Добри и лоши обрасци ожичења ЛЕД-а

У претходним чланцима описана су различита питања везана за повезивање ЛЕД-ова. Али не можете све написати у једном чланку, па морате наставити са овом темом. Овде ћемо говорити о различитим начинима укључивања ЛЕД-ова.

Као што је споменуто у наведеним чланцима, ЛЕД је тренутни уређајтј. струја кроз њу мора бити ограничена отпорником. Како је израчунато овај отпорник већ је описано, овде нећемо понављати, али ћемо дати формулу, за сваки случај, поново.

Слика 1

Ево горе. - напон напајања, Уад. - пад напона преко ЛЕД-а, Р - отпор граничног отпора, И - струја кроз ЛЕД.

Међутим, упркос свим теоријама, кинеска индустрија производи све врсте сувенира, ситница, упаљача, у којима се ЛЕД укључује без ограничавајућег отпорника: само две или три дисковне батерије и један ЛЕД. У овом случају, струја је ограничена унутрашњим отпором батерије, чија снага једноставно није довољна за паљење ЛЕД-а.

Али овде, поред изгарања, постоји још једно непријатно својство - деградација ЛЕД диода, које су највише својствене белим и плавим ЛЕД лампицама: након неког времена, светлина сјаја постаје прилично безначајна, мада струја кроз ЛЕД тече сасвим довољно, на номиналном нивоу.

То не значи да уопште не блиста, сјај је једва приметљив, али то више није батерија. Ако се деградација називне струје догоди не пре него после годину дана непрекидне луминесценције, онда се при великој струји овај феномен може очекивати за пола сата. Ово укључивање ЛЕД-а треба назвати лошим.

Таква шема се може објаснити само жељом да се уштеде на једном отпорнику, трошковима лемљења и радне снаге, што је, с огромним обимом производње, наизглед оправдано. Поред тога, упаљач или привезак за кључеве је једнократна, јефтина ствар: истрошио се бензин или се испразнила батерија - једноставно су бацили сувенир.

Слика 2. Схема је лоша, али се користи прилично често.

Веома занимљиве ствари излазе (наравно, случајно) ако се ЛЕД-ом по таквој шеми прикључи на јединицу за напајање са излазним напоном 12 В и струјом од најмање 3А: појављује се заслепљујућа бљескалица, чује се прилично гласан дим, чује се дим и остаје задашан смрад. Тако да се сећам ове присподобе: „Да ли је могуће гледати Сунце телескопом? Да, али само два пута. Једном левим оком, а другим десним. " Успут, спајање ЛЕД-а без ограничавајућег отпора је најчешћа грешка међу почетницима, па бих хтео да упозорим на то.

Да бисте исправили ову ситуацију, продужили животни век ЛЕД, склоп треба мало изменити.

Слика 3. Добар распоред, тачан.

То је таква шема коју треба сматрати добром или тачном. Да бисте проверили да ли је вредност отпорника Р1 тачно приказана, можете користити формулу приказану на слици 1. Претпостављамо да је пад напона на ЛЕД 2В, струја 20мА, напон 3В услед употребе батерије са два прста.

Генерално, не морате да тежите да ограничите струју на ниво максимално дозвољених 20мА, можете да напајате ЛЕД нижом струјом, па бар, милиампер 15 ... 18. У овом ће случају доћи до врло лаганог смањења светлине, што људско око, због карактеристика уређаја, уопште неће приметити, али животни век ЛЕД ће се знатно повећати.

Други пример лоше укључених ЛЕД-ова може се наћи у разним батеријама, већ снажнијим од приручника и упаљача. У овом случају је одређени број ЛЕД-ова, понекад прилично великих, једноставно спојених паралелно, а такође без ограничавајућег отпора, који опет делује као унутрашњи отпор батерије.Такве лампице се често поправљају управо због изгарања ЛЕД диода.

Слика 4. Апсолутно лош дијаграм ожичења.

Чини се да ситуација приказана на слици 5. може поправити ситуацију: Само један отпорник и, чини се, ствари су кренуле набоље.

Слика 5. Ово је већ мало боље.

Али такво укључивање ће мало помоћи. Чињеница је да у природи једноставно није могуће пронаћи два идентична полуводичка уређаја. Због тога, на пример, транзистори исте врсте имају различит добитак, чак и ако су из исте производне серије. Тиристори и тријаци су такође различити. Неки се лако отварају, док су други толико тешки да их треба напустити. Исто се може рећи и за ЛЕД-ове - две апсолутно идентичне, посебно три или читава гомила, једноставно је немогуће пронаћи.

Напомена о теми. У листи података за склоп СМД-5050 ЛЕД (три независне ЛЕД диоде у једном кућишту) укључивање приказано на слици 5 није препоручљиво. Као и због расипања параметара појединих ЛЕД-ова, разлика у њиховом сјају може се приметити. А чини се, у једном случају!

ЛЕД, наравно, немају добитак, али постоји тако важан параметар као што је директан пад напона. Чак и ако се ЛЕД узимају из једне технолошке серије, из једног пакета, онда у њој једноставно неће бити две идентичне. Стога ће струја за све ЛЕД диоде бити другачија. Пре свих осталих ће се упалити онај ЛЕД, у коме ће бити највише струје и пре или касније ће прећи номиналну.

У вези са овим несрећним догађајем, сва могућа струја проћи ће кроз два преживела ЛЕД-а, природно прелазећи номиналну. Уосталом, отпорник је израчунат "за три", за три ЛЕД. Повећана струја ће изазвати повећано загревање ЛЕД кристала, а онај који је „слабији“ такође сагорева. Последњи ЛЕД такође нема другог избора него да следи пример својих другова. Добијена је таква ланчана реакција.

У овом случају, реч "сагоревање" значи једноставно прекидање круга. Али може се догодити да код једног од ЛЕД-ова дође до елементарног кратког споја, маневрирања преостала два ЛЕД-а. Наравно, они ће сигурно изаћи, иако ће преживети. Са таквим кваром, отпорник ће се интензивно загревати и на крају може прегорјети.

Да се ​​то не би десило, круг треба мало променити: за сваки ЛЕД уградите свој отпорник, што је приказано на слици 6.

Слика 6. И тако, ЛЕД диоде ће трајати веома дуго.

Овде је све по потреби, а све у складу са правилима дизајна кола: струја сваког ЛЕД-а биће ограничена његовим отпорником. У таквом кругу струје кроз ЛЕД-ове су неовисне једна о другој.

Али ово укључивање не изазива велико одушевљење, јер је број отпорника једнак броју ЛЕД-ова. Али волео бих да имам више ЛЕД-ова и мање отпорника. Како бити?

Излаз из ове ситуације је прилично једноставан. Сваки ЛЕД се мора заменити ланцем серијски повезаних ЛЕД, као што је приказано на слици 7.

Слика 7. Паралелно укључивање вијенаца.

Трошак таквог побољшања биће повећање напона напајања. Ако је за један ЛЕД довољан само један волт, чак се и два ЛЕД-а која су спојена у низу не могу запалити од таквог напона. Па који је напон потребан да бисте укључили вијенац ЛЕД-ова? Или на други начин, колико ЛЕД-ова се може повезати са извором напајања, на пример, 12В?

Напомена. У даљем тексту, појам „вијенац“ треба схватити не само као украс за божићно дрвце, већ и као било који расвјетни ЛЕД уређај на који се ЛЕД-ови прикључују серијски или паралелно. Главна ствар је да постоји више од једног ЛЕД-а. Венац, то је и вијенац у Африци!

Да бисте добили одговор на ово питање, довољно је да једноставно поделите напон напајања падом напона на ЛЕД. У већини случајева при израчунавању овог напона узима се 2В. Тада се испада 12/2 = 6.Али не заборавите да неки део напона мора да остане за отпорник за гашење, барем волт 2.

Испада да само 10 В остаје на ЛЕД-има, а број ЛЕД-ова постаје 10/2 = 5. У таквом стању ствари, да би се добила струја од 20 мА, гранични отпорник мора да има оцену 2В / 20мА = 100Охм. Снага отпорника ће бити П = У * И = 2В * 20мА = 40мВ.

Такав израчун је сасвим тачан ако је напредни напон ЛЕД-ова у вијенцу, као што је назначено, 2В. Та се вриједност у прорачунима често узима као просјечна. Али у ствари, овај напон зависи од врсте ЛЕД-ова, боје сјаја. Због тога се приликом израчуна тратинчица треба усредсредити на тип ЛЕД-ова. Пад напона за различите врсте ЛЕД приказаних је у табели приказаној на слици 8.

Слика 8. Пад напона на ЛЕД различитим бојама.

Дакле, са напоном напајања од 12 В, умањеним падом напона преко отпорника који ограничава струју, може се повезати укупно 10 / 3,7 = 2,7027 белих ЛЕД. Али не можете да одсечете део ЛЕД диоде, тако да могу да се повежу само два ЛЕД. Овај резултат се добија ако из табеле узмемо максималну вредност пада напона.

Ако у прорачун рачунамо 3В, тада је очигледно да се могу повезати три ЛЕД-а. У том случају, сваки пут када морате мукотрпно бројати отпор ограничавајућег отпора. Ако се испостави да стварни ЛЕД-и имају пад напона од 3,7 В, а можда и већи, три ЛЕД-ове се можда неће упалити. Зато је боље да се зауставите у два.

У основи није важно које ће боје бити ЛЕД, само приликом израчуна мораћете узети у обзир различите пада напона у зависности од боје сјаја ЛЕД-а. Главна ствар је да су дизајнирани за једну струју. Немогуће је саставити узастопну вијенцу од ЛЕД диода, од којих неке имају струју 20 мА, а друге део од 10 милиампера.

Јасно је да ће се при струји од 20 мА ЛЕД-ове са називно струјом од 10 мА једноставно изгорети. Ако ограничите струју на 10 мА, тада се 20 милиампера неће упалити јарко, попут прекидача са ЛЕД-ом: можете да видите ноћу, а не поподне.

Да би себи олакшали живот, радиоаматери развијају различите програме за калкулатор који олакшавају све врсте рутинских израчунавања. На пример, програми за рачунање индуктивитета, филтери разних врста, стабилизатори струје. Постоји такав програм за израчунавање ЛЕД вијенаца. Снимак екрана таквог програма приказан је на слици 9.

Слика 9. Снимак екрана програма „Цалцулатион_ресистанце_ресистор_Ледз_“.

Програм ради без инсталације у систему, само га морате преузети и користити. Све је тако једноставно и јасно да уопште није потребно објашњење екрана. Наравно, све ЛЕД диоде морају бити исте боје и исте струје.

Погледајте и од раније објављених на веб локацији: Како спојити ЛЕД на расветну мрежу

Крајњи отпорници су наравно добри. Али тек кад се зна да ће се тим гирландом напајати стабилизован извор ДЦ 12В и струја кроз ЛЕД неће прелазити израчунату вредност. Али шта ако једноставно нема извора са напоном од 12 В?

Таква ситуација може настати, на пример, у камиону са напоном од 24 В на броду. За излазак из ове кризне ситуације помоћи ће тренутни стабилизатор, на пример, „ССЦ0018 - Подесиви стабилизатор струје 20..600мА“. Његов изглед је приказан на слици 10. Такав уређај се може купити у мрежним продавницама. Цена издања је 140 ... 300 рубаља: све зависи од маште и арогантности продавца.

Слика 10. Подесиви регулатор струје ССЦ0018

Спецификације стабилизатора приказане су на слици 11.

Слика 11. Техничке карактеристике стабилизатора струје ССЦ0018

У почетку је ССЦ0018 стабилизатор струје развијен за употребу у ЛЕД расветним телима, али се такође може користити за пуњење малих батерија. Употреба ССЦ0018 је прилично једноставна.

Отпор оптерећења на излазу стабилизатора струје може бити нула, једноставно можете кратко спојити излазне терминале. Уосталом, стабилизатори и извори струје не плаше се кратког споја. У овом случају ће се одредити излазна струја. Па, ако поставите 20мА, толико тога ће бити.

Из претходног можемо закључити да миљаметар једносмерне струје може бити директно повезан са излазом стабилизатора струје. Такву везу треба започети од највеће границе мерења, јер нико не зна шта је струја тамо регулисана. Затим једноставно закрените подешавање отпорника за подешавање потребне струје. У овом случају, наравно, не заборавите да прикључите тренутни стабилизатор ССЦ0018 на напајање. Слика 12 приказује ССЦ0018 дијаграм ожичења за напајање ЛЕД диода паралелно.

Слика 12. Прикључак за напајање ЛЕД лампица паралелно

Све је овде јасно из дијаграма. За четири ЛЕД диоде са потрошњом струје од 20 мА, сваки излаз стабилизатора мора бити подешен на струју од 80 мА. У овом случају је на улазу стабилизатора ССЦ0018 потребно мало више напона од пада напона на једној ЛЕД, као што је горе поменуто. Наравно, погодан је и већи напон, али то ће само довести до додатног загревања стабилизаторског чипа.

Напомена. Ако би за ограничавање струје помоћу отпорника напон напајања требао незнатно премашити укупни напон на ЛЕД-има, само два волта, тада за нормалан рад стабилизатора струје ССЦ0018 тај вишак треба бити мало већи. Не мање од 3 ... 4В, иначе се регулаторни елемент стабилизатора једноставно неће отворити.

На слици 13 приказана је веза стабилизатора ССЦ0018 када се користи вијенац од неколико серијски повезаних ЛЕД-ова.

Слика 13. Укључивање серијског низа преко стабилизатора ССЦ0018

Слика је преузета из техничке документације, па покушајмо израчунати број ЛЕД диода у вијенцу и константни напон потребан из напајања.

Струја назначена на дијаграму, 350мА, омогућава нам да закључимо да је вијенац састављен од моћних бијелих ЛЕД-ова, јер је, као што је већ споменуто, главна сврха стабилизатора ССЦ0018 извори свјетлости. Пад напона преко белог ЛЕД-а је унутар 3 ... 3,7В. За прорачун треба узети максималну вредност од 3,7 В.

Максимални улазни напон стабилизатора ССЦ0018 је 50В. Одузимање од ове вредности од 5В, неопходно за сам стабилизатор, остаје 45В. Овај напон може да се "осветли" 45 / 3,7 = 12,1621621 ... ЛЕД. Очигледно је да би ово требало заокружити на 12.

Број ЛЕД-ова може бити мањи. Тада ће се улазни напон морати смањити (док се излазна струја неће променити, остаће 350мА како је подешено), зашто бих требало да напајам 50В до 3 ЛЕД, чак и моћне? Такво исмевање може завршити неуспехом, јер моћни ЛЕД-ови никако нису јефтини. Колики ће напон бити потребан за спајање три снажне ЛЕД диоде за оне који желе, али увек их се може пронаћи, могу сами да израчунају.

Подесиви стабилизатор струје ССЦ0018 уређај је прилично добар. Али читаво питање је да ли је то увек потребно? А цена уређаја је помало збуњујућа. Шта може бити излаз из ове ситуације? Све је врло једноставно. Одличан регулатор струје добијен је од интегрисаних стабилизатора напона, на пример, серије 78КСКС или ЛМ317.

Да бисте направили такав стабилизатор струје на основу стабилизатора напона, потребна су само 2 дела. Заправо сам стабилизатор и један једини отпорник, чији ће отпор и снага помоћи да се израчуна програм СтабДесигн, чија је снимка приказана на слици 14.

Цртање 14. Прорачун стабилизатора струје помоћу програма СтабДесигн.

Програм не захтева посебна објашњења. У падајућем менију Типе одабире се тип стабилизатора, у реду Ин се поставља потребна струја и притисне дугме Цалцулате. Резултат је отпор отпорника Р1 и његова снага. На слици је израчун извршен за струју од 20 мА.То је случај када се ЛЕД-ови повезују серијски. За паралелно повезивање, струја се израчунава на исти начин као што је приказано на слици 12.

Уместо отпорника Рн повезан је ЛЕД вијенац који симболизира оптерећење стабилизатора струје. Могуће је повезати само један ЛЕД. У овом случају, катода је повезана на заједничку жицу, а анода на отпорник Р1.

Улазни напон разматраног стабилизатора струје је у распону од 15 ... 39В, јер се користи стабилизатор 7812 са стабилизацијским напоном од 12 В.

Чини се да је то крај приче о ЛЕД-има. Али постоје и ЛЕД траке, о којима ће бити речи у следећем чланку.

Наставак чланка: Наношење ЛЕД трака

Борис Аладисхкин