Tagad LED apgaismojums ir kļuvis ļoti populārs. Lieta tāda, ka šis apgaismojums ir ne tikai pietiekami jaudīgs, bet arī ekonomisks. Gaismas diodes ir pusvadītāju diodes epoksīda apvalkā.
Sākotnēji tie bija diezgan vāji un dārgi. Bet vēlāk ražošanā tika izlaistas ļoti spilgti b altas un zilas diodes. Līdz tam laikam to tirgus cena bija samazinājusies. Šobrīd ir gandrīz jebkuras krāsas gaismas diodes, kas bija iemesls to izmantošanai dažādās darbības jomās. Tie ietver dažādu telpu apgaismojumu, ekrānu un zīmju fona apgaismojumu, izmantošanu uz ceļa zīmēm un luksoforiem, automašīnu salonā un priekšējiem lukturiem, mobilajos tālruņos utt.
Apraksts
LED patērē maz elektrības, kā rezultātā šāds apgaismojums pakāpeniski aizstāj jau esošos gaismas avotus. Specializētajos veikalos varat iegādāties dažādas preces, kuru pamatā ir LED apgaismojums, sākot no parastās lampas un LED lentes,beidzot ar LED paneļiem. Viņiem visiem kopīgs ir tas, ka to savienojumam nepieciešama 12 vai 24 V strāva.
Atšķirībā no citiem gaismas avotiem, kas izmanto sildelementu, šis izmanto pusvadītāju kristālu, kas ģenerē optisko starojumu, kad tiek pielietota strāva.
Lai saprastu shēmas gaismas diožu pievienošanai 220 V tīklam, vispirms jāsaka, ka to nevar darbināt tieši no šāda tīkla. Tāpēc, lai strādātu ar gaismas diodēm, ir jāievēro noteikta secība, pievienojot tās augstsprieguma tīklam.
LED elektriskās īpašības
Gaismas diodes strāvas-sprieguma raksturlielums ir stāva līnija. Tas ir, ja spriegums palielinās vismaz nedaudz, tad strāva strauji palielināsies, tas novedīs pie gaismas diodes pārkaršanas ar sekojošu izdegšanu. Lai no tā izvairītos, ķēdē jāiekļauj ierobežojošais rezistors.
Bet ir svarīgi neaizmirst par maksimālo pieļaujamo gaismas diodes reverso spriegumu 20 V. Un, ja tas ir savienots ar tīklu ar apgrieztu polaritāti, tas saņems amplitūdas spriegumu 315 volti, tas ir, 1,41 reizes vairāk nekā pašreizējā. Fakts ir tāds, ka strāva 220 voltu tīklā ir mainīga, un tā sākotnēji virzīsies vienā virzienā un pēc tam atpakaļ.
Lai strāva nepārvietotos pretējā virzienā, LED pārslēgšanas ķēdei jābūt šādai: ķēdē ir iekļauta diode. Tas neizlaidīs reverso spriegumu. Šajā gadījumā savienojumam jābūt paralēlam.
Cita shēma LED savienošanai ar tīklu 220volt ir uzstādīt divas gaismas diodes viena otrai.
Attiecībā uz tīkla strāvu ar dzēšanas rezistoru, tas nav labākais risinājums. Tā kā rezistors izdalīs spēcīgu jaudu. Piemēram, ja izmantojat 24 kΩ rezistoru, tad jaudas izkliede būs aptuveni 3 vati. Ja diode ir savienota virknē, jauda tiks samazināta uz pusi. Apgrieztajam spriegumam pāri diodei jābūt 400 V. Kad ieslēdzas divas pretējās gaismas diodes, varat ievietot divus divu vatu rezistorus. Viņu pretestībai jābūt divas reizes mazākai. Tas ir iespējams, ja vienā korpusā ir divi dažādu krāsu kristāli. Parasti viens kristāls ir sarkans, bet otrs ir zaļš.
Ja tiek izmantots 200 kΩ rezistors, aizsargdiode nav nepieciešama, jo atgriešanās strāva ir maza un neiznīcinās kristālu. Šai LED savienošanas shēmai ar tīklu ir viens mīnuss - mazs spuldzes spilgtums. To var izmantot, piemēram, lai apgaismotu telpas slēdzi.
Sakarā ar to, ka tīklā ir mainīga strāva, tas ļauj izvairīties no elektrības izšķērdēšanas gaisa sildīšanai ar ierobežojošo rezistoru. Kondensators veic darbu. Galu galā tas laiž cauri maiņstrāvu un nesasilst.
Ir svarīgi atcerēties, ka abiem tīkla puscikliem jāiziet cauri kondensatoram, lai tas izietu maiņstrāvu. Un tā kā gaismas diode vada strāvu tikai vienā virzienā, pretējā virzienā ir jāievieto parasta diode (vai cita papildu gaismas diode).paralēli LED. Tad viņš izlaidīs otro pusperiodu.
Kad ķēde gaismas diodes pievienošanai 220 voltu tīklam ir izslēgta, kondensatorā paliks spriegums. Dažreiz pat pilna amplitūda pie 315 V. Tas draud ar elektriskās strāvas triecienu. Lai no tā izvairītos, papildus kondensatoram ir jāparedz arī augstvērtīgs izlādes rezistors, kas, atvienojot no tīkla, momentāni izlādēs kondensatoru. Normālas darbības laikā caur šo rezistoru plūst neliels strāvas daudzums, to nesildot.
Lai aizsargātu pret impulsu uzlādes strāvu un kā drošinātāju, mēs ievietojām zemas pretestības rezistoru. Kondensatoram jābūt īpašam, kas paredzēts vismaz 250 V vai 400 V maiņstrāvas ķēdei.
LED secības shēma ietver spuldzes uzstādīšanu no vairākām virknē savienotām gaismas diodēm. Šajā piemērā pietiek ar vienu skaitītāja diodi.
Tā kā sprieguma kritums pāri rezistoram būs mazāks, kopējais sprieguma kritums gaismas diodēs ir jāatņem no strāvas avota.
Ir nepieciešams, lai uzstādītā diode būtu paredzēta strāvai, kas ir līdzīga strāvai, kas iet caur gaismas diodēm, un reversajam spriegumam jābūt vienādam ar gaismas diožu spriegumu summu. Vislabāk ir izmantot pāra skaitu gaismas diožu un savienot tās savā starpā.
Vienā ķēdē var būt vairāk nekā desmit gaismas diodes. Lai aprēķinātu kondensatoru, no tīkla amplitūdas sprieguma 315 V jāatņem gaismas diožu sprieguma krituma summa. Rezultātā mēs atrodam kritienu skaituspriegums pāri kondensatoram.
LED savienojuma kļūdas
- Pirmā kļūda ir tad, kad pievienojat LED bez ierobežotāja tieši pie avota. Šajā gadījumā gaismas diode ļoti ātri neizdosies, jo netiek kontrolēts strāvas stiprums.
- Otrā kļūda ir paralēli uzstādīto gaismas diožu pievienošana kopējam rezistoram. Sakarā ar to, ka pastāv parametru izkliede, gaismas diožu spilgtums būs atšķirīgs. Turklāt, ja viena no gaismas diodēm neizdodas, palielināsies otras gaismas diodes strāva, kā rezultātā tā var izdegt. Tātad, ja tiek izmantots viens rezistors, gaismas diodes ir jāsavieno virknē. Tas ļauj, aprēķinot rezistoru, atstāt strāvu nemainīgu un pievienot gaismas diožu spriegumus.
- Trešā kļūda ir tad, kad virknē tiek ieslēgtas gaismas diodes, kas paredzētas dažādām strāvām. Tādējādi viens no tiem vāji sadedzina vai otrādi - nolietojas.
- Ceturtā kļūda ir izmantot rezistoru, kuram nav pietiekami daudz pretestības. Šī iemesla dēļ strāva, kas plūst caur LED, būs pārāk liela. Daļa enerģijas pie pārvērtēta strāvas sprieguma tiek pārvērsta siltumā, kā rezultātā kristāls pārkarst un ievērojami samazinās tā kalpošanas laiks. Iemesls tam ir kristāla režģa defekti. Ja strāvas spriegums palielinās vēl vairāk un p-n pāreja uzsilst, tas novedīs pie iekšējās kvantu iznākuma samazināšanās. RezultātāLED spilgtums samazināsies un kristāls tiks iznīcināts.
- Piektā kļūda ir gaismas diodes ieslēgšana pie 220 V, kuras shēma ir ļoti vienkārša, ja nav reversā sprieguma ierobežojuma. Maksimālais pieļaujamais reversais spriegums lielākajai daļai gaismas diožu ir aptuveni 2 V, un apgrieztā pusperioda spriegums ietekmē sprieguma kritumu, kas ir vienāds ar barošanas spriegumu, kad gaismas diode ir izslēgta.
- Sestais iemesls ir tāda rezistora izmantošana, kura jauda ir nepietiekama. Tas izraisa spēcīgu rezistora sildīšanu un izolācijas kušanas procesu, kas pieskaras tā vadiem. Tad krāsa sāk degt un augstas temperatūras ietekmē notiek iznīcināšana. Tas ir tāpēc, ka rezistors izkliedē tikai to jaudu, kurai tas bija paredzēts.
Shēma jaudīgas gaismas diodes ieslēgšanai
Lai pievienotu jaudīgas gaismas diodes, jāizmanto maiņstrāvas/līdzstrāvas pārveidotāji, kuriem ir stabilizēta strāvas izvade. Tas novērsīs nepieciešamību pēc rezistora vai LED draivera IC. Tajā pašā laikā mēs varam panākt vienkāršu LED savienojumu, ērtu sistēmas lietošanu un izmaksu samazināšanu.
Pirms ieslēdzat jaudīgas gaismas diodes, pārliecinieties, vai tās ir pievienotas strāvas avotam. Nepievienojiet sistēmu barošanas avotam, kuram ir strāva, pretējā gadījumā gaismas diodes nedarbosies.
5050 LED. Raksturlielumi. Elektroinstalācijas shēma
Maza jaudas gaismas diodes ietver arī virsmas montāžas gaismas diodes (SMD). Visbiežāk tos izmantofona apgaismojuma pogas mobilajā tālrunī vai dekoratīvai LED lentei.
5050 gaismas diodes (korpusa tipa izmērs: 5 x 5 mm) ir pusvadītāju gaismas avoti, kuru tiešais spriegums ir 1,8-3,4 V, un līdzstrāvas stiprums katram kristālam ir līdz 25 mA. SMD 5050 gaismas diožu īpatnība ir tā, ka to dizains sastāv no trim kristāliem, kas ļauj gaismas diodei izstarot vairākas krāsas. Tos sauc par RGB gaismas diodēm. Viņu korpuss ir izgatavots no karstumizturīgas plastmasas. Izkliedētā lēca ir caurspīdīga un piepildīta ar epoksīda sveķiem.
Lai 5050 gaismas diodes darbotos pēc iespējas ilgāk, tām jābūt virknē savienotām ar pretestības rādītājiem. Lai nodrošinātu ķēdes maksimālu uzticamību, labāk katrai ķēdei pievienot atsevišķu rezistoru.
Shēmas mirgojošo gaismas diožu ieslēgšanai
Mirgojošā gaismas diode ir LED ar iebūvētu impulsu ģeneratoru. Tā zibspuldzes frekvence ir no 1,5 līdz 3 Hz.
Neskatoties uz to, ka mirgojošā gaismas diode ir diezgan kompakta, tajā ir pusvadītāju ģeneratora mikroshēma un papildu elementi.
Kas attiecas uz mirgojošās gaismas diodes spriegumu, tas ir universāls un var atšķirties. Piemēram, augsta sprieguma gadījumā tas ir 3–14 volti, bet zemspriegumam tas ir 1,8–5 volti.
Attiecīgi mirgojošas gaismas diodes pozitīvās īpašības papildus gaismas signālierīces mazajam izmēram un kompaktumam ietver arī plašu pieļaujamo spriegumu diapazonu. Turklāt tas var izstarot dažādas krāsas.
Atsevišķos mirgošanas veidosGaismas diodes ir iebūvētas aptuveni trīs daudzkrāsu gaismas diodēs, kurām ir dažādi mirgošanas intervāli.
Mirgojošās gaismas diodes ir arī diezgan ekonomiskas. Fakts ir tāds, ka LED ieslēgšanas elektroniskā shēma ir izgatavota uz MOS konstrukcijām, pateicoties kurām atsevišķu funkcionālo vienību var aizstāt ar mirgojošu diodi. To mazā izmēra dēļ mirgojošās gaismas diodes bieži tiek izmantotas kompaktās ierīcēs, kurām nepieciešami nelieli radio elementi.
Diagrammā mirgojošās gaismas diodes ir norādītas tāpat kā parastās, vienīgais izņēmums ir tas, ka bultu līnijas ir ne tikai taisnas, bet punktētas. Tādējādi tie simbolizē gaismas diodes mirgošanu.
Izmantojot mirgojošās gaismas diodes caurspīdīgo korpusu, var redzēt, ka tas sastāv no divām daļām. Tur uz katoda bāzes negatīvās spailes ir gaismas diodes kristāls, bet uz anoda spailes ir oscilatora mikroshēma.
Visas šīs ierīces sastāvdaļas ir savienotas, izmantojot trīs zelta stieples džemperus. Lai atšķirtu mirgojošu LED no parastas, vienkārši paskatieties uz caurspīdīgo korpusu gaismā. Tur jūs varat redzēt divus vienāda izmēra substrātus.
Vienā substrātā ir kristālisks gaismas izstarotāja kubs. Tas ir izgatavots no retzemju sakausējuma. Lai palielinātu gaismas plūsmu un fokusu, kā arī veidotu starojuma modeli, tiek izmantots paraboliskais alumīnija reflektors. Šis atstarotājs mirgojošā LED ir mazāks nekā parastajā. Tas ir tāpēc, ka otrajā pusēkorpusā ir substrāts ar integrētu shēmu.
Šie divi substrāti ir savienoti viens ar otru, izmantojot divus zelta stiepļu tiltus. Kas attiecas uz mirgojošās gaismas diodes korpusu, tas var būt izgatavots no gaismu izkliedējošas matētas plastmasas vai caurspīdīgas plastmasas.
Ņemot vērā to, ka mirgojošā gaismas diodes izstarotājs neatrodas uz korpusa simetrijas ass, vienmērīga apgaismojuma funkcionēšanai nepieciešams izmantot monolītu krāsainu izkliedētās gaismas vadību.
Caurspīdīga korpusa klātbūtni var atrast tikai liela diametra mirgojošās gaismas diodēs, kurām ir šaurs starojuma modelis.
Mirgojošais LED ģenerators sastāv no augstfrekvences galvenā oscilatora. Tās darbs ir nemainīgs, un frekvence ir aptuveni 100 kHz.
Kopā ar augstfrekvences ģeneratoru darbojas arī loģisko elementu sadalītājs. Viņš savukārt sadala augsto frekvenci līdz 1,5-3 Hz. Augstfrekvences ģeneratora ar frekvences dalītāju izmantošanas iemesls ir tas, ka zemfrekvences ģeneratora darbībai ir nepieciešams kondensators ar lielāko kapacitāti laika ķēdei.
Lai paaugstinātu augstu frekvenci līdz 1-3 Hz, loģiskajos elementos ir jābūt sadalītājiem. Un tos var diezgan viegli uzklāt uz nelielas pusvadītāju kristāla vietas. Uz pusvadītāju substrāta papildus dalītājam un galvenajam augstfrekvences oscilatoram ir aizsargdiode un elektroniskais slēdzis. Ierobežojošsrezistors ir iebūvēts mirgojošajās gaismas diodēs, kuru nominālais spriegums ir no 3 līdz 12 voltiem.
Zemsprieguma mirgojošas gaismas diodes
Kas attiecas uz zemsprieguma mirgojošām gaismas diodēm, tām nav ierobežojoša rezistora. Kad strāvas padeve ir apgriezta, ir nepieciešama aizsargdiode. Tas ir nepieciešams, lai novērstu mikroshēmas bojājumus.
Lai augstsprieguma mirgojošās gaismas diodes darbotos ilgu laiku un darbotos nevainojami, barošanas spriegums nedrīkst pārsniegt 9 voltus. Ja spriegums palielinās, palielināsies mirgojošās gaismas diodes jaudas izkliede, kas novedīs pie pusvadītāju kristāla uzkarsēšanas. Pēc tam pārmērīgas sasilšanas dēļ sāksies mirgojošās gaismas diodes darbības pasliktināšanās.
Kad ir nepieciešams pārbaudīt mirgojošas gaismas diodes stāvokli, lai to izdarītu droši, varat izmantot 4,5 voltu akumulatoru un 51 omu rezistoru, kas savienots virknē ar LED. Rezistora jaudai jābūt vismaz 0,25 W.
LED uzstādīšana
LED uzstādīšana ir ļoti svarīgs jautājums, jo tas ir tieši saistīts ar to dzīvotspēju.
Tā kā gaismas diodēm un mikroshēmām nepatīk statiskā elektrība un pārkaršana, detaļas nepieciešams lodēt pēc iespējas ātrāk, ne vairāk kā piecas sekundes. Šajā gadījumā jums ir jāizmanto mazjaudas lodāmurs. Uzgaļa temperatūra nedrīkst pārsniegt 260 grādus.
Lodējot, papildus var izmantot medicīniskās pincetes. Pincetes LEDir nostiprināts tuvāk korpusam, kā rezultātā lodēšanas laikā tiek radīta papildu siltuma noņemšana no kristāla. Lai LED kājas nelūztu, tās nedrīkst daudz saliekt. Tiem jāpaliek paralēli viens otram.
Lai izvairītos no pārslodzes vai īssavienojuma, ierīcei jābūt aprīkotai ar drošinātāju.
Shēma vienmērīgai gaismas diožu ieslēgšanai
Mīkstā ieslēgšanas un izslēgšanas LED shēma ir populāra citu starpā, un par to interesējas automašīnu īpašnieki, kuri vēlas noskaņot savas automašīnas. Šī shēma tiek izmantota, lai apgaismotu automašīnas interjeru. Bet tas nav vienīgais pielietojums. To izmanto arī citās jomās.
Vienkārša LED mīkstās palaišanas shēma sastāvētu no tranzistora, kondensatora, diviem rezistoriem un LED. Nepieciešams izvēlēties tādus strāvu ierobežojošus rezistorus, kas var izlaist 20 mA strāvu caur katru LED virkni.
Shēma vienmērīgai gaismas diožu ieslēgšanai un izslēgšanai nebūs pilnīga bez kondensatora. Tas ir viņš, kurš ļauj viņai savākt. Tranzistoram jābūt p-n-p-struktūrai. Un strāva uz kolektora nedrīkst būt mazāka par 100 mA. Ja LED mīkstās palaišanas ķēde ir pareizi samontēta, tad, izmantojot automašīnas salona apgaismojuma piemēru, gaismas diodes ieslēgsies vienmērīgi 1 sekundes laikā, un pēc durvju aizvēršanas tās vienmērīgi izslēgsies.
Alternatīva gaismas diožu ieslēgšana. Diagramma
Viens no gaismas efektiem, izmantojot LED, ir to ieslēgšana pa vienam. To sauc par skriešanas uguni. Šāda shēma darbojas no autonomas barošanas avota. Tās konstrukcijai tiek izmantots parasts slēdzis, kas pēc kārtas piegādā strāvu katrai gaismas diodei.
Apsveriet ierīci, kas sastāv no divām mikroshēmām un desmit tranzistoriem, kas kopā veido galveno oscilatoru, kas kontrolē un indeksē sevi. No galvenā oscilatora izejas impulss tiek pārsūtīts uz vadības bloku, kas ir arī decimālskaitītājs. Tad spriegums tiek pielikts tranzistora pamatnei un atver to. Gaismas diodes anods ir savienots ar barošanas avota pozitīvo kontaktu, kas noved pie spīduma.
Otrais impulss veido loģisku vienību pie nākamās skaitītāja izejas, un iepriekšējā impulsā parādīsies zems spriegums un aizvērs tranzistoru, izraisot gaismas diodes izslēgšanos. Tad viss notiek tādā pašā secībā.
