Most a LED-es világítás nagyon népszerűvé vált. A helyzet az, hogy ez a világítás nemcsak elég erős, hanem költséghatékony is. A LED-ek félvezető diódák epoxihéjban.
Kezdetben meglehetősen gyengék és drágák voltak. Később azonban nagyon fényes fehér és kék diódák kerültek gyártásba. Addigra a piaci ára csökkent. Jelenleg szinte bármilyen színű LED-ek léteznek, ez volt az oka annak, hogy különféle tevékenységi területeken használják őket. Ide tartozik a különböző helyiségek világítása, a képernyők és táblák háttérvilágítása, az útjelző táblákon és a közlekedési lámpákon való használat, az autók belsejében és fényszóróiban, mobiltelefonokban stb.
Leírás
A LED-ek kevés áramot fogyasztanak, aminek következtében az ilyen világítás fokozatosan felváltja a már meglévő fényforrásokat. A szaküzletekben különféle LED-es világításon alapuló termékeket vásárolhat, a hagyományos lámpáktól a LED-szalagokig,LED panelekkel végződve. Közös bennük, hogy csatlakozásukhoz 12 vagy 24 V áram szükséges.
Eltérően más fényforrásoktól, amelyek fűtőelemet használnak, ez egy félvezető kristályt használ, amely optikai sugárzást hoz létre, amikor áramot alkalmaznak.
A LED-ek 220 V-os hálózathoz való csatlakoztatásának sémáinak megértéséhez először meg kell mondani, hogy nem lehet közvetlenül ilyen hálózatról táplálni. Ezért ahhoz, hogy LED-ekkel dolgozhasson, bizonyos sorrendet kell követnie a nagyfeszültségű hálózathoz való csatlakoztatásuk során.
A LED elektromos tulajdonságai
A LED áram-feszültség jellemzője meredek vonal. Ez azt jelenti, hogy ha a feszültség legalább egy kicsit megnő, akkor az áramerősség meredeken növekszik, ez a LED túlmelegedéséhez és későbbi kiégéséhez vezet. Ennek elkerülése érdekében korlátozó ellenállást kell tartalmaznia az áramkörben.
De fontos, hogy ne feledkezzünk meg a LED-ek 20 V-os maximális megengedett fordított feszültségéről. És ha fordított polaritású hálózathoz csatlakozik, akkor 315 V amplitúdó feszültséget kap, azaz 1,41 többszöröse a jelenleginél. A helyzet az, hogy a 220 voltos hálózatban az áram váltakozó irányú, és kezdetben egy irányba, majd visszafelé halad.
Annak érdekében, hogy megakadályozzuk az áram ellentétes irányú mozgását, a LED kapcsolóáramkörnek a következőnek kell lennie: az áramkörben egy dióda található. Nem engedi át a fordított feszültséget. Ebben az esetben a kapcsolatnak párhuzamosnak kell lennie.
Másik séma a LED-nek a hálózathoz való csatlakoztatásához 220volt két LED egymás mellé helyezése.
Ami az oltóellenállással ellátott hálózati tápellátást illeti, ez nem a legjobb megoldás. Mert az ellenállás erős áramot fog leadni. Például, ha 24 kΩ-os ellenállást használ, akkor a teljesítménydisszipáció körülbelül 3 watt lesz. Ha egy diódát sorba kapcsolunk, a teljesítmény felére csökken. A diódán lévő fordított feszültségnek 400 V-nak kell lennie. Amikor két ellentétes LED világít, két két wattos ellenállást helyezhet el. Ellenállásuk kétszer kisebb legyen. Ez akkor lehetséges, ha két különböző színű kristály van egy tokban. Általában az egyik kristály piros, a másik zöld.
200 kΩ-os ellenállás használatakor nincs szükség védődiódára, mivel a visszatérő áram kicsi, és nem teszi tönkre a kristályt. Ennek a LED-ek hálózathoz való csatlakoztatásának sémája egy mínusz - az izzó kis fényereje. Használható például egy szobakapcsoló megvilágítására.
Annak a ténynek köszönhetően, hogy az áram a hálózatban váltakozó, elkerülhető az elektromos áram pazarlása a levegő felmelegítésére korlátozó ellenállással. A kondenzátor elvégzi a feladatot. Végül is váltakozó áramot enged át, és nem melegszik fel.
Fontos megjegyezni, hogy a hálózat mindkét félciklusának át kell haladnia a kondenzátoron, hogy az váltakozó áramot tudjon átadni. És mivel a LED csak egy irányba vezet áramot, egy szokásos diódát (vagy egy másik további LED-et) kell az ellenkező irányba helyezni.párhuzamosan a LED-del. Akkor kihagyja a második félidőt.
Ha a LED-nek a 220 V-os hálózathoz történő csatlakoztatására szolgáló áramkört kikapcsolják, a kondenzátoron feszültség marad. Néha még teljes amplitúdójú 315 V-nál is. Ez áramütéssel fenyeget. Ennek elkerülése érdekében a kondenzátoron kívül nagy értékű kisülési ellenállást is kell biztosítani, amely a hálózatról leválasztva azonnal kisüti a kondenzátort. Normál működés közben, fűtés nélkül, kis mennyiségű áram folyik át ezen az ellenálláson.
Az impulzusos töltőáram elleni védelem érdekében és biztosítékként kis ellenállású ellenállást helyezünk el. A kondenzátornak speciálisnak kell lennie, amelyet legalább 250 V-os vagy 400 V-os váltakozó áramú áramkörhöz terveztek.
A LED-szekvenálási séma magában foglalja egy izzó beszerelését több sorba kapcsolt LED-ből. Ebben a példában egy ellendióda elegendő.
Mivel az ellenállás feszültségesése kisebb lesz, a LED-ek teljes feszültségesését ki kell vonni az áramforrásból.
A beépített diódát a LED-eken áthaladó áramhoz hasonló áramra kell tervezni, és a fordított feszültségnek meg kell egyeznie a LED-eken lévő feszültségek összegével. A legjobb, ha páros számú LED-et használ, és egymáshoz köti őket.
Tíznél több LED lehet egy láncban. A kondenzátor kiszámításához ki kell vonni a 315 V-os hálózat amplitúdó feszültségéből a LED-ek feszültségesésének összegét. Ennek eredményeként megtaláljuk az esések számátfeszültség a kondenzátoron.
LED csatlakozási hibák
- Az első hiba az, amikor egy LED-et korlátozó nélkül csatlakoztatunk közvetlenül a forráshoz. Ebben az esetben a LED nagyon gyorsan meghibásodik az áramerősség ellenőrzésének hiánya miatt.
- A második hiba a párhuzamosan telepített LED-ek csatlakoztatása egy közös ellenálláshoz. A paraméterek szóródása miatt a LED-ek fényereje eltérő lesz. Ezenkívül, ha az egyik LED meghibásodik, a második LED árama megnő, ami miatt az kiéghet. Tehát ha egyetlen ellenállást használnak, a LED-eket sorba kell kötni. Ez lehetővé teszi, hogy az ellenállás kiszámításakor az áramerősséget változatlan maradjon, és hozzáadja a LED-ek feszültségeit.
- A harmadik hiba az, amikor a különböző áramerősségre tervezett LED-eket sorba kapcsolják. Emiatt az egyik gyengén ég, vagy fordítva - elhasználódik.
- A negyedik hiba az, hogy olyan ellenállást használunk, amelynek nincs elég ellenállása. Emiatt a LED-en átfolyó áram túl nagy lesz. Az energia egy része túlbecsült áramfeszültség mellett hővé alakul, ami a kristály túlmelegedéséhez és élettartamának jelentős csökkenéséhez vezet. Ennek oka a kristályrács hibái. Ha az áramfeszültség még tovább nő, és a p-n átmenet felmelegszik, ez a belső kvantumhozam csökkenéséhez vezet. Ennek eredményekénta LED fényereje csökken, és a kristály megsemmisül.
- Az ötödik hiba a LED bekapcsolása 220 V-on, aminek az áramköre igen egyszerű, fordított feszültségkorlátozás hiányában. A legtöbb LED-nél a megengedett legnagyobb fordított feszültség körülbelül 2 V, és a fordított félciklusú feszültség befolyásolja a feszültségesést, amely megegyezik a tápfeszültséggel, amikor a LED ki van kapcsolva.
- A hatodik ok az elégtelen teljesítményű ellenállás használata. Ez az ellenállás erős felmelegedését és a vezetékeit érintő szigetelés megolvadásának folyamatát váltja ki. Ezután a festék égni kezd, és magas hőmérséklet hatására megsemmisül. Ennek az az oka, hogy az ellenállás csak azt a teljesítményt disszipálja, amelyre tervezték.
Az erős LED bekapcsolásának sémája
Erőteljes LED-ek csatlakoztatásához stabilizált áramkimenettel rendelkező AC/DC átalakítókat kell használnia. Ezzel szükségtelenné válik az ellenállás vagy a LED meghajtó IC. Ugyanakkor egyszerű LED csatlakozást, kényelmes rendszerhasználatot és költségcsökkentést érhetünk el.
Mielőtt bekapcsolja az erős LED-eket, győződjön meg arról, hogy csatlakoztatva vannak az áramforráshoz. Ne csatlakoztassa a rendszert feszültség alatt lévő tápegységhez, különben a LED-ek meghibásodnak.
5050 LED. Jellemzők. Bekötési rajz
Az alacsony fogyasztású LED-ek felületre szerelhető LED-eket (SMD) is tartalmaznak. Leggyakrabban arra használják őketháttérvilágítás gombok mobiltelefonon vagy dekoratív LED-szalaghoz.
A 5050 LED-ek (testméret: 5 x 5 mm) félvezető fényforrások, amelyek előremenő feszültsége 1,8-3,4 V, az egyenáram erőssége pedig minden kristálynál legfeljebb 25 mA. Az SMD 5050 LED-ek sajátossága, hogy kialakításuk három kristályból áll, amelyek segítségével a LED többféle színt bocsát ki. Ezeket RGB LED-eknek hívják. Testük hőálló műanyagból készült. A diffúz lencse átlátszó és epoxigyantával van töltve.
Annak érdekében, hogy az 5050-es LED-ek a lehető leghosszabb ideig működjenek, sorosan kell őket csatlakoztatni a névleges ellenállásokhoz. Az áramkör maximális megbízhatósága érdekében jobb, ha minden lánchoz külön ellenállást csatlakoztat.
Sémák a villogó LED-ek bekapcsolásához
A villogó LED egy beépített impulzusgenerátorral rendelkező LED. Felvillanási frekvenciája 1,5-3 Hz.
Annak ellenére, hogy a villogó LED meglehetősen kompakt, tartalmaz egy félvezető generátor chipet és további elemeket.
Ami a villogó LED feszültségét illeti, ez univerzális és változhat. Például nagyfeszültségnél 3-14 volt, alacsony feszültségnél 1,8-5 volt.
Ennek megfelelően a villogó LED pozitív tulajdonságai közé tartozik a fényjelző berendezés kis mérete és kompaktsága mellett a megengedett feszültség széles tartománya is. Ezenkívül különféle színeket bocsáthat ki.
Külön típusú villogásbanA LED-ek körülbelül három többszínű LED-be vannak beépítve, amelyek különböző villanási időközökkel rendelkeznek.
A villogó LED-ek is meglehetősen gazdaságosak. A helyzet az, hogy a LED bekapcsolására szolgáló elektronikus áramkör MOS szerkezeteken készül, aminek köszönhetően egy különálló funkcionális egység villogó diódával helyettesíthető. Kis méretük miatt a villogó LED-eket gyakran használják olyan kompakt eszközökben, amelyek kis rádióelemeket igényelnek.
Az ábrán a villogó LED-ek ugyanúgy vannak feltüntetve, mint a hagyományosak, az egyetlen kivétel az, hogy a nyilak vonalai nem csak egyenesek, hanem pontozottak. Így a LED villogását szimbolizálják.
A villogó LED átlátszó testén keresztül láthatja, hogy két részből áll. Ott a katód alap negatív kapcsán egy fénykibocsátó dióda kristály, az anód terminálon pedig egy oszcillátor chip található.
Ennek az eszköznek az összes alkatrésze három aranyhuzalos áthidaló segítségével van csatlakoztatva. Ha meg szeretné különböztetni a villogó LED-et a normáltól, csak nézze meg az átlátszó házat a fényben. Itt két azonos méretű hordozót láthat.
Az egyik hordozón egy kristályos fénykibocsátó kocka található. Ritkaföldfém ötvözetből készült. A fényáram és a fókusz növelésére, valamint a sugárzási mintázat kialakítására parabolikus alumínium reflektort használnak. Ez a fényvisszaverő a villogó LED-ben kisebb méretű, mint a normálban. Ez azért van, mert a második félidőbena ház integrált áramkörrel ellátott hordozót tartalmaz.
Ez a két hordozó két arany dróthídon keresztül kapcsolódik egymáshoz. Ami a villogó LED testét illeti, készülhet fényt diffúz matt műanyagból vagy átlátszó műanyagból.
Mivel a villogó LED-ben az emitter nem a test szimmetriatengelyén helyezkedik el, az egyenletes megvilágítás működéséhez monolitikus színű szórt fényvezetőt kell használni.
Az átlátszó ház jelenléte csak a nagy átmérőjű villogó LED-ekben található meg, amelyek keskeny sugárzási mintázattal rendelkeznek.
A villogó LED generátor egy nagyfrekvenciás fő oszcillátorból áll. Működése állandó, frekvenciája pedig kb. 100 kHz.
A nagyfrekvenciás generátor mellett a logikai elemek elválasztója is működik. Ő viszont felosztja a magas frekvenciát 1,5-3 Hz-re. A frekvenciaosztóval ellátott nagyfrekvenciás generátor használatának oka, hogy a kisfrekvenciás generátor működéséhez a legnagyobb kapacitású kondenzátorra van szükség az időzítő áramkörhöz.
A nagyfrekvencia 1-3 Hz-re emeléséhez elosztókra van szükség a logikai elemeken. És meglehetősen könnyen felvihetők egy félvezető kristály kis helyére. A félvezető hordozón az osztó és a mester nagyfrekvenciás oszcillátoron kívül védődióda és elektronikus kapcsoló található. Korlátozóaz ellenállás a villogó LED-ekbe van beépítve, amelyek névleges feszültsége 3-12 V.
Kisfeszültségű villogó LED-ek
Ami az alacsony feszültségű villogó LED-eket illeti, nincs korlátozó ellenállásuk. Ha a tápfeszültség megfordul, védődióda szükséges. A mikroáramkör meghibásodásának elkerülése érdekében szükséges.
Annak érdekében, hogy a nagyfeszültségű villogó LED-ek hosszú ideig működjenek és zavartalanul működjenek, a tápfeszültség nem haladhatja meg a 9 voltot. Ha a feszültség emelkedik, akkor a villogó LED teljesítménydisszipciója megnő, ami a félvezető kristály felmelegedéséhez vezet. Ezt követően a túlzott felmelegedés miatt a villogó LED károsodása megkezdődik.
Amikor ellenőrizni kell egy villogó LED állapotát, ennek biztonságos elvégzése érdekében használhat 4,5 voltos akkumulátort és 51 ohmos ellenállást, amely sorba van kapcsolva a LED-del. Az ellenállás teljesítményének legalább 0,25 W-nak kell lennie.
LED-ek beszerelése
A LED-ek telepítése nagyon fontos kérdés, mivel közvetlenül összefügg életképességükkel.
Mivel a LED-ek és a mikroáramkörök nem szeretik a statikus elektromosságot és a túlmelegedést, az alkatrészeket a lehető leggyorsabban, legfeljebb öt másodpercnél kell forrasztani. Ebben az esetben kis teljesítményű forrasztópákát kell használnia. A hegy hőmérséklete nem haladhatja meg a 260 fokot.
Forrasztáskor használhat orvosi csipeszt is. Csipesz LEDközelebb van rögzítve a házhoz, aminek köszönhetően a forrasztás során további hőelvonás jön létre a kristályból. Hogy a LED lábai ne törjenek el, nem szabad nagyon hajlítani. Párhuzamosan kell maradniuk egymással.
A túlterhelés vagy rövidzárlat elkerülése érdekében a készüléket biztosítékkal kell ellátni.
Séma a LED-ek zökkenőmentes bekapcsolásához
A lágy be- és kikapcsolási LED séma népszerű többek között, és érdeklődnek iránta azok az autótulajdonosok, akik szeretnék tuningolni autóikat. Ezt a sémát az autó belsejének megvilágítására használják. De nem ez az egyetlen alkalmazása. Más területeken is használják.
Egy egyszerű LED lágyindító áramkör egy tranzisztorból, egy kondenzátorból, két ellenállásból és egy LED-ből állna. Olyan áramkorlátozó ellenállásokat kell választani, amelyek 20 mA áramot tudnak átvezetni minden LED-sorozaton.
A LED-ek zökkenőmentes be- és kikapcsolására szolgáló áramkör nem lesz teljes kondenzátor nélkül. Ő az, aki megengedi neki, hogy gyűjtsön. A tranzisztornak p-n-p szerkezetűnek kell lennie. És a kollektor árama nem lehet kevesebb, mint 100 mA. Ha a LED-es lágyindító áramkör megfelelően van összeállítva, akkor egy autóbelső világítás példájával a LED-ek 1 másodperc alatt simán felgyulladnak, majd az ajtók becsukása után simán kialszanak.
LED-ek váltakozó bekapcsolása. Diagram
A LED-eket használó fényeffektusok egyike az, hogy egyesével bekapcsolja őket. Futótűznek hívják. Egy ilyen rendszer autonóm tápegységről működik. Kialakításához hagyományos kapcsolót használnak, amely felváltva látja el az egyes LED-eket.
Tekintsünk egy olyan eszközt, amely két mikroáramkörből és tíz tranzisztorból áll, amelyek együttesen alkotják a fő oszcillátort, amely önmagát vezérli és indexeli. A master oszcillátor kimenetéről az impulzus a vezérlőegységhez kerül, amely egyben decimális számláló is. Ezután a feszültséget a tranzisztor alapjára helyezik, és kinyitja azt. A LED anódja az áramforrás pozitívhoz van kötve, ami világít.
A második impulzus logikai egységet képez a számláló következő kimenetén, az előzőn pedig alacsony feszültség jelenik meg, és lezárja a tranzisztort, amitől a LED kialszik. Ezután minden ugyanabban a sorrendben történik.
