kategoriler: Pratik Elektronik, LED'ler hakkında her şey
Görüntülenme sayısı: 277765
Makale hakkında yorumlar: 18
LED'i aydınlatma ağına bağlama
Bu başlığı okuduktan sonra birisi “Neden?” Diye sorabilir. Evet, sadece yapışırsan ışık yayan diyot belirli bir desene göre takılmış olsa bile, pratik değeri yoktur, yararlı bilgi getirmez. Ancak aynı LED'i bir sıcaklık regülatörü tarafından kontrol edilen bir ısıtma elemanına paralel olarak bağlarsanız, tüm cihazın çalışmasını görsel olarak kontrol edebilirsiniz. Bazen bu gösterge birçok küçük sorun ve sıkıntıdan kurtulmanızı sağlar.
Daha önce söylenenlerin ışığında önceki makalelerde LED'leri açma hakkında, görev önemsiz görünüyor: sadece istenen değerin sınırlayıcı direncini ayarlayın ve sorun çözüldü. Ancak tüm bunlar iyi, eğer LED'i rektifiye edilmiş sabit bir voltajla beslerseniz: LED'i ileri yönde bağladıkları için kaldı.
AC voltajı üzerinde çalışırken o kadar basit değildir. Gerçek şu ki, doğrudan voltaja ek olarak, LED ters polarite voltajından da etkilenecektir, çünkü sinüzoidin her yarım döngüsü işaretini tersine değiştirir. Bu ters voltaj LED'i aydınlatmaz, ancak çok hızlı bir şekilde kullanılamaz hale gelebilir. Bu nedenle, bu "zararlı" voltaja karşı koruma sağlamak için önlemler almak gerekir.
Şebeke gerilimi durumunda, söndürme direncinin hesaplanması 310V'luk bir gerilime dayanmalıdır. Neden? Burada her şey çok basit: 220V akım gerilimi, genlik değeri 220 * 1.41 = 310V'dir. Kökteki genlik voltajı akımdan iki (1.41) kat daha fazladır ve bu unutulmamalıdır. İşte LED'e uygulanan ileri ve geri voltaj. Söndürme direncinin direncinin hesaplanması 310V değerinden ve bu voltajdan, sadece ters polaritede, LED korunmaktadır.
LED ters voltajdan nasıl korunur
Hemen hemen tüm LED'ler için, ters voltaj 20V'u geçmez, çünkü kimse üstlerinde yüksek voltajlı bir redresör yapmayacaktı. Böyle bir talihsizlikten nasıl kurtulur, LED'i bu ters voltajdan nasıl korursunuz?
Her şeyin çok basit olduğu ortaya çıkıyor. İlk yol LED ile normal olanı açmaktır doğrultucu diyot yüksek ters voltajlı (400V'den düşük değil), örneğin, 1N4007 - ters voltaj 1000V, ileri akım 1A. LED'e negatif kutupların yüksek voltajını kaçırmayacak olan kişidir. Bu tür bir korumanın şeması Şekil la'da gösterilmiştir.
Daha az etkili olmayan ikinci yöntem, LED'i karşı paralel olarak açılan başka bir diyotla şant etmektir, Şekil 1b. Bu yöntemle, koruyucu diyotun yüksek bir ters voltajla bile olması gerekmez, herhangi bir düşük güçlü diyot, örneğin KD521 yeterlidir.
Dahası, sadece tersini açabilirsiniz - paralel, iki LED: tek tek açıldığında, birbirlerini koruyacaklar ve her ikisi de Şekil 1c'de gösterildiği gibi ışık yayacaktır. Bu zaten üçüncü koruma yöntemini ortaya çıkarıyor. Her üç koruma şeması da Şekil 1'de gösterilmiştir.
Şekil 1. Ters voltaja karşı devre koruma LED'leri
Bu devrelerdeki sınırlayıcı direnç, 220V'luk bir aktif voltaj ile yaklaşık 220/24 = 9.16mA'lık bir akım sağlayan 24KΩ dirence sahiptir ve daha sonra söndürme direncinin gücü 9 * 9 * 24 = 1944mW, neredeyse iki watt olacaktır. Bu, LED yoluyla akımın 9mA ile sınırlı olmasına rağmen. Ancak direncin maksimum güçte uzun süre kullanılması iyi bir şeye yol açmaz: önce siyaha döner ve sonra tamamen yanar. Bundan kaçınmak için, her biri 2W gücünde 12Kohm'luk iki direnci seri olarak takmanız önerilir.
Mevcut seviyeyi 20mA olarak ayarlarsanız, güç direnci daha da fazla olacak - 20 * 20 * 12 = 4800mW, neredeyse 5W! Doğal olarak, hiç kimse alan ısıtması için böyle bir gücün ocağını karşılayamaz. Bu bir LED'e dayanır, ancak ya bir bütün varsa LED çelenk?
Kapasitör - Wattless Direnci
Şekil 1a'da gösterilen devre, koruyucu diyot D1, alternatif voltajın negatif yarım döngüsünü “keser”, bu nedenle söndürme direncinin gücü yarıya iner. Ancak, aynı şekilde, güç çok önemli olmaya devam ediyor. Bu nedenle, genellikle sınırlayıcı bir direnç olarak balast kapasitörü: akımı bir dirençten daha kötü sınırlamaz, ancak ısı vermeyecektir. Sonuçta, bir kapasitöre genellikle serbest direnç denir. Bu anahtarlama yöntemi Şekil 2'de gösterilmektedir.
Şekil 2. Balast kapasitöründen LED'i açmak için diyagram
Burada her şey iyi görünüyor, hatta koruyucu bir diyot VD1 olsa bile. Ancak iki ayrıntı sağlanmamıştır. İlk olarak, devre kapatıldıktan sonra C1 kapasitörü şarjlı durumda kalabilir ve birisi kendi eliyle deşarj olana kadar şarjı saklayabilir. Ve bu, inanın bana, bir gün olacağından emin olabilirsiniz. Elektrik çarpması elbette ölümcül değil, oldukça hassas, beklenmedik ve hoş değildir.
Bu nedenle, bu tür bir sıkıntıdan kaçınmak için, bu söndürme kapasitörleri 200 ... 1000K dirençli bir direnç tarafından şöntlenir. Aynı koruma, söndürme kapasitörlü trafosuz güç kaynaklarına, optokuplörlere ve diğer bazı devrelere monte edilir. Şekil 3'te, bu direnç R1 olarak gösterilmiştir.
Şekil 3. LED'in aydınlatma ağına bağlantı şeması
Direnç R1'e ek olarak, direnç R2 de devrede görünür. Amacı, voltaj uygulandığında sadece diyotları değil, kapasitörün kendisini de korumaya yardımcı olan kondansatörden akımın inşasını sınırlamaktır. Uygulamadan, böyle bir direncin yokluğunda, kapasitörün bazen kırıldığı, kapasitesinin nominalden çok daha az olduğu bilinmektedir. Söylemeye gerek yok, kapasitör en az 400V çalışma gerilimi için seramik veya 250V gerilim için AC devrelerinde çalışmak için özel olmalıdır.
Direnç R2'ye bir başka önemli rol atanır: kapasitörün bozulması durumunda, sigorta olarak çalışır. Tabii ki, LED'lerin de değiştirilmesi gerekecektir, ancak en azından bağlantı kabloları sağlam kalacaktır. Aslında, bir sigorta herhangi bir anahtarlama güç kaynağı, - transistörler yandı ve devre kartı neredeyse hiç dokunulmadı.
Şekil 3'te gösterilen şemada, aslında bir tanesi sıralı olarak açılmasına rağmen, sadece bir LED gösterilmektedir. Koruyucu diyot, sadece göreviyle tamamen başa çıkacaktır, ancak balast kapasitörünün kapasitesinin en azından yaklaşık olarak, ancak yine de hesaplanması gerekecektir.
Söndürme kapasitörünün kapasitesi nasıl hesaplanır
Söndürme direncinin direncini hesaplamak için, LED üzerindeki voltaj düşüşünü besleme voltajından çıkarmak gerekir. Birkaç LED seri olarak bağlanırsa, voltajlarını toplayın ve ayrıca besleme voltajından çıkarın. Bu artık voltajı ve gerekli akımı bilmek, Ohm yasasına göre, bir direncin direncini hesaplamak çok basittir: R = (U-Uд) / I * 0.75.
Burada U besleme voltajıdır, Ud LED'ler arasındaki voltaj düşüşüdür (LED'ler seri bağlanırsa, Ud tüm LED'lerdeki voltaj düşüşlerinin toplamıdır), I LED'ler arasındaki akımdır, R, söndürme direncinin direncidir. Burada, her zaman olduğu gibi, Volt cinsinden voltaj, Amper cinsinden akım, Ohm sonucu, 0.75, güvenilirliği artırmak için bir katsayıdır. Bu formül makalede zaten verilmiştir. "LED kullanımı hakkında".
Farklı renkteki LED'ler için doğrudan voltaj düşüşünün büyüklüğü farklıdır. 20mA akımda, kırmızı LED'ler 1.6 ... 2.03V, sarı 2.1 ... 2.2V, yeşil 2.2 ... 3.5V, mavi 2.5 ... 3.7V'dir. Beyaz LED'ler, 3.0 ... 3.7V geniş emisyon spektrumuna sahip en yüksek voltaj düşüşüne sahiptir.Bu parametrenin dağılımının yeterince geniş olduğunu görmek kolaydır.
İşte sadece birkaç renk türünün voltaj düşüşleri, sadece renkle. Aslında, bu renklerden çok daha fazlası var ve kesin değer sadece belirli bir LED'in teknik belgelerinde bulunabilir. Ancak çoğu zaman bu gerekli değildir: pratik için kabul edilebilir bir sonuç elde etmek için, eğer yüzlerce LED çelenk değilse, formülde bazı ortalama değerlerin (genellikle 2V) yerine konması yeterlidir.
Söndürme kapasitörünün kapasitesini hesaplamak için ampirik formül C = (4.45 * I) / (U-Uд) uygulanır
C mikrofaradlardaki kapasitörün kapasitansı, I miliamper cinsinden akım, U volt olarak genlik şebeke voltajıdır. Üç seri bağlı beyaz LED'den oluşan bir zincir kullanırken, Ud yaklaşık 12 V, U 310V şebeke voltajının genliğidir, akımı sınırlamak için 20mA kapasiteli bir kapasitör gereklidir.
C = (4.45 * I) / (U-Uд) = C = (4.45 * 20) / (310-12) = 0.29865 μF, neredeyse 0.3 μF.
Kondansatörün en yakın standart değeri 0.15 μF'dir, bu nedenle, bu devrede kullanım için iki paralel bağlı kapasitör kullanılması gerekir. Burada bir açıklama yapmak gerekir: formül sadece 50 Hz'lik alternatif voltaj frekansı için geçerlidir. Diğer frekanslar için sonuçlar yanlış olacaktır.
İlk önce kondansatör kontrol edilmelidir
Bir kondansatör kullanmadan önce kontrol edilmelidir. Yeni başlayanlar için, sadece 220V takın, 3 ... 5A sigortası ile daha iyidir ve 15 dakika sonra temas olup olmadığını kontrol edin, ancak fark edilir bir ısıtma var mı? Kondansatör soğuksa, kullanabilirsiniz. Aksi takdirde, başka bir tane aldığınızdan ve ayrıca ön kontrol yaptığınızdan emin olun. Sonuçta, hepsi aynı, 220V artık 12 değil, burada her şey biraz farklı!
Bu test başarılı olduysa, kapasitör ısınmadı, o zaman hesaplamalarda bir hata olup olmadığını, kapasitörün aynı kapasitede olup olmadığını kontrol edebilirsiniz. Bunu yapmak için, kapasitörü ağdaki önceki durumda olduğu gibi, sadece bir ampermetre ile açmanız gerekir. Doğal olarak, ampermetre AC olmalıdır.
Bu, tüm modern dijital multimetrelerin alternatif akımı ölçemediğini hatırlatır: örneğin, radyo amatörleri arasında çok popüler olan basit, ucuz cihazlar DT838 Serisisadece böyle bir ampermetrenin AC akımını ölçerken kimsenin bilmediği göstereceği doğru akımı ölçebilir. Büyük olasılıkla yakacak odun fiyatı veya aydaki sıcaklık olacaktır, ancak kapasitörden alternatif akım olmayacaktır.
Ölçülen akım, formüle göre hesaplamada ortaya çıkanla yaklaşık olarak aynı ise, LED'leri güvenli bir şekilde bağlayabilirsiniz. Beklenen 20 ... 30 mA yerine 2 ... 3A çıktıysa, burada, hesaplamalarda bir hata veya kapasitörün işareti yanlış okunur.
Işıklı Anahtarlar
Burada kullanılan aydınlatma ağındaki LED'i açmanın başka bir yoluna odaklanabilirsiniz arkadan aydınlatmalı anahtarlarda. Böyle bir anahtar sökülürse, orada koruyucu diyot olmadığını görebilirsiniz. Yani, biraz daha yüksek yazılanlar saçmalık mı? Hiç de değil, sadece sökülmüş anahtara, daha doğrusu direnç değerine dikkatlice bakmanız gerekiyor. Kural olarak, yüz değeri 200K'dan az değil, belki biraz daha fazladır. Aynı zamanda, LED'den geçen akımın yaklaşık 1 mA ile sınırlı olacağı açıktır. Arkadan aydınlatmalı devre şeması Şekil 4'te gösterilmiştir.
Şekil 4. Arkadan aydınlatmalı anahtardaki LED bağlantı şeması
Burada birkaç direnç bir dirençle öldürüldü. Tabii ki, LED'den geçen akım küçük olacak, zayıf bir şekilde parlayacak, ancak bu parlaklığı odada karanlık bir gecede görmek için oldukça parlak olacak. Ancak öğleden sonra bu parlaklık hiç gerekli değil! Öyleyse fark edilmeden parlamana izin ver.
Bu durumda, ters akım zayıf olacaktır, o kadar zayıf olacaktır ki hiçbir şekilde LED yanmaz. Dolayısıyla, yukarıda açıklanan tam bir koruyucu diyot üzerindeki tasarruflar. Yılda milyonlarca hatta belki de milyarlarca devre kesicinin piyasaya sürülmesiyle tasarruflar dikkate değerdir.
LED'lerle ilgili makaleleri okuduktan sonra, uygulamalarıyla ilgili tüm soruların açık ve anlaşılır olduğu anlaşılıyor. Ancak, LED'leri çeşitli devrelere dahil ederken hala birçok incelik ve nüans var. Örneğin, paralel ve seri bağlantı veya başka bir şekilde iyi ve kötü devreler.
Bazen birkaç düzine LED'den bir çelenk toplamak istersiniz, ancak nasıl hesaplanır? 12 veya 24V voltajlı bir güç kaynağı ünitesi varsa, kaç LED seri olarak bağlanabilir? Bu ve diğer konular “İyi ve kötü LED anahtarlama şemaları” olarak adlandıracağımız bir sonraki makalede ele alınacaktır.
Boris Aladyshkin
Ayrıca bkz. electro-tr.tomathouse.com
: