تفاصيل طرق توصيل LED
في حياتنا ، تزاحم مصابيح LED بثقة المصادر الأخرى للضوء الاصطناعي من تكنولوجيا الإضاءة. ولكن إذا كان من الممكن توصيل المصابيح المتوهجة مباشرة بمصدر الطاقة ، فإن توصيل مصابيح LED ومصابيح التفريغ يتطلب تدابير خاصة.
في الوقت نفسه ، لا يتسبب توصيل مصباح LED واحد في حدوث مشكلات. والتشغيل من بضع وحدات إلى مئات ليس سهلاً كما يبدو.
قليلا من النظرية
يتطلب LED جهدًا ثابتًا أو تيارًا للعمل بشكل صحيح. يجب أن يكونوا:
- ثابت في الاتجاه. أي أن التيار في دائرة LED ، عند تطبيق الجهد ، يجب أن يتدفق من مصدر الجهد "+" إلى "-".
- مستقر، أي ثابت في الحجم ، أثناء تشغيل الصمام الثنائي.
![تفاصيل طرق توصيل LED]()
- لا ينبض - بعد التصحيح والاستقرار ، يجب ألا تتغير قيم الجهد أو التيار بشكل دوري.
![مخطط شكل موجة الجهد]()
مخطط لشكل الجهد عند خرج مقوم كامل الموجة عند ترشيحه بواسطة مكثف إلكتروليتي (مستطيلات سوداء وبيضاء عليها علامة "+" في الرسم التخطيطي). الخط المنقط هو الجهد عند خرج المعدل. يتم شحن المكثف بسعة نصف موجة ويتم تفريغه تدريجياً عند مقاومة الحمل. "الخطوات" نبضات. نسبة اتساع الخطوة ونصف الموجة بالنسبة المئوية هي عامل التموج.
إلى عن على المصابيح في البداية ، تم استخدام مصادر الجهد المتاحة - 5 ، 9 ، 12 فولت ، ويتراوح جهد التشغيل للوصلة pn من 1.9-2.4 إلى 3.7-4.4 فولت. لذلك ، فإن تشغيل الصمام الثنائي مباشرةً يكون دائمًا احتراقه المادي من ارتفاع درجة الحرارة مع تيار كبير. الحاجة الحالية تحد بمقاوم محدد للتيار، وإنفاق الطاقة لتسخينه.
يمكن تشغيل مصابيح LED بالتسلسل في عدة قطع. بعد ذلك ، من خلال تجميع سلسلة منها ، من الممكن ، بمجموع الفولتية الأمامية ، الوصول تقريبًا إلى جهد مصدر الطاقة. ويتم "سداد" الفرق المتبقي بتبديده على شكل حرارة على المقاوم.
عندما يكون هناك العشرات من الثنائيات ، يتم توصيلها في دوائر متسلسلة متصلة بالتوازي.
pinout الصمام
قطبية LED - الأنود أو الموجب والكاثود - من السهل تحديد ناقص من الصور:
دارة تبديل LED
يتم تشغيل LED بجهد ثابت. لكن ميزات الاعتماد غير الخطي لمقاومته الداخلية تتطلب إبقاء تيار التشغيل ضمن حدود ضيقة. في تيار أقل من التصنيف ، يتناقص تدفق الضوءوعند القيمة الأعلى ، ترتفع درجة حرارة البلورة ، ويزداد سطوع التوهج ، وتقل "الحياة". إن أبسط طريقة لتمديدها هي تقييد التيار عبر البلورة عن طريق تضمين المقاوم الحالي. بالنسبة لمصابيح LED القوية ، يعد هذا غير مربح اقتصاديًا ، لأنه يتم تغذيتها بتيار مباشر من مصدر خاص للتيار المستقر - السائقين.
اتصال تسلسلي
LED هو جهاز إضاءة معقد إلى حد ما. يعمل من مصدر ثانوي للجهد المباشر. مع طاقة تزيد عن 0.2-0.5 واط ، تستخدم معظم أجهزة LED المصادر الحالية. هم ليسوا على صواب تماما ، بالطريقة الأمريكية ، يطلق عليهم السائقون. عندما يتم توصيل الثنائيات في سلسلة ، غالبًا ما يتم استخدام مصادر الطاقة بجهد 9 و 12 و 24 وحتى 48 فولت. في هذه الحالة ، يتم إنشاء سلسلة متسلسلة ، يمكن أن يكون هناك من 3-6 إلى عدة عشرات من عناصر.
عند التوصيل في سلسلة في سلسلة ، يتم توصيل أنود المصباح الأول من خلال المقاوم الحالي إلى "+" لمصدر الطاقة ، ويتم توصيل الكاثود بمصعد الثاني. وهكذا فإن السلسلة كلها متصلة.
على سبيل المثال ، تتمتع مصابيح LED الحمراء بجهد تشغيل أمامي من 1.6 فولت إلى 3.03 فولت. يوإلخ. = 2.1 فولت واحد LED على المقاوم بجهد مصدر 12 فولت سيكون له جهد 5.7 فولت:
12 فولت - 3 × 2.1 فولت = 12 - 6.3 = 5.7 فولت.
وبالفعل 3 سلاسل متتالية متصلة بالتوازي.
جدول الجهد المباشر على LED من لون توهجه.
| توهج اللون | جهد التشغيل ، مباشر ، V | الطول الموجي ، نانومتر |
|---|---|---|
| أبيض | 3,5 | طيف واسع |
| أحمر | 1,63–2,03 | 610-760 |
| البرتقالي | 2,03–2,1 | 590-610 |
| الأصفر | 2,1–2,18 | 570-590 |
| لون أخضر | 1,9–4,0 | 500-570 |
| أزرق | 2,48–3,7 | 450-500 |
| البنفسجي | 2,76–4 | 400-450 |
| الأشعة تحت الحمراء | يصل إلى 1.9 | من 760 |
| الأشعة فوق البنفسجية | 3,1–4,4 | ما يصل إلى 400 |
مع توصيل سلسلة من مصابيح LED ، ستكون التيارات عبر مصابيح LED هي نفسها ، ويكون الانخفاض في كل عنصر فرديًا. يعتمد ذلك على المقاومة الداخلية للديود.
خصائص الاتصال التسلسلي:
- يؤدي كسر عنصر واحد إلى إغلاق الكل ؛
- Shorting - يعيد توزيع جهده على جميع الباقي ، ويزداد سطوع التوهج عليها ويتسارع التدهور.
مُستَحسَن: كيفية معرفة عدد فولتات الصمام
اتصال موازية
في مخطط توصيل LED هذا ، يتم توصيل جميع الأنودات ببعضها البعض و "+" لمصدر الطاقة ، والكاثودات بـ "-".
كان هذا الاتصال في أول أكاليل وحكام وشرائط LED عند تشغيلها بجهد 3-5 فولت.
إذا حدث الإرهاق مع إغلاق تقاطع p-n ، فسيتم تطبيق جهد البطارية بالكامل على المقاوم R1. سوف يسخن ويحترق.
على الصورة:
- خطوط رمادية - الإطارات الحاملة للتيار ، أي الأسلاك بدون عزل ؛
- أسطوانات زرقاء بنهاية مستديرة - مصابيح LED أسطوانية مع عدسة في النهاية ؛
- أحمر - مقاومات للحد من تيار التشغيل.
سيكون من الخطأ توصيل جميع الثنائيات بمقاوم واحد. نظرًا للتشتت في خصائص مصابيح LED ، حتى في دفعة واحدة يمكن أن تصل من 50 إلى 200٪ أو أكثر ، يمكن أن يتدفق التيار عبر الثنائيات ، والتي ستختلف بشكل كبير. لذلك ، سوف يتوهجون أيضًا ويتم تحميلهم بشكل مختلف. في وقت لاحق ، سيحترق أو يتحلل أو يتحلل أو يتحلل إلى توهين كامل تقريبًا ، أكثر إشراقًا وتحميلًا من الآخرين ، ويفقد 70-90٪ من التدفق الضوئي. أو قم بتغيير صبغة التوهج من الأبيض إلى الأصفر.
مختلط
يتم استخدام اتصال مشترك أو مختلط عند إنشاء مصفوفات LED تتكون من العديد من عشرات أو مئات العناصر أو البلورات غير المعبأة. أشهرها مصفوفات COB.
سيكون جهد الإمداد وتيار التشغيل مع التبديل المشترك أقل من قيم التشغيل المقدرة. فقط في ظل هذه الحالة ، ستعمل المصفوفة أكثر أو أقل لفترة طويلة. في التصنيف الحالي ، سيحترق الرابط الأضعف بسرعة وسيحترق الباقي تدريجيًا. سينتهي بفواصل في سلاسل متسلسلة واختصار سلاسل متوازية.
توصيل الصمام الثنائي الباعث للضوء بشبكة 220 فولت
إذا قمت بتشغيل LED مباشرة من 220 فولت مع حد حالي ، فسوف يضيء بنصف موجة موجبة ويخرج بموجة سالبة. ولكن هذا فقط في الحالة التي يكون فيها الجهد العكسي للتقاطع p-n أكثر من 220 فولت. عادة ما يكون في حدود 380-400 فولت.
الطريقة الثانية للتشغيل هي من خلال مكثف التبريد.
الانتباه! معظم الدوائر التي لها اتصال مباشر بشبكة 220 فولت لها عيب خطير - فهي تشكل خطورة على الإصابات البشرية ذات الجهد العالي - 220 فولت ، لذلك ، يجب استخدامها بعناية ، مع عزل دقيق لجميع الأجزاء الحاملة للتيار.
معلومات مفصلة حول توصيل LED بشبكة 220 فولت موصوفة هنا.
كيفية تشغيل الثنائيات من مصدر طاقة
توفر مصادر طاقة التحويل غير المحولة الأكثر شيوعًا (PSUs) 12 فولتًا مع حماية للتيار ، ماس كهربائى ، ارتفاع درجة الحرارة ، إلخ.
لذلك ، يتم توصيل مصابيح LED في سلسلة ويكون تيارها محدودًا بمقاوم تقليدي. تتضمن السلسلة 3 أو 6 ثنائيات. يتم تحديد عددهم من خلال الجهد الأمامي للديود. يجب أن يكون مجموع الحد الحالي أقل من جهد خرج PSU بمقدار 0.5-1 فولت.
ميزات توصيل مصابيح RGB و COB
مصابيح LED مع اختصار RGB - هذه هي بواعث ضوئية متعددة الألوان أو متعددة الألوان بألوان مختلفة. يتم تجميع معظمها من ثلاث بلورات LED ، كل منها يصدر لونًا مختلفًا.يسمى هذا التجمع ثلاثي الألوان.
يتم توصيل RGB LED بنفس طريقة توصيل مصابيح LED التقليدية. في كل حالة لمصدر ضوء متعدد الألوان ، هناك بلورة واحدة: أحمر - أحمر ، أخضر - أخضر ، أزرق - أزرق. كل LED له جهد التشغيل الخاص به:
- أزرق - من 2.5 إلى 3.7 فولت ؛
- أخضر - من 2.2 إلى 3.5 فولت ؛
- أحمر - من 1.6 إلى 2.03 فولت.
يمكن توصيل البلورات ببعضها البعض بطرق مختلفة:
- مع الكاثود المشترك ، أي ثلاثة كاثودات متصلة ببعضها البعض وبطرف مشترك في العلبة ، ولكل من الأنودات طرفها الخاص ؛
- مع الأنود المشترك - على التوالي ، بالنسبة لجميع الأنودات ، يكون الإخراج شائعًا ، والكاثودات فردية ؛
- pinout مستقل - كل أنود وكاثود له ناتجه الخاص.
لذلك ، ستكون قيم المقاومات الحالية مختلفة.
في كلتا الحالتين ، تحتوي علبة الصمام الثنائي على 4 أسلاك أو وسادات في SMD LEDs أو دبوس في علبة سمكة البيرانا.
في حالة المصابيح المستقلة ، سيكون هناك 6 مخرجات.
في حال SMD 5050 يتم ترتيب بلورات LED على النحو التالي:
توصيل مصابيح COB
اختصار COB هو الأحرف الأولى من العبارة الإنجليزية chip-on-board. بالروسية ، سيكون - عنصرًا أو بلورة على السبورة.
يتم لصق البلورات أو لحامها على طبقة من الياقوت أو السليكون الموصلة للحرارة. بعد فحص التوصيلات الكهربائية الصحيحة ، تمتلئ البلورات بالفوسفور الأصفر.
مصابيح COB - هذه هياكل مصفوفة تتكون من عشرات أو مئات البلورات ، والتي ترتبط في مجموعات مع دمج مشترك لتقاطعات أشباه الموصلات p-n. المجموعات عبارة عن سلاسل متسلسلة من مصابيح LED ، يتوافق عددها مع جهد إمداد مصفوفة LED. على سبيل المثال ، عند 9 فولت هذه 3 بلورات ، 12 فولت - 4.
سلاسل متصلة في سلسلة متصلة بالتوازي. وبالتالي ، يتم اكتساب القوة المطلوبة للمصفوفة. تمتلئ بلورات الوهج الأزرق بالفوسفور الأصفر. يعيد إشعاع الضوء الأزرق إلى الأصفر ، مما يجعله أبيض.
جودة الضوء ، أي تجسيد اللون تنظيم تكوين الفوسفور في عملية الإنتاج. يعطي الفوسفور أحادي ومكونين جودة منخفضة ، لأنه يحتوي على 2-3 خطوط انبعاث في الطيف. ثلاثة وخمسة مكونات - استنساخ ألوان مقبول تمامًا. يمكن أن يصل إلى 85-90 Ra أو أعلى.
توصيل هذا النوع من بواعث الضوء لا يسبب مشاكل. يتم تشغيلها كمصباح LED قوي عادي ، يتم تشغيله بواسطة مصدر تيار قياسي. على سبيل المثال ، 150 ، 300 ، 700 مللي أمبير. توصي الشركة المصنعة لمصفوفات COB باختيار المصادر الحالية بهامش. سيساعد ذلك عند تشغيل وحدة الإنارة مع مصفوفة COB.