Что такое светодиод и его принцип работы
Светодиод (СД, LED) представляет собой обычный полупроводниковый диод, изготовленный на основе кристаллов:
- арсенида галлия, фосфида индия или селенида цинка – для излучателей оптического диапазона;
- нитрида галлия – для приборов ультрафиолетового участка;
- сульфида свинца – для элементов, излучающих в инфракрасном диапазоне.
Выбор данных материалов обусловлен тем, что p-n переход диодов, изготовленных из них, при приложении прямого напряжения излучает свет. У обычных диодов из кремния или германия такое свойство выражено очень слабо – свечение практически отсутствует.
Излучение светодиода не связано со степенью нагрева полупроводникового элемента, его вызывает переход электронов с одного энергетического уровня на другой при рекомбинации носителей зарядов (электронов и дырок). Свет, испускаемый в результате, является монохроматическим.
Особенностью такого излучения является очень узкий спектр, и выделить нужный цвет светофильтрами затруднительно. А некоторые цвета свечения (белый, синий) при таком принципе изготовления недостижимы. Поэтому в настоящее время распространена технология, при которой внешняя поверхность светодиода покрывается люминофором, а его свечение инициируется излучением p-n перехода (которое может быть видимым или лежать в УФ-диапазоне).
Параллельное соединение светодиодов не правильное
Параллельное соединение светодиодов используют, когда напряжение блока питания (источника) не хватает, для того, чтобы запитать ряд последовательных светодиодов. Если «конкретно теоретически», то параллельно светодиоды можно подключать и «тупо» — соединить все аноды и катоды LEDs. После чего подключить их к батарее и вуаля… Светодиоды горят! Причем единожды и на краткое время при подключении. Далее — конец им.
Такая схема подключения параллельно светоизлучающих диодов — не работоспособна, ввиду того, сопротивление диода маленькое и спокойно провоцирует режим КЗ (короткого замыкания).
Сразу откину некоторых злопыхателей. Есть, конечно, исключения… Ими грешат китайские производители дешевизны. Но это исключение из правил. Если кто-то разбирал китайские игрушки или зажигалки, то наверняка видел именно такую схему подключения. Где диоды подключены параллельно, не имея в свей цепи никаких посторонних электронных компонентов. Почему? Да все просто — в таких цепях ток ограничивается внутренним сопротивлением батареек AG1 (таблетка). Мощность в таких таблетках минимальна и не может нанести вред диоду. Т.е. мы опять приходим к выводу, что для нормального функционирования, диодам нужен резистор.
Повторюсь еще раз — параллельное соединение светодиодов используют только тогда, когда источник питания низковольтный.
Не смотря на то, что такой тип соединения не очень приветствуется, его частенько используют. В таких типах соединений есть одно правило — параллельное соединение светодиодов никогда не происходит с использованием ТОЛЬКО ОДНОГО резистора!!!
Ну или для тех, кто понимает только визуальные картинки, то не правильное параллельное соединение будет выглядеть так:
К сожалению, не смотря на то. что такое подключение не правильное, опять же, вездесущие китайцы тоже используют его во всю… Особенно в фонариках. Для этого им завышают номинал резистора, дабы не было перегрузки и товар преспокойненько может проработать год… А может и не проработать… Тут уж как повезет.
Практический метод
Самые точные данные о прямом падении напряжения на светодиоде можно получить путём проведения практических измерений. Для этого понадобится регулируемый блок питания (БП) постоянного тока с напряжение от 0 до 12 вольт, вольтметр или мультиметр и резистор на 510 Ом (можно больше). Лабораторная схема для тестирования показана на рисунке.
Текущие показания на экране и будут номинальным прямым напряжением светодиода. Если ещё продолжить наращивать питание схемы, то расти будет только ток через полупроводник, а разность потенциалов на нём изменится не более чем на 0,1-0,2 вольт. Чрезмерное превышение тока приведёт к перегреву кристалла и электрическому пробою p-n-перехода.
Если рабочее напряжение на светодиоде установилось около 1,9 вольт, но при этом свечение отсутствует, то возможно тестируется инфракрасный диод. Чтобы убедиться в этом, нужно направить поток излучения на включенную фотокамеру телефона. На экране должно появиться белое пятно.
В отсутствии регулируемого блока питания можно воспользоваться «кроной» на 9 В. Также можно задействовать в измерениях сетевой адаптер на 3 или 9 вольт, который выдаёт выпрямленное стабилизированное напряжение, и пересчитать номинал сопротивления резистора.
Расчет ограничительного сопротивления для подключения светодиода.
Превышение номинального тока на светодиоде, как правило, приводит к перегреву кристалла и, как следствие его выходу из строя. Поэтому, прежде чем подключить СД к источнику питания, необходимо последовательно с ним подключить ограничивающий резистор, который рассчитывается по двум параметрам – сопротивлению и мощности. Вычисление сопротивления производится по формуле:
Где R – рассчитываемое сопротивление Ом; U – напряжение питания В; Uled – прямое падение напряжения на светодиоде (прописано в даташит) В и I – номинальный ток (прописано в даташит) А. После получения результата, подбираем ближайший (в большую сторону) по значению резистор из ряда Е24.
Это интересно – «Способы использования электроэнергии».
Затем вычисляем мощность рассеивания сопротивления, она определяется по формуле:
Не надо пренебрегать этим параметром, слишком низкая мощность резистора, как правило, приводит к его выходу из строя.
Как подключить ЛЕД-светильник к 220В
Светильник светодиодный EVRO-LED-HX-20 18Вт 6400К IP20
Основное достоинство таких светильников в сравнении с работающими от 12 Вольт в том, что их напрямую можно питать от выключателя. В результате не требуются дополнительные финансовые затраты на приобретение блока питания, а также монтаж не вызывает сложностей. Существует несколько способов установки светодиодных светильников:
- последовательное подключение;
- параллельное;
- лучевое.
Каждый используется в разных ситуациях и имеет свои достоинства и недостатки.
Последовательное
Схема последовательного подключения светодиодных светильников
Последовательное подключение используется в том случае, если нужно сэкономить метраж кабеля, и при этом к помещению нет особых требований. Для реализации потребуется несколько двойных или тройных проводов. В одну цепь допускается установка не более шести светодиодных лампочек, в противном случае яркость будет низкой. Если один светильник выйдет из строя, придется проверять работоспособность каждого, чтобы устранить поломку.
Само подключение не должно вызывать сложностей. К первому светильнику от выключателя проводится фаза, далее от первого переключателя кабель протягивается к следующему устройству. К последнему светильнику прокладывается ноль, который идет от распределительной коробки.
Параллельное
Параллельное соединение источников света шлейфным способом
Параллельное подключение более практичное и используется чаще. В процессе реализации каждый светильник будет выдавать яркость, которая заявлена производителем. Единственный недостаток, который можно выделить – повышенный расход проводника в сравнении с последовательным подключением.
Рекомендуется отдавать предпочтение кабелю ВВГ нг 2*1,5 или 3*1,5. Обозначение свидетельствует о наличии ПВХ-оболочки – качественного изоляционного материала. В маркировке отметка «нг» указывает на негорючесть модели. Если к помещению выдвинуты особые требования, иногда используют провода с дополнительной маркировкой «ls», которая означает, что при воспламенении выделяется небольшое количество дыма.
Для подключения светильника через выключатель от распределительной коробки протягивают кабель. Его поочередно соединяют с каждым светильником. После первой лампы кабель обрезается и подается к следующему, пока все устройства не будут соединены в одну общую систему.
Лучевое
Шлейфное и лучевое соединение ламп
По своей природе лучевая схема относится к параллельному подключению, часто применяется для люстр. Принцип реализации заключается в прокладке кабеля к каждому осветительному прибору индивидуально. Этот способ самый трудоемкий и требует больших финансовых затрат из-за большого количества используемого провода. Для экономии кабель от распределительного щитка проводят в центр комнаты и уже оттуда к каждому светильнику. Далее к фазе и нулю подводят одножильные провода, которые прокладываются к светильникам.
Еще на этапе проектирования важно решить, как будут соединены жилы с отдельным кабелем. Если ламп немного, достаточно скрутки
С целью безопасности ее надежно обжимают пассатижами и паяльником сваривают воедино. Существует альтернатива этому способу – приобрести клеммы с определенным количеством выходов. На каждую жилу надевается разъем и лишь после провода тянутся к осветительным приборам.
Схема подключения светодиодных ламп во всех случаях принципиальных отличий не имеет.
Плюсы и минусы параллельного соединения светодиодов
Большим плюсом параллельного соединения стоит отметить, что в случае правильного соединения светодиодов при перегорании одного из них, остальные будут работать. Диоды будут работать если и большее количество LEDs перегорит, здесь основным остается правило — чтобы работала хотя бы одна ветка. При последовательном соединении светодиодов выход из строя одного из них приведет к тому, что строка из последовательно соединенных чипов перестанет светиться.
Параллельное соединение позволяет соединить от двух и более светодиодов. Ограничения могут возникнуть только по мощности батареи (источника питания) и габаритов самого прибора, в который вы захотите поместить свое «детище».
Минусом параллельного соединения светодиодов отметим — удорожание конструкции, за счет того, что в цепи появляются новые элементы. В результате конечный продукт может оказаться достаточно громоздким.
Стоит представить себе елочную гирлянду с таким соединением диодов… Для ее работоспособности придется соединять еще один проводник к паре светодиод-резистор. Поэтому 99,9 % всех гирлянд собраны из последовательно соединенных светодиодов.
Классификация
Диоды относятся к простым полупроводниковым радиоэлементам на основе p-n перехода. На рисунке представлено графическое обозначение наиболее распространенных типов этих устройств. Анод отмечен «+», катод – «-» (приведено для наглядности, в схемах для определения полярности достаточно графического обозначения).
Принятые обозначения
Типы диодов, указанные на рисунке:
- А – выпрямительный;
- B – стабилитрон;
- С – варикап;
- D – СВЧ-диод (высоковольтный);
- E – обращенный диод;
- F – туннельный;
- G – светодиод;
- H – фотодиод.
Теперь рассмотрим способы проверки для каждого из перечисленных видов.
Распространенные ошибки при подключении
Самые часто встречающиеся ошибки при соединении светодиодов:
- Выбор резистора не того номинала – если подобрать слишком маленькое сопротивление, светодиод может перегореть. При большом значении светить диод будет не в полную силу.
- Подключение напрямую к источнику питания без токоограничивающего резистора. Излучающий компонент сразу сгорит.
- Соединение по параллельной схеме с одним резистором для всех диодов. Компоненты начнут выходить из строя, так как рабочий ток у каждого различный.
- Соединение по последовательной схеме светодиодов, рассчитанных на разный ток. В таком случае часть диодов перегорит, а часть будет светить тусклее.
- Подключение напрямую к сети 220 В без защиты.
Проверка супрессора (TVS-диода)
Защитный диод, он же ограничительный стабилитрон, супрессор и TVS-диод. Данные элементы бывают двух типов: симметричные и несимметричные. Первые используются в цепях переменного тока, вторые – постоянного. Если кратко объяснить принцип действия такого диода, то он следующий:
Увеличение входного напряжения вызывает уменьшение внутреннего сопротивления. В результате увеличивается сила тока в цепи, что вызывает срабатывание предохранителя. Преимущество устройства заключается в быстроте реакции, что позволяет принять на себя переизбыток напряжения и защитить устройство. Скорость срабатывания – главное достоинство защитного (TVS) диода.
Теперь о проверке. Она ничем не отличается от обычного диода. Правда есть исключение – диоды Зенера, которые также можно отнести к TVS семейству, но по сути это быстрый стабилитрон, работающий по «механизму» лавинного пробоя (эффект Зинера). Но, проверка работоспособности скатывается к обычной прозвонке. Создание условий срабатывания приводит к выходу элемента из строя. Другими словами, способа проверки защитных функций TVS-диода нет, это как проверить спичку (годная она или нет) пытаясь поджечь.
Тест светодиода с помощью мультиметра
Чтобы протестировать светодиод и узнать, работает ли он и какой выбрать цвет — применяется мультиметр. Он должен иметь диодную тестовую функцию, которая обозначается символом диода. Затем для тестирования закрепляют измерительные шнуры мультиметра на ножках светодиода:
- Подключают черный шнур на катоде (-) и красный шнур на аноде (+), если пользователь ошибается — светодиод не светится.
- Подают небольшой ток датчикам и если видно, что светодиод слегка светится, то он исправный.
- При проверке мультиметра нужно учитывать цвет светодиода. Например, желтый (янтарный) светодиодный тест — пороговое напряжение светодиода 1636 мВ или 1,636 В. Если протестирован белый светодиод или синий светодиод, пороговое напряжение выше 2,5 В или 3 В.
Для проверки диода показатель на дисплее должен находиться в пределах от 400 до 800 мВ в одном направлении и не показывать в обратном направлении. Нормальные светодиоды имеют пороговые U, описанные в таблице ниже, но для того же цвета могут иметь значительные различия. Максимальный ток составляет 50 мА, но рекомендуется не превышает 20 мА. При 1-2 мА диоды уже хорошо светятся. Пороговое U светодиода
Напряжение питания красного светодиода
Если аккумулятор полностью заряжен, то при 3,8 В ток составляет всего 0,7 мА. В последние годы светодиоды достигли значительного прогресса. Существуют сотни моделей, диаметром 3 мм и 5 мм. Есть более мощные диоды диаметром 10 мм или в специальных корпусах, а также диоды для монтажа на печатной плате длиной до 1 мм.
Расчет резистора для светодиода 5050. Величина тока потребления светодиода
Как правило, для обычных светодиодов предусмотрена сила тока величиной 0,02А. Однако бывают светодиоды, рассчитанные на 0,08А. К таким светодиодам относят более мощные приборы, в устройстве которых задействованы четыре кристалла. Они располагаются в одном корпусе. Так как каждый из кристаллов потребляет по 0,02А, в сумме один прибор будет потреблять 0,08А.
Стабильность работы светодиодных приборов зависит от величины тока. Даже незначительное увеличение силы тока способствует снижению интенсивности излучения (старению) кристалла и увеличению цветовой температуры. Это в конечном результате приводит к тому, что светодиоды начинают отливать синим цветом и преждевременно выходят из строя. А если показатель силы тока увеличивается существенно, светодиод сразу перегорает.
Чтобы ограничить потребляемый ток, в конструкциях LED-ламп и светильников предусмотрены стабилизаторы тока для светодиодов (драйверы). Они преобразуют ток, доводя его до нужной светодиодам величины. В случае, когда требуется подключить отдельный светодиод к сети, нужно использовать токоограничительные резисторы. Расчет сопротивления резистора для светодиода выполняют с учетом его конкретных характеристик.
Полезный совет! Чтобы правильно подобрать резистор, можно воспользоваться калькулятором расчета резистора для светодиода, размещенным в сети интернет.
Способ 1
Небольшой фрагмент текстолита, буквально кусочек, но обязательно с двухсторонним фольгированием. На каждую необходимо наложить «пятно» припоя, чтобы в дальнейшем можно было легко зафиксировать провода и выводы приспособления для проверки светодиода. Щупы от мультиметра, с которых следует срезать (или отпаять, а потом все восстановить) штеккера. Свободные концы нужно зачистить и залудить, то есть подготовить к пайке. Скрепки – 2 штуки. Им придается форма, хорошо видимая на рисунке внизу. Это будут выводы приспособления (аналог штеккеров), которые присоединяются к мультиметру. Хотя это и не единственный вариант. Вместо скрепок можно использовать гибкую стальную проволоку, отрезав пару кусочков нужной длины.
Светодиоды.
Главное – чтобы эти выводы слегка амортизировали, тогда их будет намного проще подключить к гнезду мультиметра. Паяльная кислота. Использовать традиционный сосновый флюс – дело бесперспективное. Скрепки изготовлены из стали, потому обычная методика для их надежной фиксации на текстолите малопригодна. Паяльник. Мощность – не менее 65 Вт. Пытаться закрепить на плате скрепку монтажным инструментом (на 24, 36 Вт) – пустая трата времени. Понадобится уложить расплав относительно толстым слоем, и маломощный (миниатюрный) паяльник в этом случае бесполезен. Мультиметр. Эти бытовые приборы выпускаются в нескольких модификациях. Их основное отличие – в функционале, то есть возможностях измерений тех или иных параметров цепи и деталей.
Будет интересно Как сделать регулятор мощности на симисторе своими руками
Понадобится мультиметр, которым можно тестировать транзисторы. В принципе все, что нужно для того, чтобы сделать простейшее приспособление для проверки светодиода мультиметром, под рукой всегда есть. В итоге должно получиться примерно так. Чтобы не путаться с полярностью присоединения щупов к светодиоду, выводы приспособления стоит несколько сместить от осевой линии. Тогда несложно запомнить, где условные «+» и «–». Проверка светодиода Нужно воткнуть «контакты» приспособления в вилку для тестирования Тр (анодный вывод – на разъем Е, катодный – на С), поставить переключатель мультиметра в позицию «Измерение транзисторов» (hFE) и приложить щупы к плате, в точках, где впаяны ножки п/п прибора (с лицевой или обратной стороны, как удобнее). Если он исправен и полярность соблюдена (плюс – к аноду), то начнет светиться.
Как определить параметры светодиода по внешнему виду
Определить рабочие параметры или тип по внешнему виду очень непросто. Редко встречаются люди, способные узнать тот или иной вид светодиода по внешним признакам. Обычно, они по роду деятельности постоянно имеют с ними дело и начинают узнавать элементы с первого взгляда.
Возможность определить тип визуально значительно ограничена. Можно попробовать проверить тип элемента по фотографиям в интернете. Составить поисковый запрос с указанием признаков неизвестного светодиода не сложно, после чего попытаться идентифицировать его, сличая с подобными устройствами на картинках. Проще всего определиться с типом устройств, если иметь дело со светодиодными лампами.
На сколько вольт бывают
Рабочее напряжение светодиода можно определить не только по его внешнему виду и характеристикам, но и по цветовому свечению LED. Для этого, ознакомьтесь с таблицей ниже.
Цвет LED | Напряжение, В |
| Красный | 1,63 ― 2,03 |
| Жёлтый | 2,1 ― 2,18 |
| Зелёный | 1,9 ― 4,0 |
| Синий | 2,48 ― 3,7 |
| Оранжевый | 2,03 ― 2,1 |
| Инфракрасный | до 1,9 |
| Фиолетовый | 2,76 ― 4 |
| Белый | 3,5 |
| Ультрафиолетовый | 3,1 ― 4,4 |
Как цвет влияет на яркость
Для понимания этого аспекта, следует узнать, что происходит внутри диода и что влияет на тип цвета.
Внутреннее устройство полупроводникового LED — это два полупроводника, рассчитанные на разный уровень проводимости. Электрический ток по первому полупроводнику проходит за счёт физического явления, обеспечивающее перемещение свободных электронов. По второму проводнику ток движется благодаря перемещению «дырок».
В месте соединения полупроводников начинается этап рекомбинации «дырок» и электронов. На место «дырки» прилетает электрон, который делает атом нейтральным ― происходит излучение фотона, то есть появляется цвет.
Цвет способен изменяться, если на него влияют следующие факторы:
- из какого типа полупроводника изготавливался светодиод;
- какие примеси были использованы в местах контакта двух полупроводников;
- ширина запретной зоны (место рекомбинации);
- параметры и величина, оказывающие влияние на силу тока на участке электрической цепи.
Изменение цвета происходит за счёт увеличения или уменьшения электрического тока. Обращаясь к закону Ома, необходимо помнить, что чем больше напряжение, тем больше сила тока. Это означает, что энергия фотона будет также увеличиваться, тем самым приближаясь к более холодному (синему) и яркому свечению.
Техника безопасности
Кратко о нюансах подключения, которое выполняется в большинстве домов – для обеспечения безопасности при работе с электрической цепью часто бывает мало выключить один только выключатель. Дело в том, что он, как правило, размыкает фазу, но при этом из-за отсутствия заземления на ноле остается остаточное напряжение. Если заземление неправильное, например, люди подключаются к батарее или водопроводу, есть риск попасть на напряжение между фазой и заземлением. Отключайте питание полностью на рубильнике или счетчике на входе в дом или квартиру, и сделайте уже правильное заземление, если у вас его нет.
Как проверить светодиод мультиметром
Один из способов проверки рабочего состояния светодиодов – тестирование мультиметром. Таким прибором можно диагностировать светодиоды любого исполнения. Перед тем как проверить светодиод тестером, переключатель прибора устанавливают в режиме «прозвонки», а щупы прикладывают к выводам. При замыкании красного щупа на анод, а черного на катод, кристалл должен излучать свет. Если поменять полярность, на дисплее прибора должна отображаться показание «1».
Схема проверки светодиода с помощью цифрового мультиметра
Тестирование LED-приборов можно произвести, не используя щупы. Для этого в отверстия, расположенные в нижнем углу прибора, анод вставляют в отверстие с символом «Е», а катод – с указателем «С». Если светодиод в рабочем состоянии – он должен засветиться. Этот метод тестирования подходит для светодиодов с достаточно длинными контактами, очищенными от припоя. Положение переключателя при таком способе проверки не имеет значения.
Как проверить светодиоды мультиметром, не выпаивая? Для этого необходимо припаять к щупам тестера кусочки от обычной скрепки. В качестве изоляции подойдет текстолитовая прокладка, которая укладывается между проводами, после чего обрабатывается изолентой. На выходе получается своеобразный переходник для подключения щупов. Скрепки хорошо пружинят и надежно фиксируются в разъемах. В таком виде можно подключить щупы к светодиодам, не выпаивая их из схемы.
Если нет нужного резистора
Нужное сопротивление (R) и мощность (P) резистора можно получить, комбинируя в последовательно-параллельном порядке резисторы других номиналов и мощностей.
двух:
неограниченного количества:
Мощности резисторов
Мощности резисторов в сборке рассчитываются исходя из тех-же формул, что и одиночные резисторы. При последовательном включении, в формулу вычисления мощности подставляется напряжение источника питания за вычетом падения напряжения на других последовательно стоящих резисторах и светодиоде. Подробнее это будет показано на нижеследующих примерах.
Примеры
1. Заменим резистор 1,3 кОм 0,125 Вт из первого примера последовательной сборкой.
2. Заменим резистор 39 кОм 2 Вт из второго примера параллельной сборкой.
Указанные выше параллельный и последовательный способы можно комбинировать, без проблем создавая вот такие сборки, которые также легко рассчитываются при их разбивании на фрагменты:
Как изготовить драйвер для светодиодов своими руками
Для работы требуется:
- маломощный
паяльник (25-40 Вт); - флюс
(желательно нейтральный); - оловянно-свинцовый
припой; - кусачки
и пласкогубцы; - многожильные
медные провода в изоляции с сечением 0,35-1 м2; - изолента
(термоусадочная трубка); - мультиметр;
- печатная
плата.
Перечень компонентов зависит от того,
какой блок питания необходимо сделать.
Пример
расчета
Самая простая схема для подключения
светодиодов к источникам с низким напряжением. Прежде всего, рассчитывается
мощность блока, базируясь на параметры источников света. Вольтаж должен быть на
20-30% выше показателя подключаемой лампочки или ленты. На выходе напряжение
зависит от падения вольтажа на светодиоде.
Если нужно подключить 6 светодиодов, падение напряжения в которых 2 В (на каждом), требуется блок на 12 В и 300 мА при последовательном размещении. Чтобы подключить те же элементов в 2 параллельные линии, необходимы другие показатели – напряжение 6 В, ток 600 мА. Для таких диодов подойдет простой драйвер, состоящий из диодного моста, 2-х конденсаторов и резистора.
Диодный мост состоит из 4-х
разнонаправленные диодов, задача которых – превратить синусоидальный переменный
электроток в пульсирующий. К плюсу моста (со стороны входа) присоединяется пленочный
конденсатор, к минусу – сопротивление, параллельно –электролитический конденсатор
(для сглаживания перепадов напряжения). Значение электротока зависит от метода подключения
(если диодов несколько, их можно соединить последовательно или параллельно).
Для мощного
светодиода (например, 3Вт) подойдет стабилизатор-драйвер,
созданный на основе микросхемы LM317
и резистора. У стабилизатора LM317 постоянный вольтаж 1,25. Если лампа новая,
ей требуется ток 700 мА (максимальное значение). Чтобы рассчитать сопротивление
резистора, нужно напряжение разделить на ток:
1,25/0,7 = 1,78 Ом.
Такого резистора нет, поэтому нужно
купить элемент на 1,8 Ом.
Так как микросхема LM317 предназначена
для тока до 1,5 А, потребуется радиатор.
Драйвер для трех led по 1 Втможно
сделать из зарядного устройства мобильного телефона, если немного
усовершенствовать микросхему. Нужно снять корпус и выпаять имеющийся резистор и
припаять другой (на 5 кОм). Светодиоды соединить последовательно и подключить к
выходному каналу. Входные каналы заменить шнуром для присоединения к сети.
Для светодиодного источника с мощностью 10 Вт можно собрать блок питания на электронной плате люминесцентной лампы на 20 Вт. Купить нужно дроссели, диоды, конденсаторы и транзисторы.
Важные нюансы сборки
Падение напряжения на светодиодах 3-30 В.
Это очень мало, если сравнивать с вольтажом сети. Готовые микросхемы отличаются
только показателями входного напряжения. При выборе необходимо учесть, что
падения напряжения на источниках света должно составлять 10-20% от вольтажа драйвера.
Поэтому не стоит делать на основе микросхемы блок для подключения к сети, если
имеется 1 или 2 диода на 3-6 В.
Все элементы на плате размещаются так, чтобы между ними было минимальное расстояние и количество перемычек. Полярность и распиновку лучше проверить в технической документации. Если элементы не новые, обязательна проверка мультиметром. Паяльник лучше выбрать небольшой, способный нагреваться до 260оС.
Конденсаторы, резисторы, диоды,
микросхемы паять достаточно сложно, если их нельзя предварительно закрепить на
плате. Чтобы повысить качество пайки, желательно залудить места, куда будут
ставиться компоненты. Для этого капается немного флюса, на паяльник берется
припой и наносится на то же место.
Каждый элемент нужно брать пинцетом за
ножку, которую нужно припаять, и приставить к месту пайки. Потом на ножку
наносится капля флюса, берется паяльник и подносится к припаиваемой ножке.
Прикоснуться достаточно примерно на секунду, так как припой и флюс уже есть.
Ножка сразу погружается в припой, нанесенный в процессе лужения.
Если элементы можно закрепить на плате,
припой должен быть с флюсом. В одну руку нужно взять паяльник, в другую –
проволоку. Место пайки греется 3-4 секунды, потом к нему подносится припой. При
соприкосновении элемента, паяльника и проволоки последняя плавится, флюс
вытекает, через секунду паяльник можно убрать.
Одновременно с паяльником желательно купить специальный отсос и очки. Если случится, что элемент припаялся не туда или на месте пайки образовался огромный бугор, нужно разогреть припой, взять отсос и нажать на кнопку. Все лишнее с платы моментально исчезнет. При работе с проводами и ножками элементов они могут отпружинить. Чтобы горячий припой не попал в глаза, работать желательно в очках.
Выбор кабеля для диодной ленты
Нередко приходится располагать драйвер на большом расстоянии от самой ленты. Это встречается при создании подсветки рекламных конструкций, интерьеров и прочих объемных объектов. Иногда напряжение, поступающее на вход, не соответствует выходным показателям блока питания. Это вызвано тем, что сечение провода слишком мало, из-за большой длины возникает падение напряжения. Поэтому необходимо предварительно сделать расчет сечения провода и подобрать наиболее подходящий образец.
Светодиодные ленты, которые
напрямую подключаются к сети 220 В, нуждаются в установке защиты. При этом,
надо понимать, что основным показателем является сила тока. Проще всего
руководствоваться общепринятыми соотношениями:
| Сила тока | Сечение кабеля |
| 6 А | 0,5 мм2 |
| 10 А | 0,75 мм2 |
| 14 А | 1 мм2 |
| 15 А | 1,5 мм2 |
| 19 А | 2 мм2 |
| 21 А | 2,5 мм2 |
Для низковольтных лент превышение силы тока не грозит. При выборе кабеля руководствуются величиной падения напряжения между выходом блока питания и контактами ленты. Кроме этого, необходимо стараться максимально ограничивать длину 12-вольтовой линии, поскольку именно она определяет величину расхождения параметров в начале и конце кабеля.
Существует несколько критериев
определения размера провода:
По нагрузке ленты
Мощность ленты — это произведение силы тока на напряжение. Поскольку оно известно, легко определить потрeбляемый ток. Например, 60-ваттная светодиодная лента с напряжением питания 12 В потрeбляет 5 А. Исходя из этого, по таблице легко определить минимальное сечение — 0,5 мм2. Рекомендуется прибавлять небольшой запас прочности и выбирать провод на 10-15 % толще, чем полученное расчетное значение. Это обеспечит нормальный режим работы и снизит величину падения напряжения.
По мощности блока
Мощность драйвера — это неизменяемая величина. Она определяется особенностями схемы, возможностями деталей, использованных в конструкции блока. Кабель для светодиодной ленты должен соответствовать выходным параметрам драйвера, иначе ток на ленту будет поступать с ограничениями. Кроме этого, необходимо сразу выбирать подходящий по своим хаpaктеристикам источник питания для данной ленты. Правильным решением будет сначала купить подсветку, и только потом выбрать оптимальный тип драйвера к ней. После этого производят расчет сечения, руководствуясь изложенной выше методикой.
Существуют драйверы с возможностью настройки напряжения на выходе. Эта функция позволяет добиться оптимальной яркости, но во время настройки надо измерять напряжение на светодиодной ленте, чтобы избежать превышений номинала и перегрузки LED элементов.
По марке провода
Марка кабеля представляет собой зашифрованную информацию о его параметрах. Для того, чтобы выбрать оптимальный вариант, надо иметь представление о маркировке проводов, наличии плюсов и минусов каждой разновидности. Специалисты рекомендуют использовать медные многожильные виды кабеля. Они обладают хорошим набором эксплуатационных качеств, легко переносят нагрузки усталости и не ломаются
Помимо материала надо обращать внимание на сечение (его предварительно рассчитывают) и тип изоляции
Основные выводы
Подключить своими руками светодиод (несколько диодов) с использованием резисторов и накопителей заряда целесообразно, если у них небольшая мощность. Такие источники света предназначены для индикации или подсветки. Для мощных ламп эти схемы не подходят.
Если все же нужно подключить небольшую лампочку к сети 220 В, важно правильно подобрать параметры всех элементов. Высокое напряжение переменного тока быстро разрушает те из них, которые неспособны пропускать обратный ток
Залог успеха – ограничение амплитуды и грамотное определение амортизационного запаса. Немаловажно так же качество диодов и других деталей.
Как вам статья?
Мне нравится9Не нравится1
Основные выводы
Возможность определения рабочих характеристик светодиода позволяет создать для него оптимальный режим функционирования. В результате элемент сможет продемонстрировать максимальный срок службы и эффективность, выдать достаточную яркость свечения без перегрузок. Знание номинальных параметров устройства позволит исправить ошибки соединения, подобрать наиболее подходящий тип источника питания, избежать аварийных ситуаций или перегрузок. Умение грамотно определить характеристики светодиода подразумевает знание различных методик проверки, от простого определения работоспособности, до более детальной проверки рабочего тока, напряжения и мощности. Это расширит возможности и позволит использовать один из вариантов, доступный в заданных условиях.
Предыдущая
СветодиодыКак выбрать светодиодные светильники для гаража и организовать освещение
Следующая
СветодиодыЧто лучше: галогеновые или светодиодные лампы для дома и в авто
