kategoriler: Pratik Elektronik, LED'ler hakkında her şey
Görüntülenme sayısı: 445777
Makale hakkında yorumlar: 28
İyi ve kötü LED kablolama modelleri
Önceki makalelerde, LED'lerin bağlanmasıyla ilgili çeşitli sorunlar açıklanmıştır. Ancak her şeyi bir makaleye yazamazsınız, bu yüzden bu konuya devam etmelisiniz. Burada LED'leri açmanın çeşitli yolları hakkında konuşacağız.
Bahsedilen makalelerde belirtildiği gibi, LED mevcut bir cihazdır, yani. içinden geçen akım bir dirençle sınırlanmalıdır. Bu direncin nasıl hesaplanacağı zaten açıklanmıştır, burada tekrar etmeyeceğiz, ancak her ihtimale karşı formülü vereceğiz.
Resim 1
İşte bitti. - besleme gerilimi, Uad. - LED boyunca voltaj düşüşü, R - sınırlama direncinin direnci, I - LED boyunca akım.
Bununla birlikte, tüm teoriye rağmen, Çin endüstrisi, LED'in sınırlayıcı bir direnç olmadan açıldığı her türlü hediyelik eşya, biblo, çakmak üretir: sadece iki veya üç disk pil ve bir LED. Bu durumda, akım, gücü LED'i yakmak için yeterli olmayan pilin iç direnci ile sınırlıdır.
Ancak burada, tükenmişliğe ek olarak, hoş olmayan bir özellik daha var - beyaz ve mavi LED'lerin en doğasında olan LED'lerin bozulması: bir süre sonra, ışığın parlaklığı oldukça önemsiz hale gelir, ancak LED'den geçen akım nominal düzeyde yeterince akar.
Bu hiç parlamadığı anlamına gelmez, parıltı zar zor fark edilir, ancak bu artık bir el feneri değildir. Anma akımında bozulma, bir yıl sürekli lüminesanstan daha erken gerçekleşmezse, aşırı akım ile bu fenomen yarım saat içinde beklenebilir. LED'in bu şekilde dahil edilmesi kötü olarak adlandırılmalıdır.
Böyle bir şema sadece büyük bir üretim ölçeği ile görünüşte haklı olan bir direnç, lehim ve işçilik maliyetinden tasarruf etme arzusuyla açıklanabilir. Buna ek olarak, bir çakmak veya anahtarlık tek seferlik, ucuz bir şeydir: gaz bitti veya pil bitti - sadece hatıraları attılar.
Şekil 2. Şema kötü, ancak oldukça sık kullanılıyor.
Böyle bir şema ile LED, 12 V çıkış voltajına ve en az 3A akıma sahip bir güç kaynağına bağlanırsa (elbette kazayla) çok ilginç şeyler ortaya çıkar: kör edici bir flaş oluşur, oldukça yüksek bir pop, duman duyulur ve boğucu bir koku kalır. Bu benzetmeyi hatırlıyorum: “Güneşe teleskopla bakmak mümkün mü? Evet, ama sadece iki kez. Bir kez sol gözle, diğeri sağla. ” Bu arada, bir sınırlayıcı direnç olmadan bir LED bağlamak yeni başlayanlar arasında en yaygın hatadır ve bunu uyarmak istiyorum.
Bu durumu düzeltmek için LED'in ömrünü uzatın, devre biraz değiştirilmelidir.
Şekil 3. İyi düzen, doğru.
İyi veya doğru olarak düşünülmesi gereken böyle bir şemadır. Direnç R1'in değerinin doğru bir şekilde gösterilip gösterilmediğini kontrol etmek için, Şekil 1'de gösterilen formülü kullanabilirsiniz. İki parmak pilinin kullanılması nedeniyle LED 2V, akım 20mA, voltaj 3V üzerindeki voltaj düşüşünün olduğunu varsayarız.
Genel olarak, akımı izin verilen maksimum 20 mA seviyesiyle sınırlamak için uğraşmanıza gerek yoktur, LED'i daha düşük bir akımla, en azından 15 ... 18 miliamper ile çalıştırabilirsiniz. Bu durumda, cihazın özelliklerinden dolayı insan gözünün hiç fark etmeyeceği parlaklıkta çok hafif bir azalma olacaktır, ancak LED'in ömrü önemli ölçüde artacaktır.
Zayıf açılmış LED'lerin başka bir örneği, anahtar halkalarından ve çakmaklardan daha güçlü olan çeşitli fenerlerde bulunabilir. Bu durumda, bazen oldukça büyük olan belirli sayıda LED basitçe paralel bağlanır ve ayrıca yine pilin iç direnci olarak işlev gören sınırlayıcı bir direnç olmadan bağlanır.Bu tür fenerler genellikle LED'lerin yanması nedeniyle tam olarak onarılır.
Şekil 4. Kesinlikle kötü bağlantı şeması.
Şekil 5'te gösterilen durum durumu düzeltebiliyor gibi görünüyor: Sadece bir direnç ve görünüşe göre işler daha iyi oldu.
Şekil 5. Bu zaten biraz daha iyi.
Ancak böyle bir içerme biraz yardımcı olacaktır. Gerçek şu ki, doğada iki özdeş yarı iletken cihazı bulmak mümkün değildir. Bu nedenle, örneğin, aynı tipteki transistörler, aynı üretim partisinden olsalar bile, farklı kazançlara sahiptirler. Tristörler ve triyaklar da farklıdır. Bazıları kolayca açılırken, diğerleri terk edilmeleri gereken kadar ağırdır. Aynı şey LED'ler için de söylenebilir - iki kesinlikle aynı, özellikle üç veya bir demet, bulmak imkansız.
Konu ile ilgili not. SMD-5050 LED düzeneğinin Veri Sayfasında (bir muhafazada üç bağımsız LED), Şekil 5'te gösterilen dahil edilmesi önerilmez. Bireysel LED'lerin parametrelerinin dağılmasından dolayı, parıltılarındaki fark fark edilebilir. Ve öyle görünüyor ki, bir durumda!
LED'lerin elbette kazancı yoktur, ancak doğrudan voltaj düşüşü gibi önemli bir parametre vardır. Ve LED'ler bir teknolojik partiden, bir paketten alınsa bile, içinde iki özdeş olan olmayacaktır. Bu nedenle, tüm LED'lerin akımı farklı olacaktır. Akımın en fazla olacağı ve er ya da geç nominal değeri aşacağı LED, herkesten önce yanacaktır.
Bu talihsiz olayla bağlantılı olarak, olası tüm akım, doğal olarak nominal olanı aşan iki LED'den geçecektir. Sonuçta, direnç üç LED için "üç için" hesaplandı. Artan akım LED kristallerinin ısınmasının artmasına neden olur ve “zayıf” olanı da yanar. Son LED'in de yoldaşlarının örneğini takip etmekten başka seçeneği yok. Böyle bir zincir reaksiyonu elde edilir.
Bu durumda, "yanma" kelimesi sadece devreyi kırmak anlamına gelir. Ancak, LED'lerden birinde, kalan iki LED'i şönter eden temel bir kısa devre ortaya çıkacaktır. Doğal olarak, hayatta kalacak olsalar da, kesinlikle dışarı çıkacaklar. Böyle bir arıza durumunda, direnç yoğun bir şekilde ısınır ve sonunda yanabilir.
Bunun olmasını önlemek için devrenin biraz değiştirilmesi gerekir: her LED için, Şekil 6'da gösterilen kendi direncini takın.
Şekil 6. LED'ler çok uzun sürecek.
Burada, her şey gerektiği gibi, hepsi devre tasarımı kurallarına göre: her bir LED'in akımı direnci ile sınırlandırılacaktır. Böyle bir devrede, LED'lerden geçen akımlar birbirinden bağımsızdır.
Ancak bu dahil etme, coşkuya neden olmaz, çünkü dirençlerin sayısı LED'lerin sayısına eşittir. Ama daha fazla LED ve daha az direnç istiyorum. Nasıl olunur?
Bu durumun çıkış yolu oldukça basittir. Her LED, Şekil 7'de gösterildiği gibi, seri bağlı LED zinciriyle değiştirilmelidir.
Şekil 7. Çelenklerin paralel olarak dahil edilmesi.
Böyle bir iyileşmenin maliyeti, besleme voltajında bir artış olacaktır. Bir LED için yalnızca bir volt yeterliyse, seri olarak bağlanan iki LED bile bu voltajdan tutuşamaz. Peki bir LED çelenk açmak için hangi voltaj gerekli? Ya da başka bir şekilde, voltajlı bir güç kaynağına kaç tane LED bağlanabilir, örneğin 12V?
Not. Bundan böyle, “çelenk” terimi sadece bir Noel ağacı süslemesi olarak değil, aynı zamanda LED'lerin seri veya paralel bağlandığı herhangi bir aydınlatma LED cihazı olarak anlaşılmalıdır. Ana şey, birden fazla LED olmasıdır. Bir çelenk, aynı zamanda Afrika'da bir çelenk!
Bu soruya cevap almak için, besleme voltajını LED üzerindeki voltaj düşüşüne bölmek yeterlidir. Çoğu durumda, bu voltajı hesaplarken 2V alınır. Sonra 12/2 = 6 çıkıyor.Ancak, gerilimin bir kısmının söndürme direnci için, en azından volt 2'de kalması gerektiğini unutmayın.
LED'lerde sadece 10V kaldığı ve LED'lerin sayısının 10/2 = 5 olduğu ortaya çıkıyor. Bu durumda, 20 mA akım elde etmek için, sınırlama direncinin 2V / 20mA = 100Ohm değerine sahip olması gerekir. Direncin gücü P = U * I = 2V * 20mA = 40mW olacaktır.
Çelenk içindeki LED'lerin ileri voltajı belirtildiği gibi 2V ise, böyle bir hesaplama oldukça doğrudur. Hesaplamalarda genellikle ortalama olarak alınan bu değerdir. Ancak aslında, bu voltaj LED'lerin türüne, ışığın rengine bağlıdır. Bu nedenle, papatyalar hesaplanırken, LED'lerin türüne odaklanmalısınız. Farklı LED türleri için voltaj düşüşleri Şekil 8'de gösterilen tabloda gösterilmiştir.
Şekil 8. Farklı renklerde LED'lerde voltaj düşüşü.
Böylece, 12 V güç kaynağı voltajıyla, akım sınırlayıcı dirençteki voltaj düşüşü hariç, toplam 10 / 3.7 = 2.7027 beyaz LED bağlanabilir. Ancak bir LED parçasını kesemezsiniz, bu nedenle sadece iki LED bağlanabilir. Bu sonuç, tablodan maksimum voltaj düşüşü değerini alırsak elde edilir.
Hesaplamaya 3V koyarsak, üç LED'in bağlanabileceği açıktır. Bu durumda, sınırlayıcı direncin direncini özenle saymanız gerekir. Gerçek LED'lerin 3.7V veya belki daha yüksek bir voltaj düşüşü olduğu ortaya çıkarsa, üç LED yanmayabilir. Bu yüzden ikide durmak daha iyidir.
LED'lerin hangi renkte olacağı önemli değildir, sadece hesaplarken LED'in ışıltısının rengine bağlı olarak farklı voltaj düşüşlerini hesaba katmanız gerekecektir. Ana şey, bir akım için tasarlanmış olmalarıdır. Bazıları 20 mA akıma ve 10 miliamperin bir başka kısmına sahip olan ardışık bir LED çelenk monte etmek imkansızdır.
20 mA akımda, nominal akımı 10 mA olan LED'lerin basitçe yanacağı açıktır. Akımı 10 mA ile sınırlarsanız, 20 miliamper LED'li bir anahtarda olduğu gibi parlak bir şekilde yanmaz: öğleden sonra değil, gece görebilirsiniz.
Kendileri için hayatı kolaylaştırmak için, radyo amatörleri her türlü rutin hesaplamayı kolaylaştıran çeşitli hesap programları geliştirir. Örneğin, endüktansları hesaplamak için programlar, çeşitli tiplerde filtreler, akım stabilizatörleri. LED çelenkleri hesaplamak için böyle bir program var. Böyle bir programın ekran görüntüsü Şekil 9'da gösterilmektedir.
Şekil 9. “Calculation_resistance_resistor_Ledz_” programının ekran görüntüsü.
Program sisteme kurulum yapmadan çalışır, sadece indirip kullanmanız gerekir. Her şey o kadar basit ve açık ki ekran görüntüsü için hiçbir açıklama gerekmiyor. Doğal olarak, tüm LED'ler aynı renkte ve aynı akımda olmalıdır.
Daha önce sitede yayınlanan bir makaleden de bakın: LED'i aydınlatma ağına bağlama
Limit dirençler elbette iyidir. Ancak sadece bu çelenk tarafından güçlendirileceği biliniyorsa stabilize kaynak DC 12V ve LED'lerden geçen akım hesaplanan değeri aşmayacaktır. Peki ya 12V voltajlı bir kaynak yoksa?
Böyle bir durum, örneğin, 24V yerleşik ağa sahip bir forkliftte ortaya çıkabilir. Bu kriz durumundan kurtulmak için, mevcut bir dengeleyici, örneğin “SSC0018 - Ayarlanabilir akım dengeleyici 20..600mA” yardımcı olacaktır. Görünüşü Şekil 10'da gösterilmiştir. Böyle bir cihaz çevrimiçi mağazalardan satın alınabilir. Sorunun fiyatı 140 ... 300 ruble: her şey satıcının hayal gücüne ve kibirine bağlı.
Şekil 10. Ayarlanabilir Akım Regülatörü SSC0018
Stabilizatör özellikleri Şekil 11'de gösterilmektedir.
Şekil 11. Akım dengeleyici SSC0018'in teknik özellikleri
Başlangıçta, SSC0018 akım dengeleyici LED aydınlatma armatürlerinde kullanılmak üzere geliştirildi, ancak küçük pilleri şarj etmek için de kullanılabilir. SSC0018'i kullanmak oldukça basittir.
Akım dengeleyicinin çıkışındaki yük direnci sıfır olabilir, çıkış terminallerine kısa devre yapabilirsiniz. Sonuçta, stabilizatörler ve akım kaynakları kısa devrelerden korkmaz. Bu durumda, çıkış akımı derecelendirilecektir. Eğer 20mA ayarlarsanız, çok şey olur.
Yukarıdakilerden, doğru akımın bir milliammetresinin akım sabitleyicinin çıkışına doğrudan bağlanabileceği sonucuna varabiliriz. Böyle bir bağlantı en büyük ölçüm sınırından başlatılmalıdır, çünkü kimse orada hangi akımın düzenlendiğini bilmiyor. Ardından, gerekli akımı ayarlamak için ayar direncini döndürün. Bu durumda, elbette, akım dengeleyici SSC0018'i güç kaynağına bağlamayı unutmayın. Şekil 12, paralel bağlanan LED'lere güç sağlamak için SSC0018 bağlantı şemasını göstermektedir.
Şekil 12. Paralel bağlanan güç LED'leri için bağlantı
Buradaki her şey şemadan anlaşılır. 20 mA tüketim akımına sahip dört LED için, dengeleyicinin her çıkışı 80 mA akım değerine ayarlanmalıdır. Bu durumda, dengeleyici SSC0018'in girişinde, yukarıda belirtildiği gibi, bir LED'deki voltaj düşüşünden biraz daha fazla voltaj gerekir. Tabii ki, daha büyük bir voltaj uygundur, ancak bu sadece stabilizatör yongasının ek ısınmasına yol açar.
Not. Akımı bir dirençle sınırlamak için, güç kaynağının voltajı LED'lerde toplam voltajı biraz aşmalı, sadece iki volt, daha sonra akım stabilizatörü SSC0018'in normal çalışması için bu fazlalık biraz daha yüksek olmalıdır. En az 3 ... 4V, aksi takdirde dengeleyicinin düzenleyici elemanı açılmaz.
Şekil 13, birkaç seri bağlı LED çelenk kullanırken SSC0018 stabilizatörünün bağlantısını göstermektedir.
Şekil 13. SSC0018 Sabitleyiciden Seri Dizeye Güç Verme
Şekil teknik dokümantasyondan alınmıştır, bu yüzden çelenkdeki LED sayısını ve güç kaynağından gerekli sabit voltajı hesaplamaya çalışalım.
Şemada gösterilen akım, 350mA, çelenkin güçlü beyaz LED'lerden monte edildiği sonucuna varmamıza izin verir, çünkü yukarıda belirtildiği gibi SSC0018 dengeleyicinin ana amacı ışık kaynaklarıdır. Beyaz LED üzerindeki voltaj düşüşü 3 ... 3.7V dahilindedir. Hesaplama için maksimum 3.7V değerini almalısınız.
SSC0018 stabilizatörünün maksimum giriş voltajı 50V'dur. Stabilizatörün kendisi için gerekli olan bu 5V değerinden çıkar, 45V kalır. Bu voltaj "aydınlatılabilir" 45 / 3.7 = 12.1621621 ... LED'ler. Açıkçası, bu 12'ye yuvarlanmalıdır.
LED sayısı daha az olabilir. Daha sonra giriş voltajının düşürülmesi gerekecektir (çıkış akımı değişmezken, ayarlandığı gibi 350mA olarak kalacaktır), neden güçlü olanları bile 3V'e 50V vermeliyim? Bu tür alaylar başarısızlıkla sonuçlanabilir, çünkü güçlü LED'ler kesinlikle ucuz değildir. İsteyenler için üç güçlü LED'i bağlamak için hangi voltaj gerekli olacak, ancak her zaman bulunabilirler, kendileri için hesaplayabilirler.
Ayarlanabilir akım dengeleyici SSC0018 cihazı oldukça iyidir. Ama asıl soru şu ki, her zaman gerekli mi? Ve cihazın fiyatı biraz kafa karıştırıcı. Bu durumdan çıkış yolu ne olabilir? Her şey çok basit. Mükemmel bir akım regülatörü, 78XX veya LM317 serisi gibi entegre voltaj dengeleyicilerden elde edilir.
Bir voltaj dengeleyicisine dayanan böyle bir akım dengeleyici oluşturmak için sadece 2 parça gereklidir. Aslında, stabilizatörün kendisi ve direnci ve gücü, ekran görüntüsü Şekil 14'te gösterilen StabDesign programının hesaplanmasına yardımcı olacak tek bir direnç.
resim 14. StabDesign programını kullanarak akım dengeleyicinin hesaplanması.
Program özel açıklama gerektirmez. Tür açılır menüsünde sabitleyici türü seçilir, Iн satırında gerekli akım ayarlanır ve Hesapla düğmesine basılır. Sonuç R1 direncinin direnci ve gücüdür. Şekilde, hesaplama 20 mA'lık bir akım için yapıldı.Bu, LED'ler seri olarak bağlandığında geçerlidir. Paralel bağlantı için akım, Şekil 12'de gösterilen şekilde hesaplanır.
LED çelenk, akım stabilizatörünün yükünü simgeleyen direnç Rн yerine bağlanır. Sadece bir LED bağlamak bile mümkündür. Bu durumda, katot ortak bir tele ve anot R1 direncine bağlanır.
Dikkate alınan akım dengeleyicinin giriş gerilimi 15 ... 39V aralığındadır, çünkü 12V dengeleme gerilimi olan dengeleyici 7812 kullanılır.
Görünüşe göre bu LED'ler hakkındaki hikayenin sonu. Ancak bir sonraki makalede tartışılacak olan LED şeritleri de var.
Makalenin devamı: LED şerit uygulaması
Boris Aladyshkin
Ayrıca bkz. electro-tr.tomathouse.com
: