kategoriler: Pratik Elektronik, Işık kaynakları, LED'ler hakkında her şey, Nasıl çalışır
Görüntülenme sayısı: 440310
Makale hakkında yorumlar: 52
LED lambalar nasıl
Makale LED lambaların tasarımından bahsediyor. Farklı karmaşıklıklara sahip birkaç şema dikkate alınır ve 220 V ağına bağlı LED ışık kaynaklarının bağımsız üretimi için öneriler verilir.
Enerji Tasarruflu Lambaların Faydaları
Enerji tasarruflu lambaların avantajları yaygın olarak bilinmektedir. Her şeyden önce, aslında düşük enerji tüketimi ve buna ek olarak yüksek güvenilirlik. Şu anda, en yaygın floresan lambalar. Böyle bir lamba güç tüketimi 20 watt, yüz watt akkor lamba ile aynı aydınlatmayı verir. Enerji tasarrufunun beş katı olduğunu hesaplamak kolaydır.
Son zamanlarda LED lambalar üretimde uzmanlaşıyor. Verimlilik ve dayanıklılık göstergeleri, floresan lambalardan çok daha yüksektir. Bu durumda, elektrik akkor lambalardan on kat daha az tüketilir. LED lambaların dayanıklılığı 50 veya daha fazla bin saate ulaşabilir.
Yeni nesil ışık kaynakları elbette basit akkor lambalardan daha pahalıdır, ancak önemli ölçüde daha az güç tüketir ve dayanıklılığa sahiptir. Son iki gösterge, yeni lamba türlerinin yüksek maliyetini telafi etmek için tasarlanmıştır.
LED lambaların pratik devreleri
İlk örnek olarak, "SEA Electronics" şirketi tarafından özel mikro devreler kullanılarak geliştirilen LED lambasının cihazını düşünebiliriz. Böyle bir lambanın elektrik devresi Şekil 1'de gösterilmiştir.
Şekil 1. "SEA Electronics" şirketinin LED lambasının şeması
On yıl önce, LED'ler yalnızca gösterge olarak kullanılabilirdi: ışık yoğunluğu 1,5 ... 2 mikro zincirden fazla değildi. Radyasyon gücünün onlarca kandelaya ulaştığı süper parlak LED'ler ortaya çıktı.
Yarı iletken dönüştürücülerle birlikte yüksek güçlü LED'leri kullanırken, akkor lambalarla rekabete dayanabilecek ışık kaynakları oluşturmak mümkün hale geldi. Benzer bir dönüştürücü Şekil 1'de gösterilmiştir. Devre oldukça basittir ve az sayıda parça içerir. Bu, özel mikro devrelerin kullanılmasıyla elde edilir.
İlk IC1 BP5041 yongası bir AC / DC dönüştürücüsüdür. Yapısal diyagramı Şekil 2'de gösterilmiştir.
Şekil 2. BP5041'in blok diyagramı.
Mikro devre, Şekil 3'te gösterilen SIP tipi durumda yapılır.
Şekil 3.
220V aydınlatma ağına bağlı bir dönüştürücü, yaklaşık 100 miliamper akımda 5V çıkış voltajı sağlar. Ağa bağlantı D1 diyotu üzerinde yapılan bir doğrultucu (prensip olarak doğrultucunun bir köprü devresini kullanmak mümkündür) ve bir C3 kapasitörü ile mümkündür. Direnç R1 ve kapasitör C2 impuls gürültüsünü ortadan kaldırır. Ayrıca bakınız - 220 V ağa bir LED lamba nasıl bağlanır.
Tüm cihaz, derecesi şemada belirtilen değeri aşmaması gereken bir F1 sigortası ile korunmaktadır. Kondansatör C3, dönüştürücünün çıkış voltajının dalgalanmasını düzeltmek için tasarlanmıştır. Çıkış voltajının ağdan galvanik izolasyona sahip olmadığı ve bu devrede tamamen gereksiz olduğu, ancak üretim ve devreye alma sırasında güvenlik kurallarına özellikle dikkat edilmesi ve uyulması gerektiğini belirtmek gerekir.
C3 ve C2 kondansatörleri en az 450 V çalışma voltajında olmalıdır. Kondansatör C2 film veya seramik olmalıdır. Direnç R1, konvertörün normal çalışması için yeterli olan 10 ... 20 Ohm aralığında bir dirence sahip olabilir.
Bu dönüştürücünün kullanılması, cihazın genel boyutlarını önemli ölçüde azaltan bir aşağı inen transformatör ihtiyacını ortadan kaldırır.
BP5041 yongasının ayırt edici bir özelliği, eklerin sayısını ve devre kartının toplam boyutunu azaltan, Şekil 2'de gösterildiği gibi yerleşik bir indüktörün varlığıdır.
Bir diyot D1 olarak, ters gerilimi en az 800 V ve rektifiye akımı en az 500 mA olan herhangi bir diyot uygundur. Yaygın ithal diyot 1N4007 bu koşulları tamamen karşılar. doğrultucu girişine FNR-10K391 tipi bir varistör VAR1 monte edilmiştir. Amacı, tüm cihazı darbe gürültüsünden ve statik elektrikten korumaktır.
İkinci IC yongası, HV9910 tipi, süper parlak LED'ler için bir PWM akım sabitleyicidir. Harici bir MOSFET transistörü kullanarak, akım birkaç miliamper ila 1A aralığında ayarlanabilir. Bu akım, geri besleme devresindeki direnç R3 tarafından ayarlanır. Çip SO-8 (LG) ve SO-16 (NG) modellerinde mevcuttur. Görünüşü Şekil 4'te ve Şekil 5'te bir blok diyagramı gösterilmiştir.
Şekil 4. Çip HV9910.
Şekil 5. HV9910 yongasının blok şeması.
Direnç R2 kullanılarak, dahili osilatörün frekansı 20 ... 120 KHz aralığında değiştirilebilir. Şemada gösterilen direnç R2'nin direnci ile, yaklaşık 50 KHz olacaktır.
İndüktör L1, transistör VT1 açıkken enerji depolamak için tasarlanmıştır. Transistör kapandığında, indüktörde depolanan enerji yüksek hızlı Schottky diyot D2 aracılığıyla D3 ... D6 LED'lerine iletilir.
İşte öz-indüksiyon ve Lenz kuralını hatırlama zamanı. Bu kurala göre, endüksiyon akımı her zaman öyle bir yöne sahiptir ki manyetik akısı, dış manyetik akıdaki değişiklikleri telafi eder, bu da bu akıma neden olur. Bu nedenle, EMF'nin kendi kendine indüksiyon yönünün, güç kaynağının EMF yönünün tersine bir yönü vardır. Bu yüzden LED'ler besleme voltajına (IC2'nin pim 1, şemada VIN olarak gösterilir) göre ters yönde açılır. Böylece LED'ler, kendiliğinden indüksiyon bobini L1'in EMF'si nedeniyle ışık yayar.
Bu tasarımda, TWW9600 tipi 4 süper parlak LED kullanılır, ancak diğer şirketler tarafından üretilen diğer LED türlerini kullanmak oldukça mümkündür.
Yongadaki LED'lerin parlaklığını kontrol etmek için harici bir jeneratörden bir PWM_D, PWM - modülasyon girişi vardır. Bu şemada, böyle bir işlev kullanılmaz.
Böyle bir LED lambayı kendiniz yapıyorsanız, en az 20 watt gücünde kullanılamaz bir enerji tasarruflu lambadan E27 boyutunda bir vida tabanı olan bir muhafaza kullanmalısınız. Yapının görünümü Şekil 6'da gösterilmektedir.
Şekil 6. Ev yapımı LED lamba.
Açıklanan şema oldukça basit olmasına rağmen, kendi kendine üretim için tavsiye etmek her zaman mümkün değildir: ya şemada belirtilen parçaları satın alamazsınız veya montajcının yetersiz kalifikasyonu. Bazıları sadece korkabilir: “Ya başaramazsam?”. Bu gibi durumlarda, hem devrede hem de parça alımında birkaç daha basit seçenek sunabilirsiniz.
Basit LED ev lambası
LED lambanın daha basit bir diyagramı Şekil 7'de gösterilmiştir.
Resim 7
Bu şema, çıkış akımını sınırlayan LED'lere güç sağlamak için kapasitif balastlı bir köprü doğrultucunun kullanıldığını gösterir. Bu tür güç kaynakları ekonomik ve basittir, kısa devrelerden korkmazlar, çıkış akımları kapasitörün kapasitansı ile sınırlıdır. Bu doğrultuculara genellikle akım dengeleyicileri denir.
Devredeki kapasitif balastın rolü C1 kapasitörü tarafından gerçekleştirilir. 0.47 μF kapasitans ile kapasitörün çalışma voltajı en az 630 V olmalıdır. Kapasitesi, LED'ler boyunca akım yaklaşık 20 mA olacak şekilde tasarlanmıştır, bu da LED'ler için en uygun değerdir.
Köprü doğrultulmuş voltajın dalgalanması, elektrolitik kondansatör C2 ile düzeltilir. Açma sırasında şarj akımını sınırlamak için, acil durumlarda da sigorta görevi gören bir direnç R1 kullanılır.Dirençler R2 ve R3, cihazın ağ ile bağlantısını kestikten sonra C1 ve C2 kapasitörlerini boşaltmak için tasarlanmıştır.
Boyutları azaltmak için, C2 kapasitörünün çalışma voltajı sadece 100 V olarak seçilmiştir. LED'lerden en az birinin arızalanması (yanması) durumunda, C2 kapasitörü, kaçınılmaz olarak patlamasına yol açacak olan 310 V'luk bir voltaja yüklenecektir. Bu duruma karşı korunmak için, bu kapasitör VD2, VD3 zener diyotları tarafından şöntlenir. Stabilizasyon voltajları aşağıdaki gibi belirlenebilir.
20 mA LED üzerinden nominal bir akımda, tipine bağlı olarak 3.2 ... 3.8 V arasında bir voltaj düşüşü oluşur. (Bazı durumlarda benzer bir özellik, LED'lerin zener diyot olarak kullanılmasına izin verir). Bu nedenle, devrede 20 LED kullanılıyorsa, bunlar arasındaki voltaj düşüşünün 65 ... 75 V olacağını hesaplamak kolaydır. Bu seviyede, kapasitör C2'deki voltaj sınırlanacaktır.
Zener diyotlar, toplam stabilizasyon voltajı LED'lerdeki voltaj düşüşünden biraz daha yüksek olacak şekilde seçilmelidir. Bu durumda, normal çalışma sırasında zener diyotları kapatılacak ve devrenin çalışmasını etkilemeyecektir. Devre üzerinde gösterilen 1N4754A zener diyotları 39 V'luk bir stabilizasyon voltajına sahiptir ve - 78 V serisine bağlanmıştır.
LED'lerden en az biri kırılırsa, zener diyotları açılacak ve C2 kondansatörünün voltajı, C2 kondansatörün çalışma voltajından açıkça daha düşük olan 78 V'de sabitlenecektir, bu nedenle patlama olmayacaktır.
Ev yapımı bir LED lambanın tasarımı Şekil 8'de gösterilmiştir. Şekilde görülebileceği gibi, E-27 tabanlı bir kullanılamaz enerji tasarruflu lambadan bir yuvaya monte edilmiştir.
Resim 8
Tüm parçaların üzerine yerleştirildiği baskılı devre kartı, evde mevcut olan herhangi bir şekilde folyo fiberglastan yapılmıştır. LED'leri monte etmek için, tahtada 0.8 mm çapında delikler ve kalan parçalar için 1.0 mm delikler açıldı. Bir devre kartı çizimi Şekil 9'da gösterilmiştir.
Şekil 9. Baskılı devre kartı ve üzerindeki parçaların yeri.
Tahta üzerindeki parçaların yeri Şekil 9c'de gösterilmektedir. LED'ler dışındaki tüm parçalar, baskılı parça bulunmayan kartın yan tarafına monte edilir. Aynı şekilde, şekilde gösterilen bir jumper da monte edilmiştir.
Tüm parçaları folyonun yanına monte ettikten sonra LED'ler monte edilir. LED'lerin montajı, yavaş yavaş çevreye doğru hareket ederek kartın ortasından başlamalıdır. LED'ler seri olarak mühürlenmelidir, yani bir LED'in pozitif terminali diğerinin negatif terminaline bağlanır.
LED'in çapı 3 ... 10 mm arasında olabilir. Bu durumda, LED'lerin sonuçları tahtadan en az 5 mm uzunluğunda bırakılmalıdır. Aksi takdirde, lehimleme sırasında LED'ler aşırı ısınabilir. Lehimleme süresi, tüm kılavuzlarda önerildiği gibi 3 saniyeyi geçmemelidir.
Kart monte edildikten ve ayarlandıktan sonra, sonuçları tabana lehimlenmeli ve kartın kendisi kasaya yerleştirilmelidir. Belirtilen duruma ek olarak, daha minyatür bir kasa kullanmak mümkündür, ancak baskılı devre kartının boyutunu küçültmek gerekir, ancak C1 ve C2 kapasitörlerinin boyutlarını unutmamak gerekir.
Ayrıca bakınız: LED lamba onarım geçmişi
En basit LED lamba tasarımı
Böyle bir devre Şekil 10'da gösterilmektedir.
Şekil 10. En basit LED lamba tasarımı.
Devre minimum sayıda parça içerir: sadece 2 LED ve su verme direnci. Şema, LED'lerin paralel - paralel olarak açıldığını gösterir. Bu dahil etme ile, her biri diğerini LED'ler için küçük olan ters voltajdan korur ve şebeke voltajı açıkça dayanamaz. Ek olarak, böyle bir çift içerme, LED lambanın titreşim frekansını 100 Hz'ye yükseltir, bu da gözle fark edilmeyecek ve görme kabiliyeti olmayacaktır. Burada, tasarruf etmek için, sıradan akkor lambaların bir diyot aracılığıyla, örneğin girişlerde nasıl bağlandığını hatırlamak yeterlidir. Görme konusunda çok tatsız davrandılar.
İki LED mevcut değilse, bunlardan biri, yayan diyotu ağın ters voltajından koruyacak geleneksel bir doğrultucu diyot ile değiştirilebilir. İçerme yönü eksik LED'in yönü ile aynı olmalıdır. Bu dahil etme ile, LED'in titreşim frekansı, yukarıda daha önce açıklandığı gibi, gözle fark edilebilecek 25 Hz olacaktır.
LED'lerden 20 mA seviyesindeki akımı sınırlamak için, R1 direnci 10 ... 11 KOhm aralığında bir dirence sahip olmalıdır. Aynı zamanda, gücü en az 5 watt olmalıdır. Isıtmayı azaltmak için, üç, 2 W dirençlerin hepsinden en iyilerinden oluşabilir.
LED'ler önceki şemalarda belirtilenlerle aynı olabilir veya satın alınabilir. Satın alırken, nominal doğru akımını belirlemek için LED'in markasını doğru bir şekilde bilmelisiniz. Bu akımın büyüklüğüne bağlı olarak, R1 direncinin direnci seçilir.
Bu şemaya göre monte edilen lambanın tasarımı öncekilerden çok az farklıdır: muhafazada kullanılamaz bir enerji tasarruflu floresan lambadan da yapılabilir. Devrenin sadeliği, baskılı bir devre kartının varlığını bile ima etmez: parçalar duvar montajı ile bağlanabilir, bu nedenle, bu gibi durumlarda, tasarım isteğe bağlıdır.
Ayrıca bkz. electro-tr.tomathouse.com
: