Nüüd on LED-valgustid muutunud väga populaarseks. Asi on selles, et see valgustus pole mitte ainult piisav alt võimas, vaid ka kuluefektiivne. Valgusdioodid on pooljuhtdioodid epoksükoores.
Algul olid need üsna nõrgad ja kallid. Kuid hiljem lasti tootmisse väga helevalged ja sinised dioodid. Selleks ajaks oli nende turuhind langenud. Hetkel on saadaval peaaegu igat värvi LED-e, mis oli põhjuseks nende kasutamiseks erinevates tegevusvaldkondades. Nende hulka kuuluvad erinevate ruumide valgustus, ekraanide ja siltide taustvalgustus, kasutamine liiklusmärkidel ja valgusfoorides, autode sisemuses ja esituledes, mobiiltelefonides jne.
Kirjeldus
LED-id tarbivad vähe elektrit, mistõttu selline valgustus asendab järk-järgult juba olemasolevaid valgusallikaid. Spetsialiseeritud kauplustes saate osta erinevaid LED-valgustusel põhinevaid esemeid, alates tavalisest lambist ja LED-ribast,lõpetades LED-paneelidega. Neil kõigil on ühine see, et nende ühendamiseks on vaja voolu 12 või 24 V.
Erinev alt teistest kütteelementi kasutavatest valgusallikatest kasutab see pooljuhtkristalli, mis tekitab voolu rakendamisel optilist kiirgust.
LED-ide 220 V võrguga ühendamise skeemide mõistmiseks peate esm alt ütlema, et seda ei saa otse sellisest võrgust toita. Seetõttu peate LED-idega töötamiseks järgima nende kõrgepingevõrguga ühendamisel teatud järjestust.
LED-i elektrilised omadused
LEDi voolu-pinge karakteristikuks on järsk joon. See tähendab, et kui pinge suureneb vähem alt veidi, suureneb vool järsult, see põhjustab LED-i ülekuumenemist ja selle järgnevat läbipõlemist. Selle vältimiseks peate vooluahelasse lisama piirava takisti.
Kuid oluline on mitte unustada LED-ide maksimaalset lubatud pöördpinget 20 V. Ja kui see on ühendatud vastupidise polaarsusega võrku, saab see amplituudpinge 315 volti, see tähendab 1,41 korda rohkem kui praegune. Fakt on see, et vool 220-voldises võrgus on vahelduv ja see läheb alguses ühes suunas ja siis tagasi.
Et vältida voolu liikumist vastupidises suunas, peaks LED-i lülitusahel olema järgmine: vooluringis on diood. See ei läbi pöördpinget. Sel juhul peab ühendus olema paralleelne.
Teine skeem LED-i ühendamiseks võrku 220volti on vaja paigaldada kaks LED-i.
Mis puutub kustutustakistiga võrgutoitesse, siis see pole parim valik. Kuna takisti annab tugeva võimsuse. Näiteks kui kasutate 24 kΩ takistit, on võimsuse hajumine umbes 3 vatti. Kui diood on järjestikku ühendatud, väheneb võimsus poole võrra. Dioodi pöördpinge peaks olema 400 V. Kui kaks vastandlikku LED-i süttivad, võite panna kaks kahevatist takistit. Nende takistus peaks olema kaks korda väiksem. See on võimalik, kui ühes korpuses on kaks erinevat värvi kristalli. Tavaliselt on üks kristall punane ja teine roheline.
200 kΩ takisti kasutamisel pole kaitsedioodi vaja, kuna tagasivooluvool on väike ega hävita kristalli. Sellel LED-ide võrguga ühendamise skeemil on üks miinus - lambipirni väike heledus. Seda saab kasutada näiteks ruumi lüliti valgustamiseks.
Tänu sellele, et vool võrgus on vahelduv, välditakse sellega elektri raiskamist piirava takistiga õhu soojendamiseks. Kondensaator teeb töö ära. Läbib see ju vahelduvvoolu ja ei kuumene.
Oluline on meeles pidada, et võrgu mõlemad pooltsüklid peavad läbima kondensaatori, et see läbiks vahelduvvoolu. Ja kuna LED juhib voolu ainult ühes suunas, siis on vaja panna tavaline diood (või mõni muu lisa LED) vastupidises suunas.paralleelselt LED-iga. Siis jätab ta teise poolperioodi vahele.
Kui LED-i 220-voldise võrguga ühendamise ahel on välja lülitatud, jääb kondensaatorile pinge alles. Mõnikord isegi täisamplituud 315 V juures. See ähvardab elektrilöögiga. Selle vältimiseks on lisaks kondensaatorile vaja varustada ka suure väärtusega tühjendustakisti, mis võrgust lahtiühendamisel tühjendab koheselt kondensaatori. Väike kogus voolu läbib selle takisti normaalse töötamise ajal ilma seda kuumutamata.
Kaitseks impulsslaadimisvoolu eest ja kaitsmeks paneme väikese takistusega takisti. Kondensaator peab olema spetsiaalne, mis on ette nähtud vähem alt 250 V või 400 V vahelduvvooluahela jaoks.
LED-ide järjestusskeem hõlmab lambipirni paigaldamist mitmest järjestikku ühendatud LED-ist. Selle näite jaoks piisab ühest loendusdioodist.
Kuna pingelang takistil on väiksem, tuleb LED-ide pingelangus toiteallikast lahutada.
Paigaldatud diood peab olema konstrueeritud voolu jaoks, mis on sarnane LED-e läbiva vooluga, ja vastupidine pinge peab olema võrdne LED-ide pingete summaga. Parim on kasutada paarisarv LED-e ja ühendada need omavahel.
Ühes ahelas võib olla rohkem kui kümme LED-i. Kondensaatori arvutamiseks peate võrgu amplituudi pingest 315 V lahutama LED-ide pingelanguse summa. Selle tulemusena leiame kukkumiste arvupinge üle kondensaatori.
LED-ühenduse vead
- Esimene viga on see, kui ühendate LED-i ilma piirajata otse allikaga. Sel juhul läheb LED voolutugevuse üle kontrolli puudumise tõttu väga kiiresti üles.
- Teine viga on paralleelselt paigaldatud LED-ide ühendamine ühise takistiga. Tulenev alt asjaolust, et parameetrid on hajutatud, on LED-ide heledus erinev. Lisaks sellele, kui üks LEDidest ebaõnnestub, suureneb teise LED-i vool, mille tõttu see võib läbi põleda. Nii et kui kasutatakse ühte takistit, tuleb LED-id ühendada järjestikku. See võimaldab takisti arvutamisel jätta voolu samaks ja lisada LED-ide pinged.
- Kolmas viga on see, kui erineva voolu jaoks mõeldud LED-id lülitatakse järjestikku sisse. See põhjustab ühe neist nõrg alt põlemist või vastupidi – kulumist.
- Neljas viga on kasutada takistit, millel pole piisav alt takistust. Seetõttu on LED-i läbiv vool liiga suur. Osa energiast muudetakse ülehinnatud voolupinge korral soojuseks, mille tulemuseks on kristalli ülekuumenemine ja selle kasutusiga märkimisväärselt vähenenud. Selle põhjuseks on kristallvõre defektid. Kui voolupinge suureneb veelgi ja p-n-siirde kuumeneb, toob see kaasa sisemise kvantsaagise vähenemise. TulemusenaLED-i heledus langeb ja kristall hävib.
- Viies viga on LED-i sisselülitamine 220 V pingel, mille vooluahel on väga lihtne, pöördpingepiirangu puudumisel. Enamiku LED-ide maksimaalne lubatud pöördpinge on ligikaudu 2 V ja vastupidine poolperioodi pinge mõjutab pingelangust, mis võrdub toitepingega, kui LED on välja lülitatud.
- Kuuendaks põhjuseks on takisti kasutamine, mille võimsus on ebapiisav. See kutsub esile takisti tugeva kuumutamise ja selle juhtmeid puudutava isolatsiooni sulamise. Seejärel hakkab värv põlema ja kõrgete temperatuuride mõjul toimub hävimine. Selle põhjuseks on asjaolu, et takisti hajutab ainult seda võimsust, mille jaoks see oli ette nähtud.
Skeem võimsa LED-i sisselülitamiseks
Võimsate LED-ide ühendamiseks peate kasutama AC/DC muundureid, millel on stabiliseeritud vooluväljund. See välistab vajaduse takisti või LED-draiveri IC järele. Samal ajal saavutame lihtsa LED-ühenduse, mugava süsteemi kasutamise ja kulude vähendamise.
Enne võimsate LED-ide sisselülitamist veenduge, et need on ühendatud toiteallikaga. Ärge ühendage süsteemi toiteallikaga, mis on pinge all, vastasel juhul ei tööta LED-tuled.
5050 LED-id. Omadused. Ühendusskeem
Madala võimsusega LED-id hõlmavad ka pindpaigaldusega LED-e (SMD). Kõige sagedamini kasutatakse neidtaustvalgustuse nupud mobiiltelefonis või dekoratiivse LED-riba jaoks.
5050 LED-id (keretüübi suurus: 5 x 5 mm) on pooljuhtvalgusallikad, mille päripinge on 1,8-3,4 V ja iga kristalli alalisvoolu tugevus on kuni 25 mA. SMD 5050 LED-ide eripära on see, et nende disain koosneb kolmest kristallist, mis võimaldavad LED-il kiirata mitut värvi. Neid nimetatakse RGB LED-deks. Nende korpus on valmistatud kuumakindlast plastikust. Hajutatud lääts on läbipaistev ja täidetud epoksüvaiguga.
Selleks, et 5050 LED-id kestaks võimalikult kaua, tuleb need ühendada resistentsuse nimiväärtustega järjestikku. Skeemi maksimaalse töökindluse tagamiseks on parem ühendada iga ahela jaoks eraldi takisti.
Vilkuvate LED-ide sisselülitamise skeemid
Vilkuv LED on LED, millesse on sisse ehitatud integreeritud impulsigeneraator. Selle välgu sagedus on 1,5–3 Hz.
Hoolimata asjaolust, et vilkuv LED on üsna kompaktne, sisaldab see pooljuhtgeneraatori kiipi ja lisaelemente.
Mis puutub vilkuva LED-i pingesse, siis see on universaalne ja võib varieeruda. Näiteks kõrgepinge puhul on see 3–14 volti ja madalpinge puhul 1,8–5 volti.
Sellest tulenev alt hõlmavad vilkuva LED-i positiivsed omadused lisaks valgussignaalseadme väiksusele ja kompaktsusele ka laia lubatud pingevahemikku. Lisaks võib see eristada erinevaid värve.
Eri tüüpi vilkumiste puhulLED-id on sisse ehitatud umbes kolme mitmevärvilise LED-i, millel on erinevad välguintervallid.
Vilkuvad LED-id on samuti üsna ökonoomsed. Fakt on see, et LED-i sisselülitamise elektrooniline ahel on valmistatud MOS-struktuuridel, tänu millele saab eraldi funktsionaalse üksuse asendada vilkuva dioodiga. Väikeste mõõtmete tõttu kasutatakse vilkuvaid LED-e sageli kompaktsetes seadmetes, mis nõuavad väikeseid raadioelemente.
Diagrammil on vilkuvad LED-id tähistatud samamoodi nagu tavalised, ainsaks erandiks on see, et noolte jooned ei ole lihts alt sirged, vaid punktiirjooned. Seega sümboliseerivad need LED-i vilkumist.
Vilkuva LED-i läbipaistva korpuse kaudu näete, et see koosneb kahest osast. Seal, katoodaluse miinusklemmil, on valgusdioodi kristall ja anoodklemmil ostsillaatorikiip.
Kõik selle seadme komponendid on ühendatud kolme kuldse traadiga hüppaja abil. Vilkuva LED-i eristamiseks tavalisest vaadake lihts alt läbipaistvat korpust valguses. Seal näete kahte sama suurusega substraati.
Ühel substraadil on kristalliline valguskiirgur. See on valmistatud haruldaste muldmetallide sulamist. Valgusvoo ja fookuse suurendamiseks ning kiirgusmustri moodustamiseks kasutatakse paraboolset alumiiniumist reflektorit. See helkur vilkuvas LED-is on väiksema suurusega kui tavaline. Seda seetõttu, et teisel poolajalkorpus sisaldab integraallülitusega substraati.
Need kaks aluspinda on omavahel ühendatud kahe kuldse traatsilla abil. Mis puutub vilkuva LED-i korpusesse, siis see võib olla valmistatud kas valgust hajutavast matist plastikust või läbipaistvast plastikust.
Kuna vilkuva LED-i emitter ei asu keha sümmeetriateljel, on ühtlase valgustuse tagamiseks vaja kasutada monoliitset värvilist hajutatud valgusjuhti.
Läbipaistva korpuse olemasolu võib leida ainult suure läbimõõduga vilkuvates LED-lampides, millel on kitsas kiirgusmuster.
Vilkuv LED-generaator koosneb kõrgsageduslikust põhiostsillaatorist. Selle töö on konstantne ja sagedus on umbes 100 kHz.
Koos kõrgsagedusgeneraatoriga toimib ka loogiliste elementide jagaja. Ta omakorda jagab kõrgsageduse kuni 1,5-3 Hz. Sagedusjaguriga kõrgsagedusgeneraatori kasutamise põhjuseks on asjaolu, et madalsagedusgeneraatori tööks on ajastusahela jaoks vaja suurima mahtuvusega kondensaatorit.
Kõrgsageduse viimine 1-3 Hz-ni nõuab loogikaelementidel jaoturite olemasolu. Ja neid saab üsna lihts alt kanda pooljuhtkristalli väikesele pinnale. Pooljuhtsubstraadil on lisaks jagajale ja põhikõrgsagedusostsillaatorile kaitsediood ja elektrooniline lüliti. Piiravtakisti on sisse ehitatud vilkuvatesse LED-idesse, mille pinge on 3–12 volti.
Madalpingel vilkuvad LEDid
Mis puutub madalpinge vilkuvatesse LED-lampidesse, siis neil ei ole piiravat takistit. Kui toiteallikas on vastupidine, on vaja kaitsedioodi. See on vajalik mikrolülituse rikke vältimiseks.
Selleks, et kõrgepinge vilkuvad LED-id töötaksid kaua ja töötaksid tõrgeteta, ei tohiks toitepinge ületada 9 volti. Kui pinge tõuseb, suureneb vilkuva LED-i võimsuse hajumine, mis viib pooljuhtkristalli kuumenemiseni. Seejärel hakkab ülekuumenemise tõttu vilkuv LED-tuli halvenema.
Kui on vaja kontrollida vilkuva LED-i tervist, võite selle ohutuks tegemiseks kasutada 4,5-voldist akut ja 51-oomist takistit, mis on LED-iga järjestikku ühendatud. Takisti võimsus peab olema vähem alt 0,25 W.
LEDide paigaldamine
LED-ide paigaldamine on väga oluline teema, kuna see on otseselt seotud nende elujõulisusega.
Kuna LED-idele ja mikroskeemidele ei meeldi staatilisus ja ülekuumenemine, tuleb osad jootma võimalikult kiiresti, mitte rohkem kui viis sekundit. Sel juhul peate kasutama väikese võimsusega jootekolbi. Otsa temperatuur ei tohiks ületada 260 kraadi.
Jootmisel võite lisaks kasutada meditsiinilisi pintsette. Pintsetid LEDkinnitatakse korpusele lähemale, mille tõttu tekib jootmisel kristallilt täiendav soojuse eemaldamine. Et LED-i jalad katki ei läheks, ei tohi neid palju painutada. Need peaksid jääma üksteisega paralleelseks.
Ülekoormuse või lühise vältimiseks peab seade olema varustatud kaitsmega.
Skeem LED-ide sujuvaks sisselülitamiseks
Pehme sisse- ja väljalülitamise LED-skeem on teiste seas populaarne ning selle vastu tunnevad huvi autoomanikud, kes soovivad oma autosid tuunida. Seda skeemi kasutatakse auto sisemuse valgustamiseks. Kuid see pole selle ainus rakendus. Seda kasutatakse ka muudes valdkondades.
Lihtne LED-pehmekäivitusahel koosneks transistorist, kondensaatorist, kahest takistist ja LED-ist. Tuleb valida sellised voolu piiravad takistid, mis suudavad läbi iga LED-jada juhtida 20 mA voolu.
Valgusdioodide sujuva sisse- ja väljalülitamise ahel ei ole täielik ilma kondensaatorita. Tema on see, kes lubab tal koguda. Transistor peab olema p-n-p-struktuuriga. Ja kollektori vool ei tohiks olla väiksem kui 100 mA. Kui LED-pehmekäivitusahel on õigesti kokku pandud, siis auto salongivalgustuse näitel süttivad LED-id sujuv alt 1 sekundi jooksul ja pärast uste sulgemist kustuvad sujuv alt.
Valgusdioodide vahelduv sisselülitamine. Diagramm
Üks LED-e kasutavatest valgusefektidest on nende ükshaaval sisselülitamine. Seda nimetatakse jooksvaks tuleks. Selline skeem töötab autonoomsest toiteallikast. Selle kujundamisel kasutatakse tavalist lülitit, mis varustab toidet igale LED-tule.
Mõelge seadmele, mis koosneb kahest mikroskeemist ja kümnest transistorist, mis koos moodustavad peaostsillaatori, mis juhib ja indekseerib ennast. Peaostsillaatori väljundist edastatakse impulss juhtplokile, mis on ühtlasi ka kümnendloendur. Seejärel rakendatakse transistori alusele pinge ja see avab. LED-i anood on ühendatud toiteallika positiivse küljega, mis põhjustab helendamist.
Teine impulss moodustab loenduri järgmises väljundis loogilise ühiku ja eelmisele ilmub madal pinge ja see sulgeb transistori, mille tõttu LED kustub. Siis toimub kõik samas järjekorras.
