Teraz sa LED osvetlenie stalo veľmi populárnym. Ide o to, že toto osvetlenie je nielen dostatočne výkonné, ale aj cenovo výhodné. LED diódy sú polovodičové diódy v epoxidovom obale.
Spočiatku boli dosť slabé a drahé. Ale neskôr boli do výroby uvoľnené veľmi jasné biele a modré diódy. V tom čase ich trhová cena klesla. V súčasnosti existujú LED diódy takmer akejkoľvek farby, čo bolo dôvodom ich použitia v rôznych oblastiach činnosti. Patria sem osvetlenie rôznych miestností, podsvietenie obrazoviek a značiek, použitie na dopravných značkách a semaforoch, v interiéri a svetlometoch áut, v mobilných telefónoch atď.
Popis
LED diódy spotrebúvajú málo elektriny, výsledkom čoho je, že takéto osvetlenie postupne nahrádza už existujúce svetelné zdroje. V špecializovaných predajniach si môžete kúpiť rôzne položky založené na LED osvetlení, od bežnej lampy a LED pásika,končiac LED panelmi. Všetky majú spoločné to, že ich pripojenie vyžaduje prúd 12 alebo 24 V.
Na rozdiel od iných svetelných zdrojov, ktoré používajú vyhrievacie teleso, tento používa polovodičový kryštál, ktorý generuje optické žiarenie pri privedení prúdu.
Aby ste pochopili schémy pripojenia LED diód do 220V siete, musíte najprv povedať, že nie je možné ju napájať priamo z takejto siete. Preto, aby ste mohli pracovať s LED diódami, musíte dodržiavať určitú postupnosť ich pripojenia k sieti vysokého napätia.
Elektrické vlastnosti LED
Charakteristika prúdového napätia LED je strmá. To znamená, že ak sa napätie aspoň trochu zvýši, prúd sa prudko zvýši, čo povedie k prehriatiu LED s následným vyhorením. Aby ste tomu zabránili, musíte do obvodu zahrnúť obmedzovací odpor.
Je však dôležité nezabudnúť na maximálne povolené spätné napätie LED 20 V. A ak je pripojené k sieti s obrátenou polaritou, dostane amplitúdové napätie 315 voltov, teda 1,41 krát viac ako súčasná. Faktom je, že prúd v 220-voltovej sieti je striedavý a spočiatku pôjde jedným smerom a potom späť.
Aby sa zabránilo pohybu prúdu v opačnom smere, spínací obvod LED by mal byť nasledovný: v obvode je zahrnutá dióda. Neprejde spätným napätím. V tomto prípade musí byť pripojenie paralelné.
Ďalšia schéma pripojenia LED k sieti 220volt je inštalácia dvoch LED diód chrbtom k sebe.
Pokiaľ ide o napájanie zo siete so zhášacím odporom, toto nie je najlepšia možnosť. Pretože rezistor bude vydávať silný výkon. Ak napríklad použijete odpor 24 kΩ, stratový výkon bude približne 3 watty. Keď je dióda zapojená do série, výkon sa zníži na polovicu. Spätné napätie na dióde by malo byť 400 V. Keď sa rozsvietia dve protiľahlé LED diódy, môžete umiestniť dva dvojwattové odpory. Ich odpor by mal byť dvakrát menší. To je možné, keď sú v jednom puzdre dva kryštály rôznych farieb. Zvyčajne je jeden kryštál červený a druhý zelený.
Pri použití odporu 200 kΩ nie je potrebná ochranná dióda, pretože spätný prúd je malý a nezničí kryštál. Táto schéma pripojenia LED diód k sieti má jedno mínus - malý jas žiarovky. Dá sa použiť napríklad na osvetlenie vypínača v miestnosti.
Vzhľadom na to, že prúd v sieti je striedavý, nedochádza tak k plytvaniu elektrickou energiou na ohrev vzduchu pomocou obmedzovacieho odporu. Kondenzátor robí svoju prácu. Koniec koncov, prechádza striedavým prúdom a nezohrieva sa.
Je dôležité si zapamätať, že oba polcykly siete musia prejsť cez kondenzátor, aby prešiel striedavým prúdom. A keďže LED vedie prúd len jedným smerom, je potrebné dať bežnú diódu (alebo inú prídavnú LED) opačným smerom.paralelne s LED. Potom preskočí druhú polovicu tretiny.
Keď je obvod na pripojenie LED k 220 V sieti vypnutý, na kondenzátore zostane napätie. Niekedy dokonca plná amplitúda pri 315 V. To hrozí zásahom elektrickým prúdom. Aby sa tomu zabránilo, je potrebné okrem kondenzátora zabezpečiť aj vysokohodnotný vybíjací odpor, ktorý po odpojení od siete okamžite vybije kondenzátor. Cez tento odpor preteká malé množstvo prúdu počas normálnej prevádzky bez jeho zahrievania.
Na ochranu pred pulzným nabíjacím prúdom a ako poistku sme vložili odpor s nízkym odporom. Kondenzátor musí byť špeciálny, ktorý je určený pre obvod striedavého prúdu minimálne 250 V alebo 400 V.
Schéma poradia LED zahŕňa inštaláciu žiarovky z niekoľkých LED zapojených do série. Pre tento príklad stačí jedna počítacia dióda.
Keďže úbytok napätia na rezistore bude menší, celkový úbytok napätia na diódach LED sa musí odpočítať od zdroja energie.
Je potrebné, aby inštalovaná dióda bola navrhnutá na prúd podobný prúdu prechádzajúcemu cez LED a spätné napätie sa musí rovnať súčtu napätí na LED. Najlepšie je použiť párny počet LED diód a pripojiť ich k sebe.
V jednom reťazci môže byť viac ako desať LED. Na výpočet kondenzátora je potrebné odpočítať od amplitúdového napätia siete 315 V súčet poklesu napätia LED. V dôsledku toho nájdeme počet klesajúcichnapätie na kondenzátore.
Chyby pripojenia LED
- Prvou chybou je pripojenie LED bez obmedzovača priamo k zdroju. V tomto prípade LED zlyhá veľmi rýchlo kvôli nedostatku kontroly nad množstvom prúdu.
- Druhou chybou je pripojenie LED inštalovaných paralelne k spoločnému odporu. Vzhľadom na to, že existuje rozptyl parametrov, jas LED diód bude iný. Okrem toho, ak jedna z LED diód zlyhá, prúd druhej LED sa zvýši, v dôsledku čoho môže dôjsť k vyhoreniu. Takže keď sa použije jeden odpor, LED diódy musia byť zapojené do série. To vám umožňuje ponechať rovnaký prúd pri výpočte odporu a pripočítať napätia LED diód.
- Tretia chyba je, keď sa LED diódy, ktoré sú navrhnuté pre rôzne prúdy, zapínajú v sérii. To spôsobí, že jeden z nich slabo horí, alebo naopak – opotrebováva sa.
- Štvrtou chybou je použitie odporu, ktorý nemá dostatočný odpor. Z tohto dôvodu bude prúd pretekajúci cez LED príliš veľký. Časť energie sa pri nadhodnotenom prúdovom napätí premení na teplo, čo vedie k prehriatiu kryštálu a výraznému zníženiu jeho životnosti. Dôvodom sú defekty kryštálovej mriežky. Ak sa prúdové napätie ešte viac zvýši a p-n prechod sa zahreje, povedie to k zníženiu vnútorného kvantového výťažku. Ako výsledokjas LED klesne a kryštál sa zničí.
- Piatou chybou je zapnutie LED na 220V, ktorej obvod je veľmi jednoduchý, bez obmedzenia spätného napätia. Maximálne povolené spätné napätie pre väčšinu LED je približne 2 V a spätné polovičné napätie ovplyvňuje pokles napätia, ktorý sa rovná napájaciemu napätiu, keď je LED vypnutá.
- Šiestym dôvodom je použitie rezistora, ktorého výkon je nedostatočný. To vyvoláva silné zahrievanie odporu a proces tavenia izolácie, ktorá sa dotýka jeho drôtov. Potom farba začne horieť a pod vplyvom vysokých teplôt dochádza k deštrukcii. Je to preto, že rezistor rozptyľuje iba výkon, na ktorý bol navrhnutý.
Schéma zapnutia výkonnej LED diódy
Na pripojenie výkonných LED je potrebné použiť AC / DC prevodníky, ktoré majú stabilizovaný prúdový výstup. Tým sa eliminuje potreba rezistora alebo IC ovládača LED. Zároveň môžeme dosiahnuť jednoduché pripojenie LED, pohodlné používanie systému a zníženie nákladov.
Pred zapnutím výkonných LED sa uistite, že sú pripojené k zdroju napájania. Nepripájajte systém k zdroju napájania, ktorý je pod napätím, inak LED diódy zlyhajú.
5050 LED. Charakteristika. Schéma zapojenia
Nízkoenergetické LED diódy zahŕňajú aj povrchové diódy LED (SMD). Najčastejšie sa používajú napodsvietenie tlačidiel v mobilnom telefóne alebo na ozdobný LED pás.
5050 LED diódy (veľkosť tela: 5 x 5 mm) sú polovodičové svetelné zdroje, ktorých priepustné napätie je 1,8-3,4 V a sila jednosmerného prúdu pre každý kryštál je až 25 mA. Zvláštnosťou LED diód SMD 5050 je, že ich dizajn pozostáva z troch kryštálov, ktoré umožňujú LED vyžarovať viacero farieb. Nazývajú sa RGB LED. Ich telo je vyrobené z tepelne odolného plastu. Difúzna šošovka je priehľadná a naplnená epoxidovou živicou.
Aby 5050 LED diód vydržalo čo najdlhšie, musia byť zapojené do série s menovitým odporom. Pre maximálnu spoľahlivosť obvodu je lepšie pripojiť samostatný odpor pre každý reťazec.
Schémy zapínania blikajúcich LED diód
Blikanie LED je LED s integrovaným generátorom impulzov. Frekvencia záblesku je od 1,5 do 3 Hz.
Napriek tomu, že blikajúca LED dióda je pomerne kompaktná, obsahuje čip polovodičového generátora a ďalšie prvky.
Pokiaľ ide o napätie blikajúcej LED, je univerzálne a môže sa meniť. Napríklad pre vysoké napätie je to 3-14 voltov a pre nízke napätie je to 1,8-5 voltov.
Pozitívne vlastnosti blikajúcej LED teda zahŕňajú okrem malých rozmerov a kompaktnosti svetelného signalizačného zariadenia aj široký rozsah prípustného napätia. Okrem toho môže vyžarovať rôzne farby.
V samostatných typoch blikaniaLED diódy sú zabudované v približne troch viacfarebných LED diódach, ktoré majú rôzne intervaly blikania.
Blikanie LED diód je tiež celkom ekonomické. Faktom je, že elektronický obvod na zapínanie LED je vyrobený na MOS štruktúrach, vďaka čomu je možné samostatnú funkčnú jednotku nahradiť blikajúcou diódou. Kvôli svojej malej veľkosti sa blikajúce LED diódy často používajú v kompaktných zariadeniach, ktoré vyžadujú malé rádiové prvky.
Na diagrame sú blikajúce LED diódy indikované rovnakým spôsobom ako obyčajné, jedinou výnimkou je, že čiary šípok nie sú len rovné, ale bodkované. Symbolizujú teda blikanie LED.
Cez priehľadné telo blikajúcej LED diódy môžete vidieť, že pozostáva z dvoch častí. Tam je na zápornom vývode katódovej základne kryštál diódy vyžarujúcej svetlo a na vývode anódy je čip oscilátora.
Všetky komponenty tohto zariadenia sú prepojené pomocou troch zlatých prepojok. Ak chcete rozlíšiť blikajúcu LED od bežnej, stačí sa pozrieť na priehľadné puzdro vo svetle. Tu môžete vidieť dva substráty rovnakej veľkosti.
Na jednom substráte je kocka kryštalického žiariča svetla. Je vyrobený zo zliatiny vzácnych zemín. Na zvýšenie svetelného toku a ohniska, ako aj na vytvorenie obrazca žiarenia sa používa parabolický hliníkový reflektor. Tento reflektor v blikajúcej LED má menšiu veľkosť ako v normálnom. Je to preto, že v druhom polpuzdro obsahuje substrát s integrovaným obvodom.
Tieto dva substráty sú navzájom spojené pomocou dvoch zlatých drôtených mostíkov. Pokiaľ ide o telo blikajúcej LED, môže byť vyrobené buď z matného plastu rozptyľujúceho svetlo alebo z priehľadného plastu.
Vzhľadom k tomu, že žiarič v blikajúcej LED nie je umiestnený na osi symetrie tela, je potrebné pre fungovanie rovnomerného osvetlenia použiť monolitický farebný difúzny svetlovod.
Prítomnosť priehľadného krytu možno nájsť iba v blikajúcich LED diódach veľkého priemeru, ktoré majú úzky vzor žiarenia.
Blikací LED generátor pozostáva z vysokofrekvenčného hlavného oscilátora. Jeho práca je konštantná a frekvencia je približne 100 kHz.
Spolu s vysokofrekvenčným generátorom funguje aj delič na logických prvkoch. Ten zase rozdeľuje vysokú frekvenciu až na 1,5-3 Hz. Dôvodom použitia vysokofrekvenčného generátora s frekvenčným deličom je, že prevádzka nízkofrekvenčného generátora vyžaduje kondenzátor s najväčšou kapacitou pre časovací obvod.
Zvýšenie vysokej frekvencie na 1-3 Hz vyžaduje prítomnosť deličov na logických prvkoch. A dajú sa celkom jednoducho aplikovať na malý priestor polovodičového kryštálu. Na polovodičovom substráte sa okrem deliča a hlavného vysokofrekvenčného oscilátora nachádza ochranná dióda a elektronický spínač. Reštriktívneodpor je zabudovaný do blikajúcich LED diód, ktoré sú dimenzované na napätie 3 až 12 voltov.
Nízkonapäťové blikajúce LED diódy
Pokiaľ ide o nízkonapäťové blikajúce LED diódy, tie nemajú obmedzovací odpor. Pri reverznom napájaní je potrebná ochranná dióda. Je to nevyhnutné, aby sa predišlo zlyhaniu mikroobvodu.
Aby vysokonapäťové blikajúce LED diódy fungovali dlho a plynulo, napájacie napätie by nemalo presiahnuť 9 voltov. Ak sa napätie zvýši, stratový výkon blikajúcej LED sa zvýši, čo povedie k zahrievaniu polovodičového kryštálu. Následne sa v dôsledku nadmerného zahrievania začne zhoršovať blikajúca LED.
Ak je potrebné skontrolovať stav blikajúcej LED, aby ste to urobili bezpečne, môžete použiť 4,5 V batériu a 51 ohmový odpor zapojené do série s LED. Výkon odporu musí byť aspoň 0,25 W.
Inštalácia LED diód
Inštalácia LED diód je veľmi dôležitá záležitosť z toho dôvodu, že priamo súvisí s ich životaschopnosťou.
Keďže LED diódy a mikroobvody nemajú radi statický náboj a prehrievanie, je potrebné spájkovať diely čo najrýchlejšie, maximálne päť sekúnd. V tomto prípade musíte použiť spájkovačku s nízkym výkonom. Teplota hrotu by nemala presiahnuť 260 stupňov.
Pri spájkovaní môžete dodatočne použiť lekársku pinzetu. Pinzeta LEDje upnutý bližšie k puzdru, vďaka čomu sa pri spájkovaní vytvára dodatočný odvod tepla z kryštálu. Aby sa nohy LED nelámali, nesmú byť veľmi ohnuté. Mali by zostať navzájom rovnobežné.
Aby sa predišlo preťaženiu alebo skratu, zariadenie musí byť vybavené poistkou.
Schéma pre plynulé zapínanie LED diód
Schéma jemného zapínania a vypínania LED je populárna medzi ostatnými a zaujímajú sa o ňu majitelia áut, ktorí chcú svoje autá vyladiť. Táto schéma sa používa na osvetlenie interiéru auta. Ale to nie je jeho jediná aplikácia. Používa sa aj v iných oblastiach.
Jednoduchý obvod mäkkého štartu LED by pozostával z tranzistora, kondenzátora, dvoch odporov a LED. Je potrebné zvoliť také odpory obmedzujúce prúd, ktoré dokážu prepustiť prúd 20 mA cez každý reťazec LED.
Obvod na plynulé zapínanie a vypínanie LED diód nebude úplný bez kondenzátora. Je to on, kto jej umožňuje zbierať. Tranzistor musí mať p-n-p-štruktúru. A prúd na kolektore by nemal byť menší ako 100 mA. Ak je obvod jemného rozbehu LED zmontovaný správne, na príklade osvetlenia interiéru auta sa LED diódy rozsvietia hladko do 1 sekundy a po zatvorení dverí sa plynulo vypnú.
Striedavé zapínanie LED diód. Diagram
Jedným zo svetelných efektov využívajúcich LED diódy je ich zapnutie jeden po druhom. Hovorí sa tomu bežiaci oheň. Takáto schéma funguje z autonómneho napájania. Pre jeho dizajn je použitý konvenčný spínač, ktorý postupne napája každú z LED.
Zvážte zariadenie pozostávajúce z dvoch mikroobvodov a desiatich tranzistorov, ktoré spolu tvoria hlavný oscilátor, samotné ovládanie a indexovanie. Z výstupu hlavného oscilátora sa impulz prenáša do riadiacej jednotky, ktorá je zároveň desiatkovým čítačom. Potom sa napätie privedie na základňu tranzistora a otvorí ju. Anóda LED je pripojená na kladný pól zdroja energie, čo vedie k žiareniu.
Druhý impulz tvorí logickú jednotku na nasledujúcom výstupe počítadla a na predchádzajúcom sa objaví nízke napätie a zatvorí tranzistor, čo spôsobí zhasnutie LED. Potom sa všetko deje v rovnakom poradí.
