Nyní se LED osvětlení stalo velmi populární. Jde o to, že toto osvětlení je nejen dostatečně výkonné, ale také cenově výhodné. LED diody jsou polovodičové diody v epoxidovém obalu.
Zpočátku byly docela slabé a drahé. Ale později byly do výroby uvolněny velmi jasné bílé a modré diody. Do té doby jejich tržní cena klesla. V současné době existují LED diody téměř jakékoli barvy, což bylo důvodem jejich použití v různých oblastech činnosti. Patří mezi ně osvětlení různých místností, podsvícení obrazovek a značek, použití na dopravních značkách a semaforech, v interiéru a světlometech automobilů, v mobilních telefonech atd.
Popis
LED diody spotřebovávají málo elektřiny, takže takové osvětlení postupně nahrazuje stávající světelné zdroje. Ve specializovaných prodejnách si můžete zakoupit různé položky založené na LED osvětlení, od běžné lampy a LED pásku,končí LED panely. Všechny mají společné to, že jejich připojení vyžaduje proud 12 nebo 24 V.
Na rozdíl od jiných světelných zdrojů, které používají topné těleso, tento používá polovodičový krystal, který generuje optické záření při použití proudu.
Chcete-li porozumět schématům pro připojení LED k síti 220 V, musíte nejprve říci, že nelze napájet přímo z takové sítě. Proto, abyste mohli pracovat s LED, musíte dodržet určitou sekvenci jejich připojení k vysokonapěťové síti.
Elektrické vlastnosti LED
Proudově napěťová charakteristika LED je strmá. To znamená, že pokud se napětí alespoň trochu zvýší, proud se prudce zvýší, což povede k přehřátí LED s následným vyhořením. Abyste tomu zabránili, musíte do obvodu zahrnout omezovací rezistor.
Je ale důležité nezapomenout na maximální povolené zpětné napětí LED 20 V. A pokud je připojeno k síti s obrácenou polaritou, obdrží amplitudové napětí 315 voltů, tedy 1,41 krát více než ten současný. Faktem je, že proud v síti 220 V je střídavý a zpočátku půjde jedním směrem a pak zpět.
Aby se zabránilo pohybu proudu v opačném směru, měl by spínací obvod LED vypadat následovně: v obvodu je zahrnuta dioda. Neprojde zpětným napětím. V tomto případě musí být připojení paralelní.
Další schéma připojení LED k síti 220volt je instalace dvou LED diod zády k sobě.
Pokud jde o síťové napájení se zhášecím odporem, není to nejlepší volba. Protože rezistor bude vydávat silný výkon. Pokud například použijete odpor 24 kΩ, ztrátový výkon bude přibližně 3 watty. Když je dioda zapojena do série, výkon se sníží na polovinu. Zpětné napětí na diodě by mělo být 400 V. Když se rozsvítí dvě protilehlé LED, můžete umístit dva dvouwattové odpory. Jejich odpor by měl být dvakrát menší. To je možné, když jsou v jednom pouzdře dva krystaly různých barev. Obvykle je jeden krystal červený a druhý zelený.
Při použití rezistoru 200 kΩ není nutná ochranná dioda, protože zpětný proud je malý a nezničí krystal. Toto schéma pro připojení LED k síti má jedno mínus - malý jas žárovky. Lze jej použít například k osvětlení pokojového vypínače.
Vzhledem k tomu, že proud v síti je střídavý, nedochází k plýtvání elektřinou na ohřev vzduchu pomocí omezovacího odporu. Kondenzátor dělá svou práci. Koneckonců prochází střídavým proudem a nezahřívá se.
Je důležité si uvědomit, že oba půlcykly sítě musí projít kondenzátorem, aby prošel střídavým proudem. A protože LED vede proud pouze jedním směrem, je potřeba dát běžnou diodu (nebo jinou přisvětlovací LED) opačným směrem.paralelně s LED. Pak přeskočí druhou polovinu období.
Když je obvod pro připojení LED k 220V síti vypnutý, na kondenzátoru zůstane napětí. Někdy i plná amplituda při 315 V. To hrozí elektrickým výbojem. Aby se tomu zabránilo, je nutné kromě kondenzátoru zajistit také vysoce hodnotný vybíjecí rezistor, který při odpojení od sítě okamžitě vybije kondenzátor. Tímto rezistorem protéká během normálního provozu malé množství proudu, aniž by se zahříval.
Pro ochranu proti pulznímu nabíjecímu proudu a jako pojistku jsme vložili odpor s nízkým odporem. Kondenzátor musí být speciální, který je určen pro obvod střídavého proudu minimálně 250 V nebo 400 V.
Schéma řazení LED zahrnuje instalaci žárovky z několika LED zapojených do série. Pro tento příklad stačí jedna dioda čítače.
Vzhledem k tomu, že úbytek napětí na rezistoru bude menší, musí být celkový úbytek napětí na LED diodách odečten od zdroje energie.
Je nutné, aby instalovaná dioda byla navržena na proud podobný proudu procházejícímu LED diodami a zpětné napětí se musí rovnat součtu napětí na LED. Nejlepší je použít sudý počet LED a připojit je zády k sobě.
V jednom řetězci může být více než deset LED. Pro výpočet kondenzátoru je třeba odečíst od amplitudového napětí sítě 315 V součet úbytku napětí LED. V důsledku toho zjistíme počet pádůnapětí na kondenzátoru.
Chyby připojení LED
- První chyba je, když připojíte LED bez omezovače přímo ke zdroji. V tomto případě LED velmi rychle selže kvůli nedostatku kontroly nad množstvím proudu.
- Druhou chybou je připojení LED instalovaných paralelně ke společnému rezistoru. Vzhledem k tomu, že existuje rozptyl parametrů, bude jas LED diod odlišný. Kromě toho, pokud jedna z LED selže, zvýší se proud druhé LED, což může způsobit spálení. Takže když je použit jeden rezistor, musí být LED zapojeny do série. To vám umožní ponechat proud stejný při výpočtu odporu a přidat napětí LED.
- Třetí chyba je, když jsou LED diody, které jsou navrženy pro různé proudy, zapnuty v sérii. To způsobí, že jeden z nich slabě spálí, nebo naopak – opotřebuje se.
- Čtvrtou chybou je použití odporu, který nemá dostatečný odpor. Z tohoto důvodu bude proud protékající LED diodou příliš velký. Část energie se při nadhodnoceném proudovém napětí přemění na teplo, což má za následek přehřátí krystalu a výrazné snížení jeho životnosti. Důvodem jsou defekty krystalové mřížky. Pokud se aktuální napětí ještě zvýší a p-n přechod se zahřeje, povede to ke snížení vnitřního kvantového výtěžku. Jako výsledekjas LED klesne a krystal se zničí.
- Pátá chyba je rozsvícení LED na 220V, jehož obvod je velmi jednoduchý, bez omezení zpětného napětí. Maximální přípustné zpětné napětí pro většinu LED je přibližně 2 V a zpětné polocyklové napětí ovlivňuje pokles napětí, který se rovná napájecímu napětí, když je LED vypnutá.
- Šestým důvodem je použití rezistoru, jehož výkon je nedostatečný. To vyvolává silné zahřívání odporu a proces tavení izolace, která se dotýká jeho vodičů. Poté barva začne hořet a pod vlivem vysokých teplot dochází k destrukci. Je to proto, že rezistor rozptyluje pouze energii, pro kterou byl navržen.
Schéma pro zapnutí výkonné LED diody
Pro připojení výkonných LED je třeba použít AC / DC měniče, které mají stabilizovaný proudový výstup. To eliminuje potřebu rezistoru nebo IC ovladače LED. Zároveň můžeme dosáhnout jednoduchého připojení LED, pohodlného používání systému a snížení nákladů.
Než zapnete výkonné LED diody, ujistěte se, že jsou připojeny ke zdroji napájení. Nepřipojujte systém ke zdroji napájení, který je pod napětím, jinak LED diody selžou.
5050 LED. Charakteristika. Schéma zapojení
Nízkoenergetické LED také zahrnují povrchové LED diody (SMD). Nejčastěji se používají propodsvícení tlačítek v mobilním telefonu nebo pro dekorativní LED pásek.
5050 LED (velikost těla: 5 x 5 mm) jsou polovodičové světelné zdroje, jejichž propustné napětí je 1,8-3,4 V a stejnosměrný proud pro každý krystal je až 25 mA. Zvláštností LED SMD 5050 je, že jejich design se skládá ze tří krystalů, které umožňují LED vyzařovat více barev. Říká se jim RGB LED. Jejich tělo je vyrobeno z tepelně odolného plastu. Difuzní čočka je průhledná a vyplněná epoxidovou pryskyřicí.
Aby LED diody 5050 vydržely co nejdéle, musí být zapojeny do série se jmenovitými hodnotami odporu. Pro maximální spolehlivost obvodu je lepší zapojit pro každý řetězec samostatný odpor.
Schémata pro zapínání blikajících LED diod
Blikající LED je LED s integrovaným generátorem pulsů. Frekvence záblesku je od 1,5 do 3 Hz.
Navzdory skutečnosti, že blikající LED je poměrně kompaktní, obsahuje čip polovodičového generátoru a další prvky.
Pokud jde o napětí blikající LED, je univerzální a může se lišit. Například pro vysoké napětí je to 3–14 voltů a pro nízké napětí je to 1,8–5 voltů.
Pozitivní vlastnosti blikající LED tedy zahrnují kromě malých rozměrů a kompaktnosti světelného signalizačního zařízení také široký rozsah přípustného napětí. Navíc může vyzařovat různé barvy.
V samostatných typech blikáníLED diody jsou vestavěny asi ve třech vícebarevných LED diodách, které mají různé intervaly blikání.
Blikající LED diody jsou také docela ekonomické. Elektronický obvod pro zapínání LED je totiž proveden na MOS strukturách, díky čemuž lze samostatnou funkční jednotku nahradit blikající diodou. Kvůli jejich malé velikosti se blikající LED často používají v kompaktních zařízeních, která vyžadují malé rádiové prvky.
V diagramu jsou blikající LED diody indikovány stejným způsobem jako běžné, jedinou výjimkou je, že čáry šipek nejsou pouze rovné, ale tečkované. Symbolizují tedy blikání LED.
Skrze průhledné tělo blikající LED můžete vidět, že se skládá ze dvou částí. Tam, na záporném vývodu katodové základny, je krystal diody emitující světlo a na vývodu anody je čip oscilátoru.
Všechny součásti tohoto zařízení jsou propojeny pomocí tří zlatých propojek. Chcete-li rozlišit blikající LED od normální, stačí se podívat na průhledné pouzdro ve světle. Zde můžete vidět dva substráty stejné velikosti.
Na jednom substrátu je krystalická kostka emitoru světla. Je vyroben ze slitiny vzácných zemin. Pro zvýšení světelného toku a ohniska a také pro vytvoření vyzařovacího diagramu se používá parabolický hliníkový reflektor. Tento reflektor v blikající LED má menší velikost než v normálním. To proto, že ve druhé poloviněpouzdro obsahuje substrát s integrovaným obvodem.
Tyto dva substráty jsou navzájem spojeny pomocí dvou zlatých drátěných můstků. Pokud jde o tělo blikající LED, může být vyrobeno buď z matného plastu rozptylujícího světlo nebo z průhledného plastu.
Vzhledem k tomu, že zářič v blikající LED není umístěn na ose symetrie těla, je nutné pro fungování rovnoměrného osvětlení použít monolitický barevný difuzní světlovod.
Přítomnost průhledného krytu lze nalézt pouze u blikajících LED diod velkého průměru, které mají úzký vyzařovací diagram.
Blikající LED generátor se skládá z vysokofrekvenčního hlavního oscilátoru. Jeho práce je konstantní a frekvence je asi 100 kHz.
Spolu s vysokofrekvenčním generátorem funguje i dělič na logických prvcích. Ten zase rozděluje vysokou frekvenci až na 1,5-3 Hz. Důvodem pro použití vysokofrekvenčního generátoru s frekvenčním děličem je to, že provoz nízkofrekvenčního generátoru vyžaduje kondenzátor s největší kapacitou pro časovací obvod.
Přivedení vysoké frekvence na 1-3 Hz vyžaduje přítomnost děličů na logických prvcích. A dají se celkem snadno aplikovat na malý prostor polovodičového krystalu. Na polovodičové podložce je kromě děliče a hlavního vysokofrekvenčního oscilátoru umístěna ochranná dioda a elektronický spínač. Restriktivníodpor je zabudován do blikajících LED diod, které jsou dimenzovány na napětí 3 až 12 voltů.
Blikající LED diody nízkého napětí
Pokud jde o nízkonapěťové blikající LED, nemají omezovací rezistor. Při obráceném napájení je nutná ochranná dioda. Je to nezbytné, aby se zabránilo selhání mikroobvodu.
Aby vysokonapěťové blikající LED diody fungovaly dlouho a plynule, nemělo by napájecí napětí překročit 9 voltů. Pokud napětí vzroste, ztrátový výkon blikající LED se zvýší, což povede k zahřívání polovodičového krystalu. Následně, kvůli nadměrnému zahřívání, začne degradace blikající LED.
Pokud je nutné zkontrolovat stav blikající LED, abyste to provedli bezpečně, můžete použít 4,5 V baterii a 51 ohmový odpor zapojený do série s LED. Výkon rezistoru musí být alespoň 0,25W.
Instalace LED diod
Instalace LED diod je velmi důležitá záležitost z toho důvodu, že přímo souvisí s jejich životaschopností.
Jelikož LED diody a mikroobvody nemají rády statickou elektřinu a přehřívání, je nutné pájet díly co nejrychleji, ne déle než pět sekund. V tomto případě musíte použít páječku s nízkým výkonem. Teplota hrotu by neměla překročit 260 stupňů.
Při pájení můžete navíc použít lékařskou pinzetu. Pinzeta LEDje upnut blíže k pouzdru, díky čemuž dochází při pájení k dodatečnému odvodu tepla z krystalu. Aby se nožičky LED nelámaly, nesmí se moc ohýbat. Měly by zůstat vzájemně rovnoběžné.
Aby se zabránilo přetížení nebo zkratu, musí být zařízení vybaveno pojistkou.
Schéma pro plynulé zapínání LED diod
Schéma jemného zapínání a vypínání LED je populární mezi ostatními a majitelé aut, kteří chtějí svá auta vyladit, se o něj zajímají. Toto schéma se používá k osvětlení interiéru vozu. Ale to není jeho jediná aplikace. Používá se i v jiných oblastech.
Jednoduchý obvod pozvolného rozběhu LED by sestával z tranzistoru, kondenzátoru, dvou rezistorů a LED. Je nutné zvolit takové odpory omezující proud, které mohou procházet proudem 20 mA každým řetězcem LED.
Obvod pro plynulé zapínání a vypínání LED nebude kompletní bez kondenzátoru. Je to on, kdo jí umožňuje sbírat. Tranzistor musí mít p-n-p-strukturu. A proud na kolektoru by neměl být menší než 100 mA. Pokud je obvod pozvolného rozběhu LED sestaven správně, na příkladu osvětlení interiéru automobilu se LED diody plynule rozsvítí do 1 sekundy a po zavření dveří se plynule zhasnou.
Střídavé zapínání LED diod. Diagram
Jedním ze světelných efektů využívajících diody LED je zapínání jednoho po druhém. Říká se tomu běžící oheň. Takové schéma funguje z autonomního napájení. Pro jeho konstrukci je použit konvenční spínač, který postupně napájí každou z LED.
Uvažujme zařízení sestávající ze dvou mikroobvodů a deseti tranzistorů, které dohromady tvoří hlavní oscilátor, který se sám ovládá a indexuje. Z výstupu hlavního oscilátoru je impuls přenášen do řídicí jednotky, která je zároveň desetinným čítačem. Poté se napětí přivede na bázi tranzistoru a otevře ji. Anoda LED je připojena ke kladnému pólu zdroje energie, což vede k žhavení.
Druhý impuls tvoří logickou jednotku na dalším výstupu čítače a na předchozím se objeví nízké napětí a uzavře tranzistor, což způsobí zhasnutí LED. Pak se vše děje ve stejném pořadí.
