Nu er LED-belysning blevet meget populær. Sagen er, at denne belysning ikke kun er kraftig nok, men også omkostningseffektiv. LED'er er halvlederdioder i en epoxyskal.
Oprindeligt var de ret svage og dyre. Men senere blev meget lyse hvide og blå dioder frigivet til produktion. På det tidspunkt var deres markedspris faldet. I øjeblikket er der LED'er af næsten enhver farve, hvilket var årsagen til deres brug i forskellige aktivitetsområder. Disse omfatter belysning af forskellige rum, baggrundsbelysning af skærme og skilte, brug på vejskilte og trafiklys, i interiør og forlygter i biler, i mobiltelefoner osv.
Description
LED'er bruger lidt elektricitet, med det resultat, at sådan belysning gradvist erstatter allerede eksisterende lyskilder. I specialbutikker kan du købe forskellige varer baseret på LED-belysning, lige fra en konventionel lampe og LED-strimmel,slutter med LED paneler. Fælles for dem alle er, at deres forbindelse kræver en strøm på 12 eller 24 V.
I modsætning til andre lyskilder, der bruger et varmeelement, bruger denne en halvlederkrystal, der genererer optisk stråling, når der påføres en strøm.
For at forstå skemaerne for tilslutning af LED'er til et 220V-netværk, skal du først sige, at det ikke kan strømforsynes direkte fra et sådant netværk. For at arbejde med LED'er skal du derfor følge en bestemt rækkefølge for at forbinde dem til et højspændingsnetværk.
LED's elektriske egenskaber
Strømspændingskarakteristikken for en LED er en stejl linje. Det vil sige, hvis spændingen stiger mindst lidt, vil strømmen stige kraftigt, dette vil føre til overophedning af LED'en med dens efterfølgende udbrænding. For at undgå dette skal du inkludere en begrænsningsmodstand i kredsløbet.
Men det er vigtigt ikke at glemme den maksim alt tilladte omvendte spænding for LED'er på 20 V. Og hvis den er forbundet til et netværk med omvendt polaritet, vil den modtage en amplitudespænding på 315 volt, det vil sige 1,41 gange mere end den nuværende. Faktum er, at strømmen i 220 volt-nettet er vekslende, og den vil i første omgang gå i én retning og derefter tilbage.
For at forhindre strømmen i at bevæge sig i den modsatte retning, bør LED-koblingskredsløbet være som følger: en diode er inkluderet i kredsløbet. Det vil ikke passere omvendt spænding. I dette tilfælde skal forbindelsen være parallel.
En anden ordning for tilslutning af LED'en til netværket 220volt er at installere to lysdioder ryg mod ryg.
Hvad angår netstrøm med en slukningsmodstand, er dette ikke den bedste løsning. Fordi modstanden vil afgive stærk kraft. For eksempel, hvis du bruger en 24 kΩ modstand, så vil effekttabet være cirka 3 watt. Når en diode er seriekoblet, vil effekten blive halveret. Omvendt spænding over dioden skal være 400 V. Når to modsatte lysdioder tænder, kan du sætte to to-watt modstande. Deres modstand skal være to gange mindre. Dette er muligt, når der er to krystaller af forskellige farver i en sag. Norm alt er den ene krystal rød, og den anden er grøn.
Når der bruges en 200 kΩ modstand, er en beskyttelsesdiode ikke påkrævet, da returstrømmen er lille og ikke ødelægger krystallen. Denne ordning til tilslutning af lysdioder til netværket har en minus - den lille lysstyrke af pæren. Den kan f.eks. bruges til at belyse en rumkontakt.
På grund af det faktum, at strømmen i netværket er vekslende, undgår man spild af elektricitet på opvarmning af luften med en begrænsningsmodstand. Kondensatoren klarer opgaven. Den passerer jo vekselstrøm og bliver ikke varm.
Det er vigtigt at huske, at begge halvcyklusser af netværket skal passere gennem kondensatoren, for at det kan sende vekselstrøm. Og da LED'en kun leder strøm i én retning, er det nødvendigt at sætte en almindelig diode (eller en anden ekstra LED) i den modsatte retning.parallelt med LED'en. Så springer han anden halvleg over.
Når kredsløbet til tilslutning af LED'en til 220 volt netværket er slukket, forbliver spændingen på kondensatoren. Nogle gange endda fuld amplitude ved 315 V. Dette truer med et elektrisk stød. For at undgå dette er det ud over kondensatoren også nødvendigt at tilvejebringe en højværdiafladningsmodstand, som, hvis den afbrydes fra netværket, øjeblikkeligt vil aflade kondensatoren. En lille mængde strøm løber gennem denne modstand under normal drift uden at opvarme den.
For at beskytte mod pulserende ladestrøm og som sikring sætter vi en modstand med lav modstand. Kondensatoren skal være speciel, som er designet til et vekselstrømkredsløb på mindst 250 V eller 400 V.
LED-sekventeringsskemaet involverer installation af en pære fra flere lysdioder forbundet i serie. Til dette eksempel er én tællerdiode tilstrækkelig.
Da spændingsfaldet over modstanden vil være mindre, skal det samlede spændingsfald over LED'erne trækkes fra strømkilden.
Det er nødvendigt, at den installerede diode er designet til en strøm svarende til den strøm, der passerer gennem LED'erne, og omvendt spænding skal være lig med summen af spændingerne på LED'erne. Det er bedst at bruge et lige antal lysdioder og forbinde dem ryg-til-ryg.
Der kan være mere end ti lysdioder i én kæde. For at beregne kondensatoren skal du trække fra netværkets amplitudespænding 315 V summen af lysdiodernes spændingsfald. Som et resultat finder vi antallet af faldendespænding over kondensatoren.
LED-forbindelsesfejl
- Den første fejl er, når du tilslutter en LED uden limiter direkte til kilden. I dette tilfælde vil LED'en svigte meget hurtigt på grund af manglende kontrol over mængden af strøm.
- Den anden fejl er at forbinde LED'er installeret parallelt til en fælles modstand. På grund af det faktum, at der er en spredning af parametre, vil lysstyrken på lysdioderne være anderledes. Derudover, hvis en af LED'erne svigter, vil strømmen af den anden LED stige, på grund af hvilken den kan brænde ud. Så når en enkelt modstand bruges, skal lysdioderne være serieforbundne. Dette giver dig mulighed for at lade strømmen være den samme, når du beregner modstanden og tilføje spændingerne for LED'erne.
- Den tredje fejl er, når LED'er, der er designet til forskellige strømme, tændes i serie. Dette får en af dem til at brænde svagt eller omvendt - til at blive slidt.
- Den fjerde fejl er at bruge en modstand, der ikke har tilstrækkelig modstand. På grund af dette vil strømmen, der løber gennem LED'en, være for stor. Noget af energien, ved en overvurderet strømspænding, omdannes til varme, hvilket resulterer i overophedning af krystallen og en betydelig reduktion af dens levetid. Årsagen til dette er defekterne i krystalgitteret. Hvis strømspændingen stiger endnu mere, og p-n krydset opvarmes, vil dette føre til et fald i det interne kvanteudbytte. Som resultatlysstyrken af LED'en vil falde, og krystallen vil blive ødelagt.
- Den femte fejl er at tænde LED'en ved 220V, hvis kredsløb er meget simpelt, i fravær af omvendt spændingsbegrænsning. Den maksim alt tilladte omvendte spænding for de fleste lysdioder er ca. 2V, og den omvendte halvcyklusspænding påvirker spændingsfaldet, som er lig med forsyningsspændingen, når lysdioden er slukket.
- Den sjette grund er brugen af en modstand, hvis effekt er utilstrækkelig. Dette fremkalder en stærk opvarmning af modstanden og processen med at smelte isoleringen, der rører dens ledninger. Så begynder malingen at brænde, og under påvirkning af høje temperaturer sker ødelæggelse. Dette skyldes, at modstanden kun spreder den effekt, den er designet til at håndtere.
Skema til at tænde en kraftig LED
For at tilslutte kraftige LED'er skal du bruge AC/DC-konvertere, der har en stabiliseret strømudgang. Dette vil eliminere behovet for en modstand eller en LED-driver-IC. Samtidig kan vi opnå enkel LED-forbindelse, komfortabel systembrug og omkostningsreduktion.
Før du tænder kraftige LED'er, skal du sørge for, at de er tilsluttet en strømkilde. Tilslut ikke systemet til en strømforsyning, der er strømførende, ellers vil LED'erne svigte.
5050 LED'er. Karakteristika. Ledningsdiagram
Low power LED'er inkluderer også overflademonterede LED'er (SMD). Oftest bruges de tilbaggrundsbelysningsknapper i en mobiltelefon eller til dekorativ LED-strimmel.
5050 LED'er (kropsstørrelse: 5 x 5 mm) er halvlederlyskilder, hvis fremadspænding er 1,8-3,4 V, og jævnstrømsstyrken for hver krystal er op til 25 mA. Det særlige ved SMD 5050 LED'er er, at deres design består af tre krystaller, som tillader LED'en at udsende flere farver. De kaldes RGB LED'er. Deres krop er lavet af varmebestandigt plastik. Den diffuse linse er gennemsigtig og fyldt med epoxyharpiks.
For at 5050 LED'erne skal holde så længe som muligt, skal de forbindes til modstandsklassificeringerne i serie. For maksimal pålidelighed af kredsløbet er det bedre at tilslutte en separat modstand for hver kæde.
Skemaer til at tænde blinkende LED'er
Den blinkende LED er en LED med en integreret impulsgenerator indbygget. Dens flashfrekvens er fra 1,5 til 3 Hz.
På trods af at den blinkende LED er ret kompakt, indeholder den en halvledergeneratorchip og yderligere elementer.
Hvad angår spændingen af den blinkende LED, er den universel og kan variere. For eksempel er den for højspænding 3-14 volt, og for lavspænding er den 1,8-5 volt.
Følgelig omfatter de positive egenskaber ved en blinkende LED, ud over lyssignalenhedens lille størrelse og kompakthed, også en lang række tilladte spændinger. Derudover kan den udsende forskellige farver.
I separate typer blinkLED'er er indbygget i omkring tre flerfarvede LED'er, som har forskellige flashintervaller.
Blinkende LED'er er også ret økonomiske. Faktum er, at det elektroniske kredsløb til tænding af LED'en er lavet på MOS-strukturer, takket være hvilke en separat funktionel enhed kan udskiftes med en blinkende diode. På grund af deres lille størrelse bruges blinkende lysdioder ofte i kompakte enheder, der kræver små radioelementer.
I diagrammet er blinkende lysdioder angivet på samme måde som almindelige, den eneste undtagelse er, at pilenes linjer ikke bare er lige, men stiplede. De symboliserer således LED'ens blink.
Gennem den gennemsigtige krop af den blinkende LED kan du se, at den består af to dele. Der, på den negative terminal af katodebasen, er der en lysdiodekrystal, og på anodeterminalen er der en oscillatorchip.
Alle komponenter i denne enhed er forbundet med tre gyldne ledningsjumpere. For at skelne en blinkende LED fra en normal, skal du blot se på det gennemsigtige hus i lyset. Der kan du se to underlag af samme størrelse.
På det ene underlag er der en krystallinsk lysudsenderterning. Den er lavet af sjældne jordarters legering. For at øge lysstrømmen og fokus, samt for at danne strålingsmønsteret, anvendes en parabolsk aluminiumsreflektor. Denne reflektor i den blinkende LED er mindre i størrelse end i den normale. Dette skyldes i anden halvlegkabinettet indeholder et substrat med et integreret kredsløb.
Disse to substrater er forbundet med hinanden ved hjælp af to gyldne trådbroer. Hvad angår kroppen af den blinkende LED, kan den være lavet af enten lys-spredende mat plast eller gennemsigtig plast.
På grund af det faktum, at emitteren i den blinkende LED ikke er placeret på kroppens symmetriakse, er det nødvendigt at bruge en monolitisk farvet diffus lysleder til at fungere ensartet belysning.
Tilstedeværelsen af et gennemsigtigt hus kan kun findes i blinkende lysdioder med stor diameter, som har et sm alt strålingsmønster.
Den blinkende LED-generator består af en højfrekvent masteroscillator. Dens arbejde er konstant, og frekvensen er omkring 100 kHz.
Sammen med højfrekvensgeneratoren fungerer en divider på logiske elementer også. Han deler til gengæld højfrekvensen op til 1,5-3 Hz. Grunden til at bruge en højfrekvensgenerator med en frekvensdeler er, at driften af en lavfrekvensgenerator kræver en kondensator med den største kapacitans til tidskredsløbet.
At bringe højfrekvensen op på 1-3 Hz kræver tilstedeværelsen af dividere på logiske elementer. Og de kan ganske nemt påføres på et lille rum af en halvlederkrystal. På halvledersubstratet er der udover divider og master højfrekvent oscillator en beskyttelsesdiode og en elektronisk switch. Restriktivmodstanden er indbygget i de blinkende lysdioder, som er normeret til en spænding på 3 til 12 volt.
Blinkende lysdioder med lav spænding
Hvad angår de lavspændingsblinkende LED'er, har de ikke en begrænsningsmodstand. Når strømforsyningen er omvendt, kræves en beskyttelsesdiode. Det er nødvendigt for at forhindre fejl i mikrokredsløbet.
For at de højspændingsblinkende LED'er skal fungere i lang tid og gå glat, bør forsyningsspændingen ikke overstige 9 volt. Hvis spændingen stiger, vil effekttabet af den blinkende LED stige, hvilket vil føre til opvarmning af halvlederkrystallen. Efterfølgende, på grund af overdreven opvarmning, vil nedbrydningen af den blinkende LED begynde.
Når det er nødvendigt at kontrollere tilstanden af en blinkende LED, for at gøre dette sikkert, kan du bruge et 4,5 volt batteri og en 51 ohm modstand forbundet i serie med LED'en. Effekten af modstanden skal være mindst 0,25W.
Installation af LED'er
Installation af LED'er er et meget vigtigt emne, fordi det er direkte relateret til deres levedygtighed.
Da LED'er og mikrokredsløb ikke kan lide statisk elektricitet og overophedning, er det nødvendigt at lodde dele så hurtigt som muligt, ikke mere end fem sekunder. I dette tilfælde skal du bruge en laveffekt loddekolbe. Temperaturen på spidsen bør ikke overstige 260 grader.
Ved lodning kan du desuden bruge medicinsk pincet. Pincet LEDer fastspændt tættere på sagen, på grund af hvilken yderligere varmefjernelse fra krystallen skabes under lodning. For at LED'ens ben ikke knækker, må de ikke bøjes meget. De skal forblive parallelle med hinanden.
For at undgå overbelastning eller kortslutning skal enheden være udstyret med en sikring.
Skema til jævn tænding af LED'er
Den bløde tænd- og sluk-LED-ordning er populær blandt andre, og bilejere, der ønsker at tune deres biler, er interesserede i det. Denne ordning bruges til at belyse det indre af bilen. Men dette er ikke dens eneste anvendelse. Det bruges også i andre områder.
Et simpelt LED-softstart-kredsløb ville bestå af en transistor, en kondensator, to modstande og en LED. Det er nødvendigt at vælge sådanne strømbegrænsende modstande, der kan føre en strøm på 20 mA gennem hver streng af LED'er.
Kredsløbet til jævnt at tænde og slukke for LED'erne vil ikke være komplet uden en kondensator. Det er ham, der giver hende lov til at samle. Transistoren skal være p-n-p-struktur. Og strømmen på solfangeren bør ikke være mindre end 100 mA. Hvis LED-softstart-kredsløbet er monteret korrekt, vil LED'erne, ved at bruge eksemplet med en bilinteriørbelysning, tænde jævnt på 1 sekund, og efter at dørene er lukket, vil de slukke jævnt.
Skiftende tænding af LED'er. Diagram
En af lyseffekterne ved at bruge LED'er er at tænde dem én efter én. Det kaldes løbende ild. En sådan ordning fungerer fra en autonom strømforsyning. Til dets design bruges en konventionel switch, som leverer strøm til hver af LED'erne på skift.
Overvej en enhed bestående af to mikrokredsløb og ti transistorer, som tilsammen udgør masteroscillatoren, styrer og indekserer sig selv. Fra masteroscillatorens udgang sendes pulsen til styreenheden, som også er en decim altæller. Derefter påføres spændingen til bunden af transistoren og åbner den. LED'ens anode er forbundet til strømkildens positive, hvilket fører til en glød.
Den anden impuls danner en logisk enhed ved den næste udgang af tælleren, og en lav spænding vises på den forrige og lukker transistoren, hvilket får LED'en til at slukke. Så sker alt i samme rækkefølge.
