Jó és rossz áramkörök a LED-ek bekapcsolására - auto & moto - rádió-bes - otthoni elektronika
Itt Upt. - tápfeszültség, Udad. - feszültségesés a LED-en, R-ellenállás az ellenállással, I - áram a LED-en keresztül.
Az elmélet ellenére a kínai ipar mindenféle ajándéktárgyakat, kulcstartókat, öngyújtókat gyárt, amelyekben a LED be van kapcsolva korlátozó ellenállás nélkül: mindössze két vagy három lemezes elem és egy LED. Ebben az esetben az áramot korlátozza az akkumulátor belső ellenállása, amelynek ereje egyszerűen nem elegendő a LED égetéséhez.
De itt, amellett, hogy éget, van még egy kellemetlen funkció - a bomlás LED, a legtöbb járó LED fehér és kék színek: egy idő után a fényerő lesz elég kicsi, bár áram folyik át a LED bőséges szintjén a névleges.
Nem mondhatjuk, hogy egyáltalán nem ragyog, a ragyogás alig észrevehető, de már nincs zseblámpa. Ha a névleges áram lebomlás játszódik legkorábban egy év folyamatos fény, amikor túlértékelt jelenlegi várakozás erre a jelenségre lehet fél óra alatt. Ezt a LED bevonását rossznak kell nevezni.
Egy ilyen rendszert csak az egyetlen ellenállás, forraszanyag és munkaerő megmentésére vágynak, amely nyilvánvalóan indokolt a tömeggyártás mértékével. Ráadásul az öngyújtó vagy kulcstartó dolog eldobható, olcsó: a gáz kimerült, vagy az akkumulátor leült - az ajándékot egyszerűen kidobták.
2. ábra. A rendszer rossz, de gyakran használják.
Nagyon érdekes dolgokat kapunk (persze véletlenül), feltéve, hogy egy ilyen rendszer, hogy csatlakoztassa a LED tápegység 12 V-os kimeneti feszültség és áramerősség legalább 3A: van egy vakító, akkor hallani elég hangos robbanás, füst, és fullasztó szag. A példabeszéd így emlékszik vissza: "Lehetséges-e nézni a Napot teleszkópban? Igen, de csak kétszer. Egyszer a bal szemmel, a másik pedig a jobb oldalon. " By the way, a kapcsolat LED korlátozó ellenállás nélkül a leggyakoribb hiba a kezdők, és szeretnék megakadályozni.
Ennek a helyzetnek a javítása érdekében meghosszabbítja a LED élettartamát, az áramkört kissé módosították.
3. ábra Jó áramkör, helyes.
Ezt a rendszert jónak vagy helyesnek kell tekinteni. Annak ellenőrzésére, hogy a megadott ellenállás értéke R1, tudjuk használni a képlet az 1. ábra mutatja azt feltételezik, hogy a feszültségesés a LED 2B, 20mA, tápfeszültség 3V miatt két AA elemet.
Általánosságban, ne próbálja meg korlátozni az áramot a megengedett legmagasabb 20 mA-es szintnél, akkor a LED-et kisebb áramerősséggel táplálhatja, legalább 15 milliampermérővel. Ebben az esetben a fényerő nagyon kicsi lesz, amit az emberi szem az eszköz jellemzői miatt egyáltalán nem észlel, de a LED élettartama jelentősen megnő.
Egy másik példa a LED-ek gyenge felvételére különféle zseblámpákban találhatók meg, amelyek nagyobbak, mint a kulcsok és az öngyújtók. Ebben az esetben egyes LED-ek, néha elég nagyok, egyszerűen be vannak kapcsolva párhuzamosan, valamint korlátozó ellenállás nélkül is, amelyekben az akkumulátor belső ellenállása ismét működésbe lép. Ezek a zseblámpák gyakran elegendőek a javításhoz a LED-k kiégése miatt.
4. ábra: A befogadás nagyon rossz rendszere.
Úgy tűnik, hogy az 5. ábrán bemutatott áramkör kijavítaná a helyzetet, csak egy ellenállás van, és úgy tűnik, hogy az ügy felgyógyult.
5. ábra. Tehát már egy kicsit jobb.
De az ilyen befogadás egy kicsit segít. Az a tény, hogy a természetben nem lehetséges két azonos félvezető eszköz megtalálása. Így például az azonos típusú tranzisztorok eltérő eredménnyel rendelkeznek, még akkor is, ha ugyanabból a gyártási tételből származnak. A tirisztorok és triacsok is különbözőek. Néhányan könnyen megnyitják, mások olyan nehézek, hogy el kell hagyni őket. Ugyanez mondható el a LED-ekről - két teljesen azonos, különösen három vagy egy egész kupából, egyszerűen lehetetlen megtalálni.
Megjegyzés a témában. Az SMD-5050 LED-es szerelvény adatlapján (három független LED egy házban), az 5. ábrán látható felvétel nem ajánlott. Az egyes LED-ek paramétereinek szórása miatt észrevehető különbség lehet a fényükben. És úgy tűnik, egy testben!
Természetesen nincs LED-nyereség, de van egy olyan fontos paraméter, mint a közvetlen feszültségcsökkenés. És még ha a fénykibocsátó diódákat is egy technológiai tételből veszik, egy csomagból, akkor két azonos is egyszerűen nem lesz. Ezért az összes LED-ek áramlata más lesz. Az a LED, amelynek áramerőssége nagyobb lesz, és előbb vagy utóbb meghaladja a névleges értéket, elsőként ég.
Ezzel a sajnálatos esemény kapcsán minden lehetséges áram megy keresztül a két fennmaradó LED-en, természetesen meghaladva a névleges értéket. Végül is az ellenállást "háromnak" számították, három LED esetében. A megnövekedett áram szintén megnöveli a LED-chipek fűtését, és az is, amely "gyengébb" lesz, szintén ég. Az utolsó fénykibocsátó diódának semmi köze sincs, csak az elvtársak példáját követve. Ilyen láncreakciót kapunk.
Ebben az esetben az "égés" szó egyszerűen a láncolatot jelenti. De előfordulhat, hogy az egyik LED-ben egy elemi rövidzárlat keletkezik, és a másik két LED-et átkapcsolja. Természetesen szükségszerűen ki fognak menni, bár túlélni fognak. Az ilyen hibás működésű ellenállás intenzíven felmelegszik, és végül talán ég.
Ennek elkerülése érdekében az áramkört kissé meg kell változtatni: minden egyes LED-nek meg kell adnia az ellenállását, amit a 6. ábra mutat.
6. ábra. Így a LED-ek nagyon hosszú ideig tartanak.
Itt mindent szükség szerint az áramkörök szabályai szerint: az egyes LED-ek áramát az ellenállása korlátozza. Ebben a rendszerben a LED-eken átfolyó áramok nem függenek egymástól.
De ez a felvétel nem okoz sok lelkesedést, mert az ellenállások száma egyenlő a LED-ek számával. De szeretnék több LED-et és egy kisebb ellenállást. Hogy legyenek?
Ebből a helyzetből nagyon egyszerű. Minden LED-et ki kell cserélni a csatlakoztatott LED-ek lánca segítségével, amint azt a 7. ábra mutatja.
7. ábra. A füzérek párhuzamos felvétele.
Az ilyen javulás kifizetése a tápfeszültség növekedése lesz. Ha egy LED-nek csak három feszültsége elegendő, akkor akár két, sorba kapcsolt LED is nem gyullad ki. Tehát milyen feszültség szükséges ahhoz, hogy bekapcsolja a LED-ek füzét? Vagy más módon, hány LED-et csatlakoztathat feszültségforráshoz, például 12V-ig?
Megjegyzés. A "garland" név alatt itt és azon túl nem csak a karácsonyi díszítést kell érteni, hanem minden olyan világító LED-eszközt is, amelyben a LED-ek sorozatban vagy párhuzamosan kapcsolódnak. A legfontosabb az, hogy a LED nem egy. Garland, ő és a virágkötészet Afrikában!
Ahhoz, hogy erre a kérdésre válaszolhassunk, elegendő egyszerűen elosztani a tápfeszültséget a LED-es feszültségcsökkenéssel. A számításnál a legtöbb esetben ez a feszültség 2V. Ezután kapunk 12/2 = 6. De ne felejtsük el, hogy a feszültség egy részének meg kell maradnia a lefojtó ellenállásnak, legalábbis a Volt 2-nek.
Kiderül, hogy a LED-ek mindössze 10 V, és a LED-ek száma 10/2 = 5. Ebben az esetben a 20 mA áram megszerzése érdekében a korlátozó ellenállásnak 2 V / 20 mA = 100 Ohm értékűnek kell lennie. Az ellenállás teljesítménye ebben az esetben P = U * I = 2V * 20mA = 40mW.
Ez a számítás akkor érvényes, ha a LED-ek közvetlen feszültsége a garlandben a jelzett módon 2B. Ez az érték, amelyet gyakran alkalmaznak a számításokban, mint néhány átlag. De valójában ez a feszültség függ a LED típusától, a fény színétől. Ezért a gömbök kiszámításánál a LED-ek típusát kell vezérelni. A különböző típusú LED-ek feszültségcsökkenését a 8. ábrán látható táblázat tartalmazza.
8. ábra A különböző színek LED-es feszültségcsökkenése.
Így a 12V tápfeszültség feszültségénél, az áramkorlátozó ellenállás feszültségének csökkenésével, csak 10 / 3,7 = 2,7027 fehér LED csatlakoztatható összesen. De a LED egy darabja nem vágható le, így csak két LED-et csatlakoztathat. Ez az eredmény akkor érhető el, ha a feszültségcsökkenés maximális értéke a táblából történik.
Ha a számítás a 3B helyettesítőt illeti, nyilvánvaló, hogy három LED csatlakoztatható. Ezzel minden alkalommal, amikor gondosan újra kell számolni a korlátozó ellenállás ellenállását. Ha az igazi LED-ek 3,7V-os feszültségcsökkenésnek vagy magasabbnak bizonyulnak, a három LED nem világít. Tehát jobb, ha megállunk kettőnél.
Elvileg nem számít, hogy milyen színűek a LED-ek, éppen amikor számításra kerül, figyelembe kell venni a különböző feszültségcseppeket, a LED fényszínétől függően. A legfontosabb dolog az, hogy egy áramra van tervezve. Nem lehet fénysorompó sorozatot gyűjteni, amelyek közül néhány 20 mA-es árammal, a másik pedig 10 milliamperrel.
Nyilvánvaló, hogy 20 mA árammal a 10 mA névleges áramú LED-ek egyszerűen égnek. Ha az áramot 10 mA-re korlátozza, akkor a 20 milliampere nem világít, mint egy LED-es kapcsoló esetén: éjszaka egyértelmű, hogy nincs nap.
Életük megkönnyítése érdekében a rádióamatőrök különböző számítási programokat fejlesztenek ki, amelyek mindenféle rutinszerű számítást elősegítenek. Például induktivitás, különböző típusú szűrők, áramstabilizátorok kiszámítására szolgáló programok. Létezik egy ilyen program a LED-füzérek kiszámítására. A 9. ábrán látható egy képernyőkép a programról.
9. ábra: A "Calculation_resistance resistance_Ledz_" program képernyőképe.
A program telepítés nélkül működik a rendszerben, csak le kell tölteni és használni. Minden olyan egyszerű és világos, hogy nincs szükség magyarázat a képernyőképre. Természetesen minden LED-nek ugyanolyan színűnek és azonos áramnak kell lennie.
A korlátozó ellenállások természetesen jóak. De csak akkor, ha ismeretes, hogy ez a füzér stabilizált 12 V DC tápfeszültséggel működik, és a LED-eken átfolyó áram nem haladja meg a számított értéket. De mi van, ha egyszerűen nincs forrás 12V feszültséggel?
Ilyen helyzet állhat elő például egy 24V-os fedélzeti hálózati feszültségű tehergépkocsiban. Ahhoz, hogy kilépjen a válsághelyzetből, a jelenlegi stabilizátor segít például "SSC0018 - Állítható stabilizátor 20..600mA". A megjelenés a 10. ábrán látható. Az ilyen eszköz megvásárolható online áruházakban. A kérdés ára 140 ... 300 rubel: mindez az eladó képzelőerejétől és hazugságától függ.
Ábra 10. Állítható áramszabályozó SSC0018
A stabilizátor műszaki jellemzőit a 11. ábrán mutatjuk be.
11. ábra: Az aktuális stabilizátor SSC0018 műszaki leírása
Kezdetben az aktuális SSC0018 stabilizátort LED-es lámpatestekhez fejlesztették ki, de kis akkumulátorok töltésére is használhatók. Az SSC0018 használata meglehetősen egyszerű.
Az aktuális stabilizátor kimeneti terhelési ellenállása nulla lehet, egyszerűen le lehet rövidíteni a kimeneti kapcsokat. Végtére is, a stabilizátorok és az áramforrások nem félnek a rövidzárlattól. Ekkor a kimeneti áram nominális lesz. Ha 20mA-t telepítettél, akkor annyi lesz.
Az említettekből arra lehet következtetni, hogy az aktuális stabilizátor kimenete közvetlenül egy egyenáramú milliamétert csatlakoztathat. Kezdjünk ilyen kapcsolatot a legnagyobb mérési határértékről, mert senki sem ismert a szabályozott áramról. Ezután egyszerűen elforgatja a trimmel, állítsa be a szükséges áramot. Ebben az esetben természetesen ne felejtse el csatlakoztatni az SSC0018 áramszabályozót a tápegységhez. A 12. ábra az SSC0018 áramköri áramkört mutatja a párhuzamosan csatlakoztatott LED-ek tápellátásához.
12. ábra A párhuzamosan csatlakoztatott LED-ek bekötése
Itt minden világos a rendszerből. A stabilizátor mindegyik kimeneténél 20 mA-es áramfelvétel esetén négy LED-et kell beállítani 80 mA-re. Ebben az esetben az SSC0018 stabilizátor bemenete feszültséget igényel, amely valamivel magasabb, mint a feszültségcsökkenés az egyik LED-nél, amint fent említettük. Természetesen több feszültség lesz, de ez csak a stabilizáló mikroáramkör további melegítését eredményezi.
Megjegyzés. Ha az áramerősséget ellenállással kell korlátozni, akkor a tápegység feszültségének kissé nagyobbnak kell lennie, mint a teljes feszültség a LED-eknél, csak néhány Volt, akkor ez valamivel magasabb legyen az SSC0018 aktuális stabilizátor normál működéséhez. Legalább 3 ... 4B, különben a stabilizáló szabályozóeleme nem nyílik meg.
A 13. ábra az SSC0018 stabilizátor csatlakoztatását mutatja, amikor több sorozathoz csatlakoztatott LED-et ábrázol.
13. ábra Soros húr beszerzése az SSC0018 stabilizátoron keresztül
Az ábra a műszaki dokumentációból származik, így megpróbáljuk kiszámítani a garázsban lévő LED-ek számát és a tápegységhez szükséges állandó feszültséget.
Az ábrán feltüntetett áram, 350 mA, azt a következtetést vonja le, hogy a virágágyás erős fehér LED-ekből áll, amint azt fent említettük, az SSC0018 stabilizátor fő célja a fényforrások. A fehér LED-es feszültségcsökkenés 3 ... 3.7V. Számításhoz a 3,7 V maximális értéket kell venni.
Az SSC0018 stabilizátor maximális bemeneti feszültsége 50V. A stabilizátor működéséhez szükséges 5B értékből kivonva 45V marad. Ezzel a feszültséggel "világít" a 45 / 3,7 = 12,1621621 ... LED-ek. Nyilvánvaló, hogy ezt 12-re kell kerekíteni.
A LED-ek száma kisebb lehet. Ezután csökkenteni kell a bemeneti feszültséget (ugyanakkor a kimeneti áram nem változik, így 350 mA maradt, amint be lett állítva), miért kellene 3 LED-nek, még a nagy teljesítményűnek is lennie, 50V-ot? Az ilyen gúnyolódás véget érhet rosszul, mert a nagy teljesítményű LED-ek nem olcsóak. Milyen feszültségre van szükség ahhoz, hogy három erős LED-et csatlakoztasson, akik csak akarnak, és mindig is képesek számolni magukat.
Az állítható áramszabályozó SSC0018 eszköz nagyon jó. De az egész kérdés az, hogy mindig szükséges-e? Igen, és az eszköz ára kissé kínos. Mi lehet az utat ebből a helyzetből? Nagyon egyszerű. Kiváló áramstabilizátort kapnak az integrált feszültségszabályozókból, például a 78XX vagy az LM317 sorozatból.
Egy ilyen áramstabilizátor létrehozása a feszültségszabályozó alapján csak 2 részre van szükség. Valójában maga a stabilizátor és egy ellenállás, amelynek ellenállása és ereje segít a StabDesign program kiszámításában, amelynek képernyőképét a 14. ábra mutatja.
14. ábra. Az aktuális stabilizátor számítása a StabDesign program segítségével.
A program nem igényel külön magyarázatot. A Type (Típus) legördülő menüben kiválasztja a stabilizáló típusát, az In sorban megadja a szükséges áramot, és megnyomja a Calculate (Számítás) gombot. Az eredmény egy R1 ellenállás és teljesítménye. Az ábrán a számítás 20 mA-es áramra vonatkozik. Ez abban az esetben történik, ha a LED-ek sorba vannak kötve. Párhuzamos csatlakoztatás esetén az áram a 12. ábrán látható módon kerül kiszámításra.
A LED-füzér az Rn ellenállás helyett csatlakozik, ami az aktuális stabilizátor terhelését szimbolizálja. Még csak egyetlen LED is csatlakoztatható. Ebben az esetben a katód a közös vezetékhez csatlakozik, és az anód az R1 ellenálláshoz.
A vizsgált áramstabilizátor bemeneti feszültsége 15 ... 39 V tartományban van, mivel a 7812 stabilizátor 12 V stabilizációs feszültséggel rendelkezik.
Úgy tűnik, hogy a LED-ekről szóló történet befejezhető. De vannak LED csíkok is, amelyeket a következő cikkben tárgyalunk.