פרטים על שיטות חיבור LED
בחיינו, נורות לד דוחקות בביטחון מקורות אחרים של אור מלאכותי מטכנולוגיית התאורה. אבל אם ניתן לחבר מנורות ליבון ישירות לאספקת החשמל, אז החיבור של נורת ה-LED ונורות הפריקה דורש אמצעים מיוחדים.
יחד עם זאת, חיבור LED בודד אינו גורם לבעיות. ולהפעיל מכמה יחידות למאות זה לא קל כמו שזה נראה.
קצת תיאוריה
LED דורש מתח או זרם קבועים כדי לפעול כראוי. הם צריכים להיות:
- קבוע בכיוון. כלומר, הזרם במעגל ה-LED, כאשר מופעל מתח, חייב לזרום ממקור המתח "+" ל"-" שלו.
- יַצִיב, כלומר קבוע בגודלו, במהלך פעולת הדיודה.
![פרטים על שיטות חיבור LED]()
- לא פועם - לאחר תיקון וייצוב, הערכים של מתח או זרם קבועים לא אמורים להשתנות מעת לעת.
![דיאגרמת צורת גל מתח]()
סכימה של צורת המתח במוצא של מיישר גל מלא כאשר הוא מסונן על ידי קבל אלקטרוליטי (מלבנים שחורים ולבנים המסומנים "+" בתרשים). הקו המקווקו הוא המתח במוצא המיישר. הקבל נטען לאמפליטודה של חצי גל ונפרק בהדרגה בהתנגדות העומס. "צעדים" הם פעימות. היחס בין אמפליטודות הצעד לחצי גל באחוזים הוא גורם האדוות.
ל נוריות בהתחלה, נעשה שימוש במקורות המתח הזמינים - 5, 9, 12 V. ומתח ההפעלה של צומת p-n הוא מ-1.9-2.4 ל-3.7-4.4 V. לכן, הפעלת הדיודה ישירות היא כמעט תמיד הבעירה הפיזית שלה מ- התחממות יתר עם זרם גדול. צורך נוכחי הגבלה עם נגד מגביל זרם, מוציא אנרגיה כדי לחמם אותו.
ניתן להדליק נורות LED בסדרה במספר חלקים. ואז, על ידי הרכבת שרשרת מהם, ניתן, לפי סכום המתחים הקדמיים שלהם, להגיע כמעט למתח של מקור הכוח. וההפרש הנותר "מוחזר" על ידי פיזורו בצורה של חום על הנגד.
כאשר יש עשרות דיודות, הן מחוברות במעגלים סדרתיים, המחוברים במקביל.
LED pinout
קוטביות LED - אנודה או פלוס וקתודה - מינוס קל לקבוע מהתמונות:
מעגל מיתוג LED
ה-LED מופעל על ידי מתח קבוע. אבל התכונות של התלות הלא ליניארית של ההתנגדות הפנימית שלה מחייבות את זרם הפעולה להישמר בגבולות צרים. בזרם נמוך מהמדורג, הוא יורד זרם חלש, ובערך גבוה יותר, הגביש מתחמם יתר על המידה, בהירות הזוהר גדלה וה"חיים" מצטמצמים. הדרך הפשוטה ביותר להרחיב אותו היא להגביל את הזרם דרך הגביש על ידי הכללת נגד מגביל זרם. עבור נוריות LED חזקות, זה לא משתלם מבחינה כלכלית, מכיוון שהם מוזנים בזרם ישר ממקור מיוחד של זרם יציב - נהגים.
חיבור טורי
LED הוא מכשיר תאורה מורכב למדי. זה עובד ממקור משני של מתח ישר. עם הספק של יותר מ-0.2-0.5 וואט, רוב מכשירי ה-LED משתמשים במקורות זרם. הם לא לגמרי נכונים, בצורה האמריקאית, שנקראים נהגים. כאשר דיודות מחוברות בסדרה, לעתים קרובות משתמשים בספקי כוח במתח של 9, 12, 24 ואפילו 48 V. במקרה זה נבנית שרשרת סדרה, שבה יכולים להיות בין 3-6 לכמה עשרות. אלמנטים.
כאשר מחוברים בסדרה בשרשרת, האנודה של ה-LED הראשון מחוברת באמצעות נגד מגביל זרם ל-"+" של מקור הכוח, והקתודה מחוברת לאנודה של השנייה. וכך כל השרשרת מחוברת.
לדוגמה, לנורות LED אדומות יש מתח פעולה קדימה של 1.6V עד 3.03V. Uוכו. = 2.1V LED אחד על הנגד עם מתח מקור של 12 וולט יהיה בעל מתח של 5.7 וולט:
12V - 3x2.1V = 12 - 6.3 = 5.7V.
וכבר 3 שרשראות רצופות מחוברות במקביל.
טבלת מתח ישיר על הנורית מצבע הזוהר שלה.
| צבע זוהר | מתח הפעלה, ישיר, V | אורך גל, ננומטר |
|---|---|---|
| לבן | 3,5 | ספקטרום רחב |
| אָדוֹם | 1,63–2,03 | 610-760 |
| תפוז | 2,03–2,1 | 590-610 |
| צהוב | 2,1–2,18 | 570-590 |
| ירוק | 1,9–4,0 | 500-570 |
| כָּחוֹל | 2,48–3,7 | 450-500 |
| סָגוֹל | 2,76–4 | 400-450 |
| אינפרא אדום | עד 1.9 | מ-760 |
| UV | 3,1–4,4 | עד 400 |
עם חיבור סדרתי של נוריות, הזרמים דרך הנוריות יהיו זהים, והירידה על כל אלמנט היא אינדיבידואלית. זה תלוי בהתנגדות הפנימית של הדיודה.
מאפייני חיבור טורי:
- שבירה של אלמנט אחד מובילה לכיבוי של כולם;
- קצר - מחלק מחדש את המתח שלו לכל הנותרים, בהירות הזוהר עולה עליהם וההשפלה מואצת.
מוּמלָץ: כיצד לגלות כמה וולט LED
חיבור מקביל
בסכימת חיבור LED זו, כל האנודות מחוברות זו לזו ול-"+" של מקור הכוח, והקתודות ל-"-".
חיבור כזה היה על זרי ה-LED הראשונים, הסרגלים והסרטים כשהם מופעלים על ידי מתח של 3-5 וולט.
אם מתרחשת שחיקה עם סגירת צומת p-n, כל מתח הסוללה יופעל על הנגד R1. זה יתחמם יתר על המידה וישרף.
על התמונה:
- פסים אפורים - צמיגים נושאי זרם, כלומר חוטים ללא בידוד;
- גלילים כחולים עם קצה מעוגל - נוריות גליליות עם עדשה בקצה;
- אדום - נגדים להגבלת זרם הפעולה.
זה יהיה לא נכון לחבר את כל הדיודות לנגד אחד. בשל הפיזור במאפיינים של נוריות, גם באצווה אחת שיכולה להגיע בין 50 ל-200% או יותר, יכול לזרום זרם דרך הדיודות שישתנה משמעותית. לכן, הם גם יזהרו ויטענו אחרת. מאוחר יותר, הטעונים ביותר, זוהרים בהירים יותר מאחרים, יישרפו או ידרדרו לכמעט הנחתה מוחלטת, ויאבדו 70-90% משטף האור. או לשנות את גוון הזוהר מלבן לצהוב.
מעורב
נעשה שימוש בחיבור משולב או מעורב בעת יצירת מטריצות LED המורכבות מעשרות או מאות רבות של אלמנטים או קריסטלים לא ארוזים. המפורסמות שבהן הן מטריצות COB.
מתח האספקה וזרם ההפעלה עם הפעלה משולבת יהיו נמוכים מאלו ההפעלה המדורגים. רק בתנאי זה, המטריצה תעבוד פחות או יותר במשך זמן רב. בזרם מדורג, החוליה החלשה ביותר תישרף במהירות והשאר יישרפו בהדרגה. זה יסתיים בהפסקות בשרשראות סדרתיות וקיצור של מקבילים.
חיבור דיודה פולטת אור לרשת 220V
אם תפעיל את ה-LED ישירות מ-220 וולט עם מגבלת זרם, אז הוא יזרח בחצי גל חיובי ויכבה עם אחד שלילי. אבל זה רק במקרה שבו המתח ההפוך של צומת p-n הוא הרבה יותר מ 220 V. בדרך כלל זה באזור של 380-400 V.
הדרך השנייה להפעיל היא באמצעות קבל מרווה.
תשומת הלב! לרוב המעגלים עם חיבור ישיר לרשת 220 V יש חיסרון רציני - הם מסוכנים לפציעה אנושית עם מתח גבוה - 220 V. לכן, יש להשתמש בהם בזהירות, עם בידוד זהיר של כל החלקים נושאי הזרם.
מידע מפורט על חיבור ה-LED לרשת 220V המתואר כאן.
כיצד להפעיל דיודות מאספקת חשמל
ספקי הכוח הפופולריים ביותר למיתוג ללא שנאים (PSU) מספקים 12 וולט עם הגנה על זרם, קצר חשמלי, התחממות יתר וכו'.
לכן, נוריות LED מחוברות בסדרה והזרם שלהן מוגבל על ידי נגד קונבנציונלי. השרשרת כוללת 3 או 6 דיודות. מספרם נקבע על ידי המתח קדימה של הדיודה. הסכום שלהם להגבלת הזרם צריך להיות פחות ממתח המוצא של ה-PSU ב-0.5-1 V.
תכונות של חיבור נוריות RGB ו-COB
נוריות עם קיצור RGB - אלו הם פולטי אור פוליכרום או רב צבעים בצבעים שונים. רובם מורכבים משלושה גבישי לד, שכל אחד מהם פולט צבע אחר.הרכבה כזו נקראת שלישיית צבעים.
חיבור LED RGB נעשה באותו אופן כמו נוריות LED קונבנציונליות. בכל מקרה של מקור אור רב צבעוני כזה, יש גביש אחד: אדום - אדום, ירוק - ירוק וכחול - כחול. לכל LED יש מתח הפעלה משלה:
- כחול - מ 2.5 עד 3.7 V;
- ירוק - מ 2.2 עד 3.5 V;
- אדום - מ 1.6 עד 2.03 V.
קריסטלים יכולים להיות מחוברים זה לזה בדרכים שונות:
- עם קתודה משותפת, כלומר שלוש קתודות מחוברות זו לזו ועם מסוף משותף על המארז, ולאנודות לכל אחת יש מסוף משלה;
- עם אנודה משותפת - בהתאמה, עבור כל האנודות, הפלט משותף, והקתודות אינדיבידואליות;
- pinout עצמאי - לכל אנודה וקתודה יש פלט משלה.
לכן, הערכים של הנגדים המגבילים את הזרם יהיו שונים.
בשני המקרים, למארז הדיודה יש 4 מובילי חוטים, רפידות בנוריות SMD או סיכה במארז הפיראנה.
במקרה של לדים עצמאיים, יהיו 6 יציאות.
במקרה SMD 5050 גבישי LED מסודרים באופן הבא:
חיבור נוריות COB
הקיצור COB הוא האותיות הראשונות של הביטוי האנגלי chip-on-board. ברוסית, זה יהיה - אלמנט או קריסטל על הלוח.
הקריסטלים מודבקים או מולחמים על גבי מצע ספיר או סיליקון מוליך חום. לאחר בדיקת החיבורים החשמליים הנכונים, הקריסטלים מתמלאים בזרחן צהוב.
נוריות COB - אלו הם מבני מטריקס המורכבים מעשרות או מאות גבישים, המחוברים בקבוצות עם הכללה משולבת של צמתים p-n מוליכים למחצה. קבוצות הן שרשראות עוקבות של נוריות, שמספרן מתאים למתח האספקה של מטריצת ה-LED. לדוגמה, ב-9 V אלו 3 גבישים, 12 V - 4.
שרשראות המחוברות בסדרה מחוברות במקביל. לפיכך, הכוח הנדרש של המטריצה מתקבל. גבישי זוהר כחולים מלאים בזרחן צהוב. הוא מקרין מחדש אור כחול לצהוב, מה שהופך אותו לבן.
איכות האור, כלומר. עיבוד צבע לווסת בתהליך הייצור את הרכב הזרחן. זרחן חד ודו רכיבי נותן איכות נמוכה, כי יש לו 2-3 קווי פליטה בספקטרום. שלושה וחמישה רכיבים - שכפול צבע מקובל למדי. זה יכול להיות עד 85-90 Ra ואפילו יותר.
חיבור מסוג זה של פולטי אור אינו גורם לבעיות. הם מופעלים כ-LED חזק רגיל, המופעל על ידי מקור זרם סטנדרטי. לדוגמה, 150, 300, 700 mA. היצרן של מטריצות COB ממליץ לבחור מקורות נוכחיים עם מרווח. זה יעזור בעת הפעלת גוף תאורה עם מטריצת COB.