יסודות של חיבור מקבילי וטורי של נוריות
טכנולוגיית LED היא ההישג האחרון בטכנולוגיית התאורה, אשר עשתה שינויים בתאורת הדיור, הרחובות, המקומות הציבוריים והתחבורה. ליישום שלהם יש מספר תכונות לפי סוגי החיבור: חיבור טורי של נוריות, מקבילות או מעורבות. לכל אחד מהסוגים הללו יש צדדים חיוביים ושליליים. סדרתי מאפשרת חיבור לרשת מתח גבוה, והחיסרון הוא חוסר אמינות. גם לסוגים אחרים יש את היתרונות והחסרונות שלהם.
חיבור מקביל
דיודה פולטת אור (LED, LED) היא מיקרו-אלמנט, פעולתו תלויה בפרמטרים רבים. שגיאות במיקרוטכנולוגיות מובילות לעובדה שמאפיין מתח הזרם של כל LED בודד שונה. לכן, סף הפעולה ("הדלקה") של כל הדיודות שונה בו זמנית. זה מותר על פי תקני איכות ויש לקחת בחשבון בעת בניית מעגלים חשמליים. חיבור מקביל של נורות LED דורש בדיוק את ההגדרה הזו עבור פעולתן בו זמנית.
תרשים החיווט מראה כי עבור כל LED נבחר נגד משלו. בעת ההגדרה, נגדים R1-R6 מסדירים את פעולת המערכת כולה. הסף לכל דיודה הוא בטווח של 2.5-3.0 וולט, לפיכך יש לבחור נגדים עבור כל דיודה.
מחוון חיובי הוא מאפיין המתח הנמוך. רמת ההדק של LED בודד היא עד 3.0 וולט, כך שניתן לתכנן את צומת האור כולו למתח נמוך.
יתרון מהותי של חיבור מקביל הוא "הישרדות" של אפשרות זו. אם אלמנט LED אחד נכשל, המערכת ממשיכה לעבוד ולספק תאורה.
איכות זו משמשת במיני-מכשירים כאשר מזעור חשוב והם מורכבים על "טאבלטים" נטענים. מלאכות כאלה מיוצרות באופן נרחב בתעשייה ומיועדות למשימות קטנות - תאורה מקומית, למטרות פרסום וכו'.
יתרונות וחסרונות
יתרונות חיבור מקביל של נוריות הם: אספקת מעגל מתח נמוך, המאפשרת לבנות מכשירים מיניאטוריים; "הישרדות" גבוהה של המערכת, שכן כל דיודה מחוברת ישירות למקור הזרם. חסרונות - הצורך לכוונן כל LED, מה שמוביל לעלייה במספר האלמנטים (נגדים); הצורך במקור זרם נפרד (או דרייבר) בעת שימוש ברשתות חשמל לשימוש כללי.
חיבור סדרה
כאשר נוריות LED מחוברות בסדרה במעגל החשמלי, הגדרות מעגל בודדות עבור כל LED אינן נכללות. אבל יש גם כמה מוזרויות.
המעגל מוגדר עם נגד אחד, וכל הדיודות מופעלות בו זמנית.היתרון של תרכובת זו הוא תכולת הרכיבים הנמוכה והפשטות שלה. החיסרון הוא ה"הישרדות" הנמוכה: אם SD אחד נכשל, המערכת כולה כבויה.
הדרך הטורית לחיבור התקני LED מאפשרת שימוש במקורות זרם במתח גבוה. לרוב מדובר בגופי תאורה נייחים למטרות שונות באמצעות רשתות חשמל ציבוריות סטנדרטיות..
מערכות לד 12V
התקני LED, המיועדים ל-12 וולט, שייכים בדרך כלל למעמד האור לרכב. לרשת הרכב יש מייצבים, כך שאין צורך בהשוואת מתח. תאורת לד במכוניות הפכה לפופולרית - חברות רבות משתמשות רבות בתאורת לד בדגמים לתאורת כביש ותפעול אזעקה, תאורת פנים, תאורת תא מטען ותאורת לוח מחוונים. עם זאת, השימוש בלדים במכוניות הביא לעליית מחירם של אלמנטי תאורה, בעיקר פנסי חזית ובלוקי אור איתות. בחלק מדגמי הפרימיום, העלות של פנס בלוק דומה למחיר של מכונית זולה.
כמו כן, דיודות LED 12 וולט משמשות בבנייה וקישוט של הנחות מגורים. לרוב מדובר בפסי לד שלא רק מאירים את החדר, אלא גם יוצרים התקנות אור. הדבר מצריך התקנה של שנאים או דרייברים יורדים המחוברים לאספקת החשמל הביתית ומבטיחים פעולה ארוכת טווח של הדיודות.
מערכות לד 220V
מערכות דיודות כאלה הן הנפוצות ביותר. נוריות LED 220V עם שרשרת דייזי משמשות להארת חדרים גדולים, זרקורים בהספק גבוה, תאורת רחוב, מערכות איתות לנמל תעופה וכו'.
חיבור סדרת 220V המוצג כאן הוא הדרך הפשוטה ביותר לחבר מחרוזת דיודות עם מספר קטן של רכיבים.
חיבור מעורב של נוריות
סוג זה של חיבור מנצל את היתרונות של חיבור מקביל וסדרתי של נוריות. חיבור מעורב (או היברידי) משמש במערכות LED מורכבות בעלות מספר רב של נקודות אור ומשלבות גופי תאורה צרים חזקים ואור מפוזר.
חיבורים מעורבים מבינים את היתרונות של חיבורים מקבילים וסדרתיים כדי להגביר את האמינות של המערכת כולה: אם אחת מהדיודות נשרפת, אז כל המעגל נשאר פעיל, בעוד ששאר הנוריות אינן חוות מתח יתר וחוסכות את המשאב שלהן.
טעויות חיבור נפוצות
הנורית היא אלמנט זרם המגיב "בכאב" לעליות בזרם הזורם. יש לקחת זאת בחשבון בעת יצירת מערכות הכוללות נוריות, שבהן ישנם אלמנטים רבים המשפיעים על פעולת הדיודות ועל חיי השירות שלהן. זוהי טעות נפוצה והיא חלה על מערכות LED המופעלות על ידי סוללה: אם הסוללה אינה חזקה מספיק, הזרם הזורם מוגבל על ידי ההתנגדות הפנימית שלו, אשר לא תאפשר חריגה מהערכים המגבילים של מאפייני הזרם של הדיודות ולא יובילו לכישלון שלהן.
עבור מערכות הכוללות דיודות, חיבור סדרתי נחשב לטוב ביותר. הם קלים לתכנון וייצור, אלמנט נמוך, אמינים בפעולה, מספקים חיבור למקורות מתח גבוה ללא שימוש בשנאים מופחתים.
כמובן שלמערכות עם חיבור מקביל יש את היתרונות שלהן - היכולת להשתמש במכשירים מיניאטוריים.אבל הם דורשים מקורות זרם במתח נמוך.
מייצבים ודרייברים משמשים להגדלת האמינות וחיי השירות של מערכות LED, מה שמאפשר למנוע טעויות בתכנון ומאפשר להשתמש בכל סוגי החיבורים.
סרטון נושאי: מדוע דיודות מחוברות בסדרה ובמקביל.
בחירת מנהל ההתקן הנכון
דרייברים הם ספקי כוח אלקטרוניים המשמשים בעת חיבור נוריות LED, הרגישות לזרמים עודפים. מכשירים אלו בנויים בעיקרם על עקרונות של אפנון רוחב דופק (PWM), המבטיח יעילות מרבית של המערכת וויסות זרם אוטומטי. כאשר בוחרים נכון נהגים עבור ערכת LED, הדברים הבאים נלקחים בחשבון:
- מתח כניסה ומוצא;
- זרם מוצא;
- כוח פלט;
- מידת ההגנה מפני הסביבה.
מתחי הכניסה והיציאה הם הדרישות של פרמטרי הרשת: AC או DC (רשת ביתית 220 V - AC, רשת רכב 12 V - DC). זרם העומס מחושב ממספר הנוריות והנתונים הנוכחיים שלהן. הספק המוצא נקבע על ידי הספק של המעגל כולו. מידת ההגנה תלויה היכן ממוקמת המנורה - בחוץ או בפנים.
