Sada je LED rasvjeta postala vrlo popularna. Stvar je u tome što ova rasvjeta nije samo dovoljno snažna, već i isplativa. LED diode su poluvodičke diode u epoksidnoj ljusci.
U početku su bili prilično slabi i skupi. No kasnije su u proizvodnju puštene vrlo svijetle bijele i plave diode. Do tada je njihova tržišna cijena pala. Trenutno postoje LED diode gotovo svih boja, što je bio razlog njihove uporabe u različitim područjima djelatnosti. To uključuje osvjetljenje raznih prostorija, pozadinsko osvjetljenje ekrana i znakova, korištenje na prometnim znakovima i semaforima, u unutrašnjosti i farovima automobila, u mobilnim telefonima, itd.
Opis
LED troše malo električne energije, što rezultira time da takva rasvjeta postupno zamjenjuje postojeće izvore svjetlosti. U specijaliziranim prodavaonicama možete kupiti razne artikle bazirane na LED rasvjeti, od obične svjetiljke i LED trake,završavajući LED panelima. Ono što im je svima zajedničko je da njihova veza zahtijeva struju od 12 ili 24 V.
Za razliku od drugih izvora svjetlosti koji koriste grijaći element, ovaj koristi poluvodički kristal koji stvara optičko zračenje kada se primijeni struja.
Da biste razumjeli sheme za spajanje LED dioda na mrežu od 220 V, prvo morate reći da se ona ne može napajati izravno iz takve mreže. Stoga, za rad s LED diodama, morate slijediti određeni redoslijed njihovog povezivanja na visokonaponsku mrežu.
Električna svojstva LED-a
Strujno-naponska karakteristika LED-a je strma linija. To jest, ako se napon barem malo poveća, tada će se struja naglo povećati, što će dovesti do pregrijavanja LED-a s njegovim naknadnim izgaranjem. Da biste to izbjegli, morate uključiti ograničavajući otpornik u krug.
Ali važno je ne zaboraviti na najveći dopušteni obrnuti napon LED dioda od 20 V. A ako je spojen na mrežu s obrnutim polaritetom, dobit će amplitudni napon od 315 volti, odnosno 1,41 puta više od sadašnjeg. Činjenica je da je struja u mreži od 220 volti naizmjenična, te će u početku ići u jednom smjeru, a zatim natrag.
Kako bi se spriječilo kretanje struje u suprotnom smjeru, LED sklopni krug bi trebao biti sljedeći: dioda je uključena u krug. Neće proći obrnuti napon. U ovom slučaju, veza mora biti paralelna.
Još jedna shema za povezivanje LED-a na mrežu 220volt je za ugradnju dvije LED diode jedna uz drugu.
Što se tiče mrežnog napajanja s otpornikom za gašenje, ovo nije najbolja opcija. Budući da će otpornik dati jaku snagu. Na primjer, ako koristite otpornik od 24 kΩ, tada će disipacija snage biti približno 3 vata. Kada se dioda spoji u seriju, snaga će se prepoloviti. Obrnuti napon na diodi trebao bi biti 400 V. Kada se upale dvije suprotne LED diode, možete staviti dva otpornika od dva vata. Njihov otpor trebao bi biti dva puta manji. To je moguće kada se u jednom kućištu nalaze dva kristala različitih boja. Obično je jedan kristal crven, a drugi zelen.
Kada se koristi otpornik od 200 kΩ, zaštitna dioda nije potrebna jer je povratna struja mala i neće uništiti kristal. Ova shema za spajanje LED dioda na mrežu ima jedan minus - malu svjetlinu žarulje. Može se koristiti, na primjer, za osvjetljavanje sobnog prekidača.
Zbog činjenice da je struja u mreži izmjenična, time se izbjegava trošenje električne energije na zagrijavanje zraka ograničavajućim otpornikom. Kondenzator radi svoj posao. Uostalom, prolazi izmjeničnu struju i ne zagrijava se.
Važno je zapamtiti da oba polu-ciklusa mreže moraju proći kroz kondenzator kako bi mogao proći izmjeničnu struju. A budući da LED provodi struju samo u jednom smjeru, potrebno je staviti običnu diodu (ili drugu dodatnu LED) u suprotnom smjeru.paralelno s LED diodom. Tada će preskočiti drugo poluvrijeme.
Kada je sklop za spajanje LED na 220 voltnu mrežu isključen, napon će ostati na kondenzatoru. Ponekad čak i puna amplituda na 315 V. To prijeti električnim udarom. Da bi se to izbjeglo, osim kondenzatora, potrebno je osigurati i otpornik za pražnjenje visoke vrijednosti, koji će, ako se isključi iz mreže, odmah isprazniti kondenzator. Mala količina struje teče kroz ovaj otpornik tijekom normalnog rada bez zagrijavanja.
Za zaštitu od impulsne struje punjenja i kao osigurač stavljamo otpornik niskog otpora. Kondenzator mora biti poseban, koji je predviđen za krug izmjenične struje od najmanje 250 V, ili 400 V.
Shema sekvenciranja LED-a uključuje ugradnju žarulje od nekoliko LED dioda povezanih u seriju. Za ovaj primjer dovoljna je jedna kontra dioda.
Budući da će pad napona na otporniku biti manji, ukupni pad napona na LED diodama mora se oduzeti od izvora napajanja.
Potrebno je da ugrađena dioda bude projektirana za struju sličnu struji koja prolazi kroz LED diode, a obrnuti napon mora biti jednak zbroju napona na LED diodama. Najbolje je koristiti paran broj LED dioda i spojiti ih jedan uz drugi.
Može biti više od deset LED dioda u jednom lancu. Da biste izračunali kondenzator, morate od amplitude napona mreže 315 V oduzeti zbroj pada napona LED dioda. Kao rezultat, nalazimo broj padanapon na kondenzatoru.
Pogreške LED povezivanja
- Prva greška je kada spojite LED bez limitera, izravno na izvor. U ovom slučaju, LED će vrlo brzo otkazati, zbog nedostatka kontrole nad količinom struje.
- Druga pogreška je povezivanje LED dioda instaliranih paralelno na zajednički otpornik. Zbog činjenice da postoji raspršivanje parametara, svjetlina LED dioda će biti drugačija. Osim toga, ako jedna od LED dioda ne uspije, struja druge LED diode će se povećati, zbog čega može izgorjeti. Dakle, kada se koristi jedan otpornik, LED diode moraju biti spojene u seriju. To vam omogućuje da ostavite struju istom prilikom izračunavanja otpornika i dodate napone LED dioda.
- Treća greška je kada se LED diode koje su dizajnirane za različite struje uključuju serijski. To uzrokuje da jedan od njih slabo gori, ili obrnuto - da se istroši.
- Četvrta pogreška je korištenje otpornika koji nema dovoljno otpora. Zbog toga će struja koja teče kroz LED biti prevelika. Dio energije, pri precijenjenom naponu struje, pretvara se u toplinu, što rezultira pregrijavanjem kristala i značajnim smanjenjem njegovog vijeka trajanja. Razlog tome su nedostaci kristalne rešetke. Ako se strujni napon još više poveća i p-n spoj se zagrije, to će dovesti do smanjenja unutarnjeg kvantnog prinosa. Kao rezultatsvjetlina LED-a će pasti i kristal će biti uništen.
- Peta greška je paljenje LED diode na 220V, čiji je sklop vrlo jednostavan, u nedostatku ograničenja obrnutog napona. Maksimalni dopušteni obrnuti napon za većinu LED dioda je približno 2V, a obrnuti napon polu-ciklusa utječe na pad napona, koji je jednak naponu napajanja kada je LED dioda isključena.
- Šesti razlog je korištenje otpornika čija je snaga nedovoljna. To izaziva snažno zagrijavanje otpornika i proces taljenja izolacije koja dodiruje njegove žice. Tada boja počinje gorjeti i pod utjecajem visokih temperatura dolazi do uništenja. To je zato što otpornik samo rasipa snagu za koju je dizajniran.
Shema za uključivanje snažnog LED-a
Za spajanje snažnih LED-a, trebate koristiti AC/DC pretvarače koji imaju stabiliziran strujni izlaz. To će eliminirati potrebu za otpornikom ili LED drajverom IC. U isto vrijeme možemo postići jednostavnu LED vezu, udobnu upotrebu sustava i smanjenje troškova.
Prije nego što uključite snažne LED diode, provjerite jesu li spojene na izvor napajanja. Nemojte spajati sustav na izvor napajanja koji je pod naponom, inače će LED diode otkazati.
5050 LED diode. Karakteristike. Dijagram ožičenja
LED diode male snage također uključuju LED diode za površinsku montažu (SMD). Najčešće se koriste zatipke za pozadinsko osvjetljenje u mobilnom telefonu ili za ukrasnu LED traku.
5050 LED diode (veličina tijela: 5 x 5 mm) su poluvodički izvori svjetlosti, čiji je prednji napon 1,8-3,4 V, a snaga istosmjerne struje za svaki kristal je do 25 mA. Posebnost SMD 5050 LED dioda je u tome što se njihov dizajn sastoji od tri kristala, koji LED diodi omogućuju emitiranje više boja. Zovu se RGB LED diode. Tijelo im je izrađeno od plastike otporne na toplinu. Difuzna leća je prozirna i punjena epoksidnom smolom.
Kako bi 5050 LED diode trajale što je dulje moguće, moraju biti spojene na ocjenu otpora u seriji. Za maksimalnu pouzdanost kruga, bolje je spojiti zasebni otpornik za svaki lanac.
Sheme za uključivanje trepćućih LED dioda
Trepereća LED dioda je LED s ugrađenim generatorom impulsa. Njegova frekvencija bljeskanja je od 1,5 do 3 Hz.
Unatoč činjenici da je trepćuća LED dioda prilično kompaktna, sadrži čip poluvodičkog generatora i dodatne elemente.
Što se tiče napona trepćuće LED diode, on je univerzalan i može varirati. Na primjer, za visokonaponske je 3-14 volti, a za niskonaponske je 1,8-5 volti.
Prema tome, pozitivne kvalitete trepereće LED diode uključuju, osim male veličine i kompaktnosti svjetlosnog signalnog uređaja, i širok raspon dopuštenog napona. Osim toga, može emitirati različite boje.
U odvojenim vrstama treptanjaLED diode su ugrađene u oko tri LED diode u više boja, koje imaju različite intervale bljeskanja.
Svjetleće LED diode također su prilično ekonomične. Činjenica je da je elektronički sklop za uključivanje LED-a izrađen na MOS strukturama, zahvaljujući kojima se zasebna funkcionalna jedinica može zamijeniti treperećom diodom. Zbog svoje male veličine, trepćuće LED diode često se koriste u kompaktnim uređajima koji zahtijevaju male radio elemente.
Na dijagramu su trepereće LED diode označene na isti način kao i obične, jedina iznimka je da linije strelica nisu samo ravne, već i točkaste. Dakle, oni simboliziraju treptanje LED-a.
Kroz prozirno tijelo trepereće LED diode, možete vidjeti da se sastoji od dva dijela. Tamo, na negativnom terminalu katodne baze, nalazi se kristal diode koja emitira svjetlost, a na anodnom terminalu nalazi se oscilatorski čip.
Sve komponente ovog uređaja spojene su pomoću tri skakača od zlatne žice. Da biste razlikovali trepćuće LED od normalnog, samo pogledajte prozirno kućište u svjetlu. Tu možete vidjeti dvije podloge iste veličine.
Na jednoj podlozi nalazi se kristalna kocka emitera svjetlosti. Izrađen je od legure rijetkih zemalja. Za povećanje svjetlosnog toka i fokusa, kao i za formiranje uzorka zračenja, koristi se parabolički aluminijski reflektor. Ovaj reflektor u trepćućoj LED diodi je manje veličine nego u normalnom. To je zato što je u drugom polugodkućište sadrži supstrat s integriranim krugom.
Ova dva supstrata su međusobno povezana pomoću dva zlatna žičana mosta. Što se tiče tijela koje treperi, ono može biti izrađeno od mat plastike koja raspršuje svjetlost ili od prozirne plastike.
Zbog činjenice da emiter u trepćućoj LED diodi nije smješten na osi simetrije tijela, potrebno je koristiti monolitni obojeni difuzni svjetlosni vodič za funkcioniranje ujednačenog osvjetljenja.
Prisutnost prozirnog kućišta može se naći samo kod treperećih LED dioda velikog promjera, koje imaju uski uzorak zračenja.
Treptajući LED generator sastoji se od visokofrekventnog glavnog oscilatora. Njegov rad je konstantan, a frekvencija je oko 100 kHz.
Uz visokofrekventni generator funkcionira i razdjelnik na logičkim elementima. On, pak, dijeli visoku frekvenciju do 1,5-3 Hz. Razlog za korištenje visokofrekventnog generatora s djeliteljem frekvencije je taj što je za rad niskofrekventnog generatora potreban kondenzator s najvećim kapacitetom za vremenski krug.
Dovođenje visoke frekvencije do 1-3 Hz zahtijeva prisutnost razdjelnika na logičkim elementima. A mogu se vrlo lako primijeniti na malom prostoru poluvodičkog kristala. Na poluvodičkoj podlozi, osim djelitelja i glavnog visokofrekventnog oscilatora, nalazi se zaštitna dioda i elektronski prekidač. Restriktivniotpornik je ugrađen u trepćuće LED diode, koje su ocijenjene za napon od 3 do 12 volti.
Svjetleće LED diode niskog napona
Što se tiče niskonaponskih trepćućih LED-ica, one nemaju ograničavajući otpornik. Kada je napajanje obrnuto, potrebna je zaštitna dioda. To je neophodno kako bi se spriječio kvar mikrosklopa.
Kako bi visokonaponske svjetleće LED diode radile dugo i nesmetano, napon napajanja ne bi trebao biti veći od 9 volti. Ako napon poraste, tada će se rasipanje snage trepereće LED diode povećati, što će dovesti do zagrijavanja poluvodičkog kristala. Nakon toga, zbog pretjeranog zagrijavanja, počet će degradacija trepereće LED diode.
Kada je potrebno provjeriti ispravnost trepereće LED diode, da biste to učinili sigurno, možete koristiti bateriju od 4,5 volta i otpornik od 51 ohma spojen u seriju s LED diodom. Snaga otpornika mora biti najmanje 0,25 W.
Ugradnja LED dioda
Instalacija LED dioda je vrlo važno pitanje iz razloga što je izravno povezano s njihovom održivošću.
Budući da LED diode i mikrosklopovi ne vole statiku i pregrijavanje, potrebno je lemiti dijelove što je brže moguće, ne više od pet sekundi. U tom slučaju morate koristiti lemilo male snage. Temperatura vrha ne smije prelaziti 260 stupnjeva.
Prilikom lemljenja možete dodatno koristiti medicinsku pincetu. Pinceta LEDje stegnut bliže kućištu, zbog čega se tijekom lemljenja stvara dodatno odvođenje topline iz kristala. Kako se noge LED-a ne bi slomile, ne smiju se puno savijati. Trebale bi ostati paralelne jedna s drugom.
Kako bi se izbjeglo preopterećenje ili kratki spoj, uređaj mora biti opremljen osiguračem.
Shema za glatko uključivanje LED dioda
Mekana LED shema za uključivanje i isključivanje popularna je među ostalima, a za nju su zainteresirani vlasnici automobila koji žele ugađati svoje automobile. Ova shema se koristi za osvjetljavanje unutrašnjosti automobila. Ali to nije njegova jedina primjena. Koristi se i u drugim područjima.
Jednostavan LED sklop za meki start sastojao bi se od tranzistora, kondenzatora, dva otpornika i LED-a. Potrebno je odabrati otpornike koji ograničavaju struju koji mogu proći struju od 20 mA kroz svaki niz LED dioda.
Krug za glatko uključivanje i isključivanje LED dioda neće biti potpun bez kondenzatora. On joj dopušta da skuplja. Tranzistor mora biti p-n-p-strukture. A struja na kolektoru ne smije biti manja od 100 mA. Ako je LED sklop za meki start ispravno sastavljen, tada će se, na primjeru unutrašnjeg osvjetljenja automobila, LED diode upaliti glatko za 1 sekundu, a nakon što se vrata zatvore, glatko će se isključiti.
Izmjenično uključivanje LED dioda. Dijagram
Jedan od svjetlosnih efekata koji koriste LED diode je njihovo paljenje jednog po jednog. To se zove trčanje vatre. Takva shema radi iz autonomnog napajanja. Za njegov dizajn koristi se konvencionalni prekidač koji napaja svaku LED diodu naizmjence.
Razmotrimo uređaj koji se sastoji od dva mikrosklopa i deset tranzistora, koji zajedno čine glavni oscilator, sam upravlja i indeksira. Iz izlaza glavnog oscilatora impuls se prenosi na upravljačku jedinicu, koja je također decimalni brojač. Zatim se napon primjenjuje na bazu tranzistora i otvara ga. Anoda LED-a spojena je na pozitiv izvora napajanja, što dovodi do sjaja.
Drugi impuls tvori logičku jedinicu na sljedećem izlazu brojača, a na prethodnom će se pojaviti nizak napon i zatvoriti tranzistor, uzrokujući gašenje LED-a. Tada se sve događa istim slijedom.
