Corak pendawaian LED yang baik dan buruk

Dalam artikel sebelumnya, pelbagai isu yang berkaitan dengan menyambungkan LED telah diterangkan. Tetapi anda tidak boleh menulis semuanya dalam satu artikel, jadi anda perlu meneruskan topik ini. Di sini kita akan bercakap tentang pelbagai cara untuk menghidupkan LED.

Seperti yang dinyatakan dalam artikel yang disebutkan, LED adalah peranti semasa, iaitu semasa melaluinya mesti dihadkan oleh perintang. Bagaimana untuk mengira perintang ini telah diterangkan, kami tidak akan mengulangi di sini, tetapi kami akan memberikan formula, sekiranya dalam kes, sekali lagi.

Rajah 1

Berikut ini. - voltan bekalan, Uad. - kejatuhan voltan merentasi LED, R - rintangan perintang yang mengehadkan, saya - semasa melalui LED.

Bagaimanapun, walaupun semua teori itu, industri Cina menghasilkan semua jenis cenderamata, perhiasan, pemetik api, di mana LED dihidupkan tanpa penghalang: hanya dua atau tiga bateri cakera dan satu LED. Dalam kes ini, semasa adalah terhad oleh rintangan dalaman bateri, kuasa yang tidak cukup untuk membakar LED.

Tetapi di sini, di samping pembakaran, terdapat satu lagi masalah yang tidak menyenangkan - pemusnahan LED, yang paling wujud dalam LED putih dan biru: selepas beberapa saat, kecerahan cahaya menjadi sangat kecil, walaupun arus melalui arus LED cukup mencukupi, pada paras nominal.

Ini bukan untuk mengatakan bahawa ia tidak bersinar sama sekali, cahaya tidak kelihatan, tetapi ini bukan lagi lampu suluh. Sekiranya degradasi semasa yang diberi tidak berlaku lebih awal daripada setahun selepas pendaratan berterusan, maka dengan arus yang terlalu banyak, fenomena ini boleh dijangka dalam setengah jam. Kemasukan LED harus dipanggil buruk.

Skim semacam itu hanya boleh dijelaskan oleh keinginan untuk menyelamatkan satu perintang, solder, dan kos buruh, yang, dengan skala besar pengeluaran, nampaknya wajar. Di samping itu, lebih ringan atau rantai kunci adalah satu-satu masa, perkara yang murah: gas telah habis atau bateri habis - mereka hanya membuang cenderahati.

Rajah 2. Skim ini adalah buruk, tetapi ia sering digunakan.

Perkara-perkara yang sangat menarik keluar (tentu saja, secara tidak sengaja) jika, dengan skema sedemikian, LED disambungkan ke unit bekalan kuasa dengan voltan keluaran 12V dan arus sekurang-kurangnya 3A: kilasan yang mempesonakan berlaku, pop yang cukup kuat, asap terdengar, dan bau yang mencekik. Jadi saya teringat perumpamaan ini: "Adakah mungkin untuk melihat matahari melalui teleskop? Ya, tetapi hanya dua kali. Sekali dengan mata kiri, yang lain dengan hak. " Dengan cara ini, menyambungkan sebuah LED tanpa penghalang yang mengehadkan adalah kesilapan yang paling biasa di kalangan pemula, dan saya ingin memberi amaran mengenainya.

Untuk membetulkan keadaan ini, melanjutkan hayat LED, litar perlu sedikit diubahsuai.

Rajah 3. Susun atur yang baik, betul.

Ia adalah satu skim yang sepatutnya dianggap baik atau betul. Untuk memeriksa sama ada nilai resistor R1 ditunjukkan dengan betul, anda boleh menggunakan formula yang ditunjukkan dalam Rajah 1. Kami mengandaikan bahawa penurunan voltan pada LED 2V, semasa 20mA, voltan 3V disebabkan oleh penggunaan dua bateri jari.

Umumnya, anda tidak perlu berusaha untuk mengehadkan arus ke tahap maksimum yang dibenarkan 20 mA, anda boleh kuasa LED dengan arus yang lebih rendah, dengan baik, sekurang-kurangnya, satu mil ... 15. Dalam kes ini, akan berlaku penurunan kecerahan yang sangat kecil, yang mata manusia, disebabkan oleh ciri-ciri peranti, tidak akan menyedarinya, tetapi kehidupan LED akan meningkat dengan ketara.

Satu lagi contoh yang kurang berpaling pada LED boleh didapati dalam pelbagai lampu suluh, sudah lebih kuat daripada cincin utama dan pemetik api. Dalam kes ini, sejumlah LED, kadang-kadang agak besar, hanya disambung selari, dan juga tanpa penghalang yang mengehadkan, yang sekali lagi bertindak sebagai rintangan dalaman bateri.Senter lampu sedemikian sering kali menjadi pembaikan dengan tepat kerana kebakaran LED.

Rajah 4. Rajah pendawaian yang tidak betul.

Nampaknya situasi yang ditunjukkan dalam Rajah 5 dapat membetulkan keadaan. Hanya satu perintang, dan, nampaknya, keadaan menjadi lebih baik.

Rajah 5. Ini sudah lebih baik.

Tetapi kemasukan sedemikian akan membantu sedikit. Faktanya adalah bahawa dalam sifat ia tidak mungkin untuk mencari dua peranti semikonduktor yang sama. Itulah sebabnya, contohnya, transistor jenis yang sama mempunyai keuntungan berlainan, walaupun mereka dari kumpulan pengeluaran yang sama. Thyristors dan triacs juga berbeza. Sesetengahnya terbuka dengan mudah, sementara yang lain sangat berat sehingga mereka terpaksa ditinggalkan. Yang sama boleh dikatakan tentang LED - dua sama sekali sama, terutamanya tiga atau sekumpulan keseluruhan, ia hanya mustahil untuk dicari.

Perhatikan topik ini. Dalam DataSheet untuk pemasangan LED SMD-5050 (tiga LED bebas dalam satu perumahan), kemasukan yang ditunjukkan dalam Rajah 5 tidak digalakkan. Seperti, disebabkan penyebaran parameter LED individu, perbezaan dalam cahaya mereka mungkin nyata. Dan nampaknya, dalam satu kes!

LED, tentu saja, tidak mempunyai keuntungan, tetapi terdapat parameter penting seperti penurunan voltan langsung. Dan jika LED diambil dari satu kelompok teknologi, dari satu pakej, maka tidak akan ada dua yang sama di dalamnya. Oleh itu, semasa untuk semua LED akan berbeza. Itu LED, di mana saat ini akan menjadi yang paling, dan lambat laun akan melebihi nominal, akan menyala sebelum orang lain.

Sehubungan dengan kejadian malang ini, semua arus yang mungkin akan melalui dua LED yang masih hidup, secara semula jadi melampaui nominal. Lagipun, perintang dikira "selama tiga", untuk tiga LED. Arus meningkat akan menyebabkan peningkatan pemanasan kristal LED, dan yang "lemah" juga terbakar. LED terakhir juga tidak mempunyai pilihan tetapi untuk mengikuti contoh rakannya. Reaksi rantai sedemikian diperolehi.

Dalam kes ini, perkataan "membakar" bermaksud memecahkan litar. Tetapi ia boleh berlaku bahawa di salah satu LED litar pintas asas akan menghasilkan, menghalang dua baki LED yang lain. Secara semulajadi, mereka pasti akan keluar, walaupun mereka akan terus hidup. Dengan kerosakan yang demikian, perintang akan menjadi panas dan, pada akhirnya, ia boleh membakar.

Untuk mengelakkan ini berlaku, litar perlu berubah sedikit: untuk setiap LED, pasangkan perintangnya sendiri, yang ditunjukkan dalam Rajah 6.

Rajah 6. Dan sebagainya, LED akan bertahan lama.

Di sini, semuanya adalah seperti yang diperlukan, semua mengikut peraturan reka bentuk litar: arus setiap LED akan dihadkan oleh perintangnya. Dalam litar seperti itu, arus melalui LED bebas daripada satu sama lain.

Tetapi kemasukan ini tidak menyebabkan banyak semangat, kerana bilangan perintang adalah sama dengan bilangan LED. Tetapi saya ingin mempunyai lebih banyak LED, dan kurang resistor. Bagaimana hendak menjadi?

Cara keluar dari situasi ini agak mudah. Setiap LED mesti diganti dengan rantai LED bersambung siri, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 7.

Rajah 7. Penyertaan selari garlands.

Kos pembaikan semacam itu akan menjadi peningkatan voltan bekalan. Sekiranya hanya satu volt yang mencukupi untuk satu LED, maka dua LED yang disambung secara siri tidak dapat dinyalakan daripada voltan tersebut. Jadi apa voltan diperlukan untuk menghidupkan kalungan LED? Atau dengan cara lain, berapa banyak LED boleh disambungkan ke sumber kuasa dengan voltan, sebagai contoh, 12V?

Catatan. Selanjutnya, istilah "garland" harus difahami bukan sahaja sebagai hiasan pokok Krismas, tetapi juga sebagai alat LED pencahayaan di mana LED disambung secara siri atau selari. Perkara utama ialah terdapat lebih daripada satu LED. Kalungan, ia juga merupakan garland di Afrika!

Untuk mendapatkan jawapan kepada soalan ini, sudah cukup untuk sekadar membahagikan voltan bekalan dengan kejatuhan voltan pada LED. Dalam kebanyakan kes, apabila mengira voltan ini diambil 2V. Kemudian ternyata 12/2 = 6.Tetapi jangan lupa bahawa sebahagian daripada voltan mesti kekal untuk perintang pelindapkejutan, sekurang-kurangnya voltan 2.

Ternyata hanya 10V tetap pada LED, dan jumlah LED menjadi 10/2 = 5. Dalam hal ehwal ini, untuk memperoleh arus 20 mA, perintang yang mengehadkan mesti mempunyai penarafan 2V / 20mA = 100Ohm. Kuasa perintang akan P = U * I = 2V * 20mA = 40mW.

Pengiraan sedemikian adalah benar jika voltan ke hadapan LED di garland, seperti yang ditunjukkan, adalah 2V. Ia adalah nilai ini yang sering diambil dalam pengiraan, seperti purata. Tetapi sebenarnya, voltan ini bergantung pada jenis LED, pada warna cahaya. Oleh itu, apabila mengira daisies, anda harus memberi tumpuan kepada jenis LED. Titik voltan untuk pelbagai jenis LED ditunjukkan dalam jadual yang ditunjukkan dalam Rajah 8.

Rajah 8. Penurunan voltan pada LED warna yang berbeza.

Oleh itu, dengan voltan bekalan kuasa 12V, tolak penurunan voltan merentas penghalang semasa-membatasi, sejumlah 10 / 3.7 = 2.7027 LED putih boleh dihubungkan. Tetapi anda tidak boleh memotong sekeping LED, jadi hanya dua LED yang boleh disambungkan. Hasil ini diperolehi jika kita mengambil nilai maksimum kejatuhan voltan dari jadual.

Jika kita menggantikan 3V ke dalam pengiraan, maka jelaslah bahawa tiga LED boleh dihubungkan. Dalam kes ini, setiap kali anda perlu dengan susah payah mengira rintangan perintang yang mengehadkan. Jika LED sebenar berubah dengan penurunan voltan sebanyak 3.7V, atau mungkin lebih tinggi, tiga LED mungkin tidak menyala. Oleh itu, lebih baik berhenti di dua.

Ia tidak asasnya apa warna LED akan berlaku, hanya apabila mengira anda perlu mengambil kira penurunan voltan yang berbeza bergantung pada warna cahaya LED. Perkara utama ialah mereka direka untuk satu semasa. Tidak mustahil untuk memasang garland LED berturut-turut, ada yang mempunyai arus 20 mA, dan satu lagi bahagian 10 milliamps.

Adalah jelas bahawa pada arus 20 mA, LED dengan arus 10 mA yang diberi nilai hanya akan terbakar. Jika anda mengehadkan arus ke 10 mA, maka 20 milliamperes tidak akan menyala dengan terang, seperti dalam suis dengan LED: anda dapat melihat pada waktu malam, tidak pada sebelah petang.

Untuk menjadikan hidup lebih mudah bagi diri mereka, amatur radio mengembangkan pelbagai program kalkulator yang memudahkan semua jenis perhitungan rutin. Sebagai contoh, program untuk mengira induktans, penapis pelbagai jenis, penstabil semasa. Terdapat satu program untuk mengira garland LED. Tangkapan skrin seperti program ditunjukkan dalam Rajah 9.

Rajah 9. Skrin program "Pengiraan_resistance_resistor_Ledz_".

Program ini berfungsi tanpa pemasangan dalam sistem, anda hanya perlu memuat turun dan menggunakannya. Segala-galanya begitu mudah dan jelas bahawa tiada penjelasan untuk screenshot diperlukan. Secara semulajadi, semua LED mesti mempunyai warna yang sama dan dengan arus yang sama.

Lihat juga dari yang diterbitkan sebelumnya di laman web ini: Bagaimana untuk menyambungkan LED ke rangkaian pencahayaan

Had resistor tentu saja bagus. Tetapi hanya apabila diketahui bahawa kalungan ini akan dikuasai oleh sumber yang stabil DC 12V, dan semasa melalui LED tidak akan melebihi nilai yang dikira. Tetapi bagaimana jika hanya ada sumber dengan voltan 12V?

Situasi sedemikian mungkin timbul, contohnya, dalam trak dengan voltan rangkaian 24V on-board. Untuk keluar dari keadaan krisis ini, penstabil semasa akan membantu, contohnya, "SSC0018 - Penstabil arus penstabil semasa 20..600mA". Penampilannya ditunjukkan dalam Rajah 10. Peranti sedemikian boleh dibeli di kedai dalam talian. Harga isu adalah 140 ... 300 Rubles: semuanya bergantung kepada imaginasi dan keangkuhan penjual.

Rajah 10. Pengatur semasa laras SSC0018

Spesifikasi penstabil ditunjukkan dalam Rajah 11.

Rajah 11. Ciri-ciri teknikal penstabil semasa SSC0018

Pada mulanya, penstabil semasa SSC0018 dibangunkan untuk kegunaan dalam lampu LED, tetapi juga boleh digunakan untuk mengecas bateri kecil. Menggunakan SSC0018 agak mudah.

Rintangan beban pada output penstabil semasa boleh menjadi sifar, anda hanya boleh litar pintas terminal output. Lagipun, penstabil dan sumber semasa tidak takut litar pintas. Dalam kes ini, arus keluaran akan dinilai. Nah, jika anda menetapkan 20mA, maka akan banyak.

Dari yang terdahulu, kita boleh membuat kesimpulan bahawa satu milliammeter arus langsung boleh disambungkan terus ke output penstabil semasa. Sambungan sedemikian hendaklah bermula dari had pengukuran yang terbesar, kerana tiada siapa yang tahu apa yang dikendalikan semasa. Seterusnya, hanya putar perintang penalaan untuk menetapkan arus yang diperlukan. Dalam hal ini, tentu saja, jangan lupa untuk menyambung penstabil SSC0018 semasa ke bekalan kuasa. Rajah 12 menunjukkan gambarajah pendawaian SSC0018 untuk menyalakan LED yang bersambung selari.

Rajah 12. Sambungan untuk menyalakan LED bersambung selari

Semuanya di sini jelas dari gambarajah. Bagi empat LED dengan arus penggunaan 20 mA, setiap keluaran penstabil mesti ditetapkan kepada arus 80 mA. Dalam kes ini, pada input penstabil SSC0018, sedikit lebih banyak voltan diperlukan daripada penurunan voltan pada satu LED, seperti yang dinyatakan di atas. Sudah tentu, voltan yang lebih besar adalah sesuai, tetapi ini hanya akan menyebabkan pemanasan tambahan cip penstabil.

Catatan. Jika, untuk mengehadkan semasa dengan perintang, voltan sumber kuasa sepatutnya sedikit melebihi jumlah voltan pada LED, hanya dua volt, maka untuk operasi normal SSC0018 penstabil semasa ini lebih tinggi harus sedikit lebih tinggi. Tidak kurang dari 3 ... 4V, sebaliknya elemen pengawal penstabil tidak akan dibuka.

Rajah 13 menunjukkan sambungan penstabil SSC0018 apabila menggunakan kalungan beberapa LED yang berkaitan dengan siri.

Rajah 13. Memacu String Serial melalui Stabilizer SSC0018

Angka itu diambil dari dokumentasi teknikal, jadi mari kita cuba untuk menghitung jumlah LED di garland dan voltan malar yang diperlukan dari bekalan kuasa.

Arahan yang ditunjukkan pada gambar rajah, 350mA, membolehkan kita menyimpulkan bahawa garland itu dipasang dari LED putih berkuasa, kerana, seperti yang dinyatakan di atas, tujuan utama penstabil SSC0018 adalah sumber pencahayaan. Penurunan voltan merentasi LED putih berada dalam 3 ... 3.7V. Untuk pengiraan, anda perlu mengambil nilai maksimum 3.7V.

Voltan masukan maksimum penstabil SSC0018 ialah 50V. Kurangkan nilai 5V ini, yang diperlukan untuk penstabil itu sendiri, kekal 45V. Voltan ini boleh "diterangi" 45 / 3.7 = 12.1621621 ... LED. Jelas sekali, ini perlu dibundarkan kepada 12.

Bilangan LED mungkin kurang. Kemudian voltan masukan akan dikurangkan (manakala arus keluaran tidak akan berubah, ia akan kekal 350mA kerana ia diselaraskan), mengapa saya perlu membekalkan 50V hingga 3 LED, walaupun yang berkuasa? Ejekan seperti itu boleh berakhir dengan kegagalan, kerana LED yang kuat tidak semestinya murah. Apa voltan yang diperlukan untuk menyambungkan tiga LED berkuasa untuk mereka yang mahu, tetapi mereka sentiasa boleh didapati, mereka boleh mengira untuk diri mereka sendiri.

Alat SSC0018 penstabil semasa boleh laras adalah agak baik. Tetapi keseluruhan soalannya, adakah ia selalu diperlukan? Dan harga peranti agak mengelirukan. Apa yang boleh menjadi jalan keluar dari situasi ini? Semuanya sangat mudah. Pengawal selia semasa yang sangat baik diperolehi daripada penstabil voltan bersepadu, contohnya, siri 78XX atau LM317.

Untuk membuat penstabil arus berdasarkan penstabil voltan, hanya 2 bahagian diperlukan. Sebenarnya penstabil itu sendiri dan satu resistor tunggal, rintangan dan kuasa yang akan membantu untuk mengira program StabDesign, tangkapan skrin yang ditunjukkan dalam Rajah 14.

Lukisan 14. Pengiraan penstabil semasa menggunakan program StabDesign.

Program ini tidak memerlukan penjelasan khas. Dalam menu lungsur Type, jenis penstabil dipilih, dalam baris yang diperlukan semasa dan butang Kira ditekan. Hasilnya adalah rintangan resistor R1 dan kekuatannya. Dalam rajah tersebut, pengiraan dilakukan untuk arus 20 mA.Ini adalah kes apabila LED disambung secara siri. Untuk sambungan selari, arus dikira dengan cara yang sama seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 12.

Kalung LED disambungkan bukannya perintang Rn, melambangkan beban penstabil semasa. Ia juga mungkin untuk menyambung hanya satu LED. Dalam kes ini, katod disambungkan kepada wayar biasa, dan anod kepada perintang R1.

Voltan input penstabil arus yang dianggap berada dalam julat 15 ... 39V, kerana penstabil 7812 dengan voltan penstabilan 12V digunakan.

Nampaknya ini adalah akhir cerita tentang LED. Tetapi terdapat juga jalur LED, yang akan dibincangkan dalam artikel seterusnya.

Penerusan artikel: Aplikasi jalur LED

Boris Aladyshkin