

Például az áramkörben a feszültségesés egy LED-en 3 volt. Összesen 3 LED van az áramkörben. Tápellátás 12V. Úgy vesszük, 3 Volt * 3 led = 9 V - feszültségesés.

Egyszerű számítások után azt látjuk, hogy 4-nél több LED-et (3 * 4 = 12V) nem tudunk beépíteni egy soros kapcsolási áramkörbe, normál autó akkumulátorról (vagy más 12 V-os feszültségű forrásról) táplálva azokat.

Ha több LED-et szeretnénk sorba kötni, akkor nagyobb teljesítményű tápra lesz szükségünk.

Ezt a sémát gyakran megtalálták a karácsonyfa füzérekben, azonban egy jelentős hátránya miatt a modern LED-füzéreket használják vegyes kapcsolat. Az alábbiakban megnézzük, mi a hátránya.

A soros csatlakozás hátrányai:
1. Ha legalább egy elem meghibásodik, az egész áramkör működésképtelenné válik.
2. Nagyszámú LED táplálásához nagyfeszültségű forrásra van szükség.

Ebben a helyzetben minden fordítva történik. Minden LED-nek azonos feszültségszintje van, és az áramerősség a rajtuk áthaladó áramok összege.

A fentiek alapján arra a következtetésre jutunk, hogy ha van 12V-os forrásunk és 10 LED-ünk, akkor a tápegységnek 0,2A (10 * 0,002) terhelést kell kibírnia. A fenti számítások alapján párhuzamos csatlakozáshoz 2,4 Ohm névleges értékű áramkorlátozó ellenállásra lesz szüksége (12 * 0,2).

Ez egy mély tévhit!!! Miért? A választ lent találja.

Az egyes LED-ek jellemzői, még az azonos sorozatúak és tételek esetében is, mindig eltérőek. Magyarán: ahhoz, hogy az egyik kigyulladjon, 20 mA névleges értékű áramot kell átvezetni rajta, a másiknál ​​ez a névleges érték már 25 mA lehet.

Így, ha csak egy ellenállás van beépítve az áramkörbe, amelynek névleges értékét korábban kiszámították, különböző áramok fognak átfolyni a LED-eken, ami túlmelegedést és meghibásodást okoz a 18 mA névleges értékű LED-eknél és a nagyobb teljesítményűeknél. csak a névleges érték 70%-án fog ragyogni.

A fentiek alapján érdemes megérteni, hogy párhuzamos csatlakoztatáskor mindegyikhez külön ellenállást kell beépíteni.

A párhuzamos csatlakozás hátrányai:
• Nagy számú elem.
• Ha az egyik dióda meghibásodik, a többi terhelése nő.

Ez a csatlakozási mód a legoptimálisabb. Az összes LED-szalag összeszerelése ezen elv alapján történik. Ez magában foglalja a párhuzamos és soros kapcsolatok kombinációját. A képen láthatod, hogyan készül:

Az áramkör nem egyes LED-ek, hanem azok soros láncainak párhuzamos csatlakoztatását jelenti. Ennek eredményeként, még ha egy vagy több lánc meghibásodik, a LED-füzér vagy szalag továbbra is egyformán világít.

Megnéztük a fő csatlakozási módokat egyszerű LED-ek. Most nézzük meg a nagy teljesítményű LED-ek csatlakoztatásának módjait, és milyen problémákkal találkozhat, ha nem megfelelően csatlakoztatja őket.

A LED egy olyan félvezető dióda, amelynek tápfeszültsége és árama sokkal alacsonyabb, mint egy háztartási elektromos hálózatban. Ha közvetlenül 220 voltos hálózatra csatlakozik, azonnal meghibásodik.

Ezért a fénykibocsátó diódát csak áramkorlátozó elemen keresztül szabad csatlakoztatni. A legolcsóbb és legkönnyebben összeszerelhető áramkörök ellenállás vagy kondenzátor formájában lefelé tartó elemmel.

Az első dolog, amit tudnia kell, ha 220 V-os hálózathoz csatlakozik, az az, hogy a névleges izzáshoz 20 mA áramnak kell áthaladnia a LED-en, és a feszültségesés rajta nem haladhatja meg a 2,2-3 V-ot. Ennek alapján ki kell számítani az áramkorlátozó ellenállás értékét a következő képlettel:

Ahol:
• 0,75 – LED megbízhatósági tényező;
• U teljesítmény az áramforrás feszültsége;
• Az U pad az a feszültség, amely leesik a fénykibocsátó diódán, és fényáramot hoz létre;
• I – rajta áthaladó névleges áram;
• R – ellenállás-besorolás az átmenő áram szabályozására.

Megfelelő számítások után az ellenállásértéknek 30 kOhm-nak kell megfelelnie.

Azonban ne felejtsük el, hogy az ellenállás kiemelkedik nagy számban feszültségesés miatti hő. Emiatt ezenkívül ki kell számítani ennek az ellenállásnak a teljesítményét a következő képlet segítségével:

A mi esetünkben U a tápfeszültség és a LED-en áteső feszültség közötti különbség. Megfelelő számítások után egy LED csatlakoztatásához az ellenállásteljesítmény 2W legyen.

Egy fontos pont, amelyre figyelni kell, amikor LED-et AC hálózathoz csatlakoztat, a fordított feszültségkorlátozás. Ezt a feladatot bármely szilícium-diódával könnyen meg lehet valósítani, amely nem kisebb, mint az áramkörben folyó áram. A dióda sorba van kötve az ellenállás után, vagy fordított polaritással párhuzamosan a LED-del.

Úgy vélik, hogy a fordított feszültség korlátozása nélkül is megtehető, mivel az elektromos meghibásodás nem károsítja a fénykibocsátó diódát. A fordított áram azonban túlmelegedést okozhat p-n csomópont, ami termikus tönkremenetelhez és a LED kristály tönkremeneteléhez vezet.

Szilíciumdióda helyett használhat egy második, hasonló előremenő áramú fénykibocsátó diódát, amely fordított polaritással párhuzamosan van bekötve az első LED-del. Az áramkorlátozó ellenállás áramkörök hátránya, hogy sok energiát igényelnek a disszipációhoz.

Ez a probléma különösen akkor válik aktuálissá, ha nagy áramfelvételű terhelést csatlakoztat. Ezt a problémát úgy oldják meg, hogy az ellenállást nem poláris kondenzátorra cserélik, amelyet az ilyen áramkörökben előtétnek vagy kioltásnak neveznek.

A váltakozó áramú hálózatra csatlakoztatott nem poláris kondenzátor ellenállásként viselkedik, de nem oszlatja el hő formájában az elfogyasztott energiát.

Ezekben az áramkörökben, amikor a tápfeszültséget kikapcsolják, a kondenzátor lemerületlen marad, ami sérülésveszélyt jelent áramütés. Ez a probléma könnyen megoldható egy 0,5 wattos, legalább 240 kOhm ellenállású sönt ellenállás csatlakoztatásával a kondenzátorra.

Ellenállás számítása LED-hez

A fenti áramkorlátozó ellenállású áramkörök mindegyikében az ellenállás kiszámítása Ohm törvénye szerint történik:

R = U/I

Ahol:
• U a tápfeszültség;
• I – LED üzemi áram.

Az ellenállás által disszipált teljesítmény P = U * I.

Ha az áramkört alacsony konvekciós csomagban kívánja használni, javasoljuk, hogy az ellenállás maximális teljesítménydisszipációját 30%-kal növelje.

Kioltókondenzátor számítása LED-hez

Az oltókondenzátor kapacitásának kiszámítása (μF-ben) a következő képlettel történik:

C = 3200*I/U

Ahol:
• I a terhelési áram;
• U – tápfeszültség.

Ez a képlet leegyszerűsített, de pontossága elegendő 1-5 gyengeáramú LED sorba kapcsolásához.

Az áramkör feszültséglökések és impulzuszaj elleni védelme érdekében legalább 400 V üzemi feszültségű oltókondenzátort kell választani.

Jobb, ha K73–17 típusú kerámia kondenzátort használ, amelynek üzemi feszültsége meghaladja a 400 V-ot vagy annak importált megfelelőjét. Elektrolit (poláris) kondenzátort nem szabad használni.

A 220 voltos jégmeghajtó áramkör nem más, mint impulzus blokk táplálás.

Házi készítésűként LED meghajtó 220 V-os hálózatról nézzük a legegyszerűbb, galvanikus leválasztás nélküli kapcsolóüzemű tápegységet. Az ilyen rendszerek fő előnye az egyszerűség és a megbízhatóság.

De legyen óvatos az összeszereléskor, mivel ennek az áramkörnek nincs áramkorlátja. A LED-ek lehúzzák a szükséges másfél ampert, de ha kézzel megérinti a csupasz vezetékeket, az áram eléri a tíz ampert, és egy ilyen áramütés nagyon észrevehető.

A 220 V-os LED-ek legegyszerűbb meghajtó áramköre három fő szakaszból áll:
1. kapacitív feszültségosztó;
2. dióda híd;
3. feszültségstabilizáló kaszkád.

Az első fokozat a C1 kondenzátor kapacitása ellenállással. Az ellenállás szükséges a kondenzátor önkisüléséhez, és nem befolyásolja magának az áramkörnek a működését. Besorolása nem különösebben kritikus, és 100 kOhm és 1 Mohm között lehet 0,5-1 W teljesítmény mellett. A kondenzátor szükségszerűen nem elektrolitikus 400-500 V-on (a hálózat effektív csúcsfeszültsége).

Amikor a feszültség félhulláma áthalad egy kondenzátoron, az áramot enged át, amíg a lemezek fel nem töltődnek. Minél kisebb a kapacitása, annál gyorsabban történik a teljes töltés. 0,3-0,4 μF kapacitás mellett a töltési idő a hálózati feszültség félhullám periódusának 1/10-e.

Beszélő egyszerű nyelven, a bejövő feszültségnek csak a tizede megy át a kondenzátoron.

A második fokozat egy diódahíd. Ő átalakul váltakozó feszültségállandóra. A félhullám feszültség nagy részét kondenzátorral levágva kb 20-24V egyenfeszültséget kapunk a diódahíd kimenetén.

A harmadik fokozat egy simító stabilizáló szűrő. A diódahíddal ellátott kondenzátor feszültségosztóként működik. Amikor a hálózat feszültsége megváltozik, a diódahíd kimenetén az amplitúdó is megváltozik.

A feszültség hullámosságának kiegyenlítésére az áramkörrel párhuzamosan egy elektrolit kondenzátort csatlakoztatunk. A kapacitása a terhelésünk teljesítményétől függ. A meghajtó áramkörben a LED-ek tápfeszültsége nem haladhatja meg a 12 V-ot. Az L7812 közös elem stabilizátorként használható.

Összeszerelt áramkör LED lámpa 220 V-on azonnal működésbe lép, de mielőtt a hálózathoz csatlakoztatná, gondosan szigetelje le az összes szabaddá vált vezetéket és az áramköri elemek forrasztási pontját.

A hálózaton hatalmas számú meghajtó áramkör található a 220 V-os hálózatból származó LED-ekhez, amelyek nem rendelkeznek áramstabilizátorral.

Minden transzformátor nélküli meghajtóval a probléma a kimeneti feszültség hullámzása, és ezáltal a LED-ek fényereje. A diódahíd után beépített kondenzátor részben megbirkózik ezzel a problémával, de nem oldja meg teljesen.

A diódákon 2-3V amplitúdójú hullámzás lesz. Ha 12V-os stabilizátort szerelünk az áramkörbe, még a hullámzást is figyelembe véve, a bejövő feszültség amplitúdója nagyobb lesz, mint a levágási tartomány.

Ezért a diódalámpák meghajtója, még akkor is, ha saját kezűleg van összeszerelve, nem lesz alacsonyabb pulzálási szinten, mint a drága gyári lámpák hasonló egységei.

Mint látható, a vezető összeszerelése saját kezűleg nem különösebben nehéz. Az áramköri elemek paramétereinek változtatásával a kimeneti jel értékeit széles tartományon belül változtathatjuk.

Ha szeretne egy áramkört összeállítani egy ilyen diagram alapján LED spotlámpa 220 V-on célszerű a végfokozatot 24V-os feszültségre alakítani megfelelő stabilizátorral, mivel az L7812 kimeneti árama 1,2A, ez 10W-ra korlátozza a terhelési teljesítményt.

Erősebb fényforrások esetén vagy növelni kell a kimeneti fokozatok számát, vagy többet kell használni erős stabilizátor legfeljebb 5A kimeneti árammal, és szerelje fel radiátorra.

Ezt tudnod kell

A legfontosabb dolog az, hogy emlékezzen a biztonsági óvintézkedésekre. A bemutatott áramkörök 220 V AC tápfeszültséggel működnek, ezért az összeszerelés során különös figyelmet igényelnek. A LED hálózathoz történő csatlakoztatását szigorúan a kapcsolási rajznak megfelelően kell végrehajtani.

A diagramtól való eltérés vagy hanyagság rövidzárlathoz vagy az egyes alkatrészek meghibásodásához vezethet. Az első bekapcsoláskor ajánlatos egy ideig hagyni a szerelvényt, hogy megbizonyosodjon arról, hogy stabilan áll, és nem melegíti túl az elemeket.