Chi tiết về các phương pháp kết nối LED
Trong cuộc sống của chúng ta, đèn LED tự tin lấn át các nguồn ánh sáng nhân tạo khác từ công nghệ chiếu sáng. Nhưng nếu đèn sợi đốt có thể được kết nối trực tiếp với nguồn điện, thì việc kết nối đèn LED và đèn phóng điện cần có các biện pháp đặc biệt.
Đồng thời, việc kết nối một đèn LED duy nhất không gây ra sự cố. Và việc bật từ một vài đơn vị đến hàng trăm không phải là dễ dàng như nó có vẻ.
Một chút lý thuyết
Đèn LED yêu cầu điện áp hoặc dòng điện không đổi để hoạt động bình thường. Chúng phải là:
- Không đổi theo hướng. Có nghĩa là, dòng điện trong mạch LED, khi được cấp điện áp, phải chạy từ nguồn điện áp "+" sang "-" của nó.
- ổn định, tức là không đổi về độ lớn, trong quá trình hoạt động của diode.
![Chi tiết về các phương pháp kết nối LED]()
- Không rung động - sau khi chỉnh lưu và ổn định, các giá trị \ u200b \ u200bf điện áp hoặc dòng điện không đổi không được thay đổi định kỳ.
![Biểu đồ dạng sóng điện áp]()
Sơ đồ hình dạng điện áp ở đầu ra của bộ chỉnh lưu toàn sóng khi được lọc bằng tụ điện (các hình chữ nhật màu đen và trắng được đánh dấu "+" trong sơ đồ). Đường chấm là điện áp ở đầu ra của bộ chỉnh lưu. Tụ điện được tích điện đến nửa biên độ sóng và phóng điện dần ở điện trở tải. "Bước" là xung. Tỷ số giữa biên độ bước và nửa sóng tính bằng phần trăm là hệ số gợn sóng.
Vì Đèn LED lúc đầu, các nguồn điện áp có sẵn được sử dụng - 5, 9, 12 V. Và điện áp hoạt động của đường giao nhau p-n là từ 1,9-2,4 đến 3,7-4,4 V. Do đó, việc bật trực tiếp diode gần như luôn luôn là quá trình đốt cháy vật lý của nó từ quá nhiệt với dòng điện lớn. nhu cầu hiện tại giới hạn với một điện trở hạn chế dòng điện, tiêu tốn năng lượng để làm nóng nó.
Đèn LED có thể được bật nối tiếp trong một số phần. Sau đó, bằng cách lắp ráp một chuỗi trong số chúng, có thể, bằng tổng điện áp chuyển tiếp của chúng, có thể đạt gần như điện áp của nguồn điện. Và phần chênh lệch còn lại được “hoàn trả” bằng cách tiêu tán nó dưới dạng nhiệt trên điện trở.
Khi có hàng chục điốt, chúng được mắc thành mạch nối tiếp, được mắc song song.
Sơ đồ chân LED
Phân cực LED - Cực dương hoặc cực âm và cực âm - dễ dàng xác định âm từ các hình:
Mạch chuyển đổi LED
Đèn LED được cấp nguồn bằng điện áp không đổi. Nhưng các đặc điểm của sự phụ thuộc phi tuyến của nội trở của nó yêu cầu dòng điện hoạt động phải được giữ trong giới hạn hẹp. Ở dòng điện nhỏ hơn định mức, nó giảm dòng chảy nhẹ, và ở giá trị cao hơn, tinh thể quá nóng, độ sáng của ánh sáng tăng lên và "tuổi thọ" bị giảm. Cách đơn giản nhất để mở rộng nó là hạn chế dòng điện qua tinh thể bằng cách đưa vào một điện trở hạn chế dòng điện. Đối với đèn LED mạnh mẽ, điều này không có lợi về mặt kinh tế, bởi vì chúng được cung cấp dòng điện một chiều từ một nguồn dòng điện ổn định đặc biệt - người lái xe.
kết nối nối tiếp
Đèn LED là một thiết bị chiếu sáng khá phức tạp. Nó hoạt động từ một nguồn thứ cấp của điện áp trực tiếp. Với công suất lớn hơn 0,2-0,5 W, hầu hết các thiết bị LED sử dụng nguồn hiện tại. Theo cách gọi của người Mỹ, chúng không hoàn toàn đúng. Khi các điốt được mắc nối tiếp, các bộ nguồn có điện áp 9, 12, 24 và thậm chí 48 V. Trong trường hợp này, một chuỗi nối tiếp được chế tạo, trong đó có thể có từ 3-6 đến vài chục các yếu tố.
Khi mắc nối tiếp trong một chuỗi, cực dương của đèn LED thứ nhất được nối thông qua một điện trở hạn chế dòng điện tới “+” của nguồn điện và cực âm được nối với cực dương của đèn LED thứ hai. Và do đó, toàn bộ chuỗi được kết nối.
Ví dụ, đèn LED màu đỏ có điện áp hoạt động chuyển tiếp từ 1,6V đến 3,03V. Uvân vân. = 2.1V một đèn LED trên biến trở có hiệu điện thế nguồn 12 V sẽ có hiệu điện thế 5,7 V là:
12V - 3x2.1V = 12 - 6.3 = 5.7V.
Và đã có 3 chuỗi liên tiếp được kết nối song song.
Bảng điện áp trực tiếp trên đèn LED từ màu sắc phát sáng của nó.
| Màu phát sáng | Điện áp hoạt động, trực tiếp, V | Bước sóng, nm |
|---|---|---|
| Trắng | 3,5 | Quang phổ rộng |
| Màu đỏ | 1,63–2,03 | 610-760 |
| Quả cam | 2,03–2,1 | 590-610 |
| Màu vàng | 2,1–2,18 | 570-590 |
| màu xanh lá | 1,9–4,0 | 500-570 |
| Màu xanh da trời | 2,48–3,7 | 450-500 |
| màu tím | 2,76–4 | 400-450 |
| Hồng ngoại | lên đến 1,9 | từ 760 |
| Tia cực tím | 3,1–4,4 | lên đến 400 |
Với kết nối chuỗi các đèn LED, dòng điện qua các đèn LED sẽ giống nhau và mức giảm trên mỗi phần tử là riêng lẻ. Nó phụ thuộc vào điện trở bên trong của diode.
Thuộc tính kết nối nối tiếp:
- sự phá vỡ của một phần tử dẫn đến sự đóng cửa của tất cả;
- đoản mạch - phân phối lại điện áp của nó cho tất cả các điện áp còn lại, độ sáng của ánh sáng tăng lên trên chúng và sự suy giảm tăng nhanh.
Khuyến khích: Làm thế nào để tìm ra bao nhiêu vôn của một đèn LED
Kết nối song song
Trong sơ đồ kết nối LED này, tất cả các cực dương được kết nối với nhau và với “+” của nguồn điện và cực âm là “-”.
Kết nối như vậy đã có trên những vòng hoa, thước kẻ và ruy băng LED đầu tiên khi được cấp điện bằng điện áp 3-5 V.
Nếu sự cháy xảy ra với sự đóng của điểm nối p-n, thì toàn bộ điện áp của pin sẽ được đặt vào điện trở R1. Nó sẽ quá nóng và cháy hết.
Trên bức tranh:
- sọc xám - lốp xe mang dòng điện, tức là dây điện không có lớp cách điện;
- hình trụ màu xanh với đầu tròn - đèn LED hình trụ có thấu kính ở đầu;
- đỏ - điện trở để hạn chế dòng hoạt động.
Sẽ không chính xác nếu kết nối tất cả các điốt với một điện trở. Do sự phân tán trong các đặc tính của đèn LED, ngay cả trong một lô có thể đạt từ 50 đến 200% hoặc hơn, một dòng điện có thể chạy qua điốt, sẽ thay đổi đáng kể. Do đó, chúng cũng sẽ phát sáng và tải khác nhau. Sau đó, những gì được tải nhiều nhất, phát sáng hơn những thứ khác, sẽ cháy hết hoặc suy giảm đến mức suy giảm gần như hoàn toàn, mất 70-90% quang thông. Hoặc thay đổi sắc thái của ánh sáng từ trắng sang vàng.
Trộn
Kết nối kết hợp hoặc hỗn hợp được sử dụng khi tạo ma trận LED bao gồm nhiều hàng chục hoặc hàng trăm phần tử hoặc tinh thể không được đóng gói. Nổi tiếng nhất trong số đó là ma trận COB.
Điện áp cung cấp và dòng điện hoạt động khi bật kết hợp sẽ nhỏ hơn điện áp hoạt động định mức. Chỉ với điều kiện này, ma trận sẽ hoạt động ít nhiều trong một thời gian dài. Ở dòng điện định mức, liên kết yếu nhất sẽ nhanh chóng bị cháy và phần còn lại sẽ dần dần bị cháy. Nó sẽ kết thúc với sự ngắt trong chuỗi nối tiếp và sự cắt ngắn của những chuỗi song song.
Kết nối điốt phát quang với mạng 220 V
Nếu bạn cấp nguồn trực tiếp cho đèn LED từ 220 V với giới hạn dòng điện, thì nó sẽ tỏa sáng với nửa sóng dương và tắt với sóng âm. Nhưng điều này chỉ xảy ra trong trường hợp điện áp ngược của điểm nối p-n lớn hơn nhiều so với 220 V. Thông thường nó nằm trong vùng 380-400 V.
Cách thứ hai để bật là thông qua một tụ điện dập tắt.
CHÚ Ý! Hầu hết các mạch kết nối trực tiếp với mạng 220 V có một nhược điểm nghiêm trọng - chúng nguy hiểm cho thương tích con người với điện áp cao - 220 V. Vì vậy, chúng nên được sử dụng cẩn thận, cách ly cẩn thận với tất cả các bộ phận mang dòng điện.
Thông tin chi tiết về cách kết nối đèn LED với mạng 220 V được mô tả ở đây.
Cách cấp nguồn cho điốt từ nguồn điện
Các bộ nguồn chuyển mạch không biến áp (PSU) phổ biến nhất cung cấp 12 V với khả năng bảo vệ dòng điện, đoản mạch, quá nhiệt, v.v.
Do đó, các đèn LED được mắc nối tiếp và dòng điện của chúng bị giới hạn bởi một điện trở thông thường. Chuỗi bao gồm 3 hoặc 6 điốt. Số của chúng được xác định bởi điện áp chuyển tiếp của diode. Tổng của chúng cho giới hạn dòng điện phải nhỏ hơn điện áp đầu ra của PSU 0,5-1 V.
Tính năng kết nối đèn LED RGB và COB
Đèn LED với chữ viết tắt RGB - Đây là những bộ phát ra ánh sáng đa sắc hoặc đa sắc với nhiều màu sắc khác nhau. Hầu hết chúng được ghép từ ba tinh thể LED, mỗi tinh thể phát ra một màu sắc khác nhau.Một tập hợp như vậy được gọi là một bộ ba màu.
Kết nối đèn LED RGB được thực hiện giống như các đèn LED thông thường. Trong mỗi trường hợp của nguồn sáng nhiều màu như vậy, có một tinh thể: Đỏ - đỏ, Lục - lục và Xanh lam - lam. Mỗi đèn LED có điện áp hoạt động riêng:
- xanh lam - từ 2,5 đến 3,7 V;
- màu xanh lá cây - từ 2,2 đến 3,5 V;
- đỏ - từ 1,6 đến 2,03 V.
Các tinh thể có thể được kết nối với nhau theo nhiều cách khác nhau:
- với một cực âm chung, tức là ba cực âm được kết nối với nhau và với một đầu cuối chung trên vỏ và mỗi cực dương đều có đầu cuối riêng;
- với một cực dương chung - tương ứng, đối với tất cả các cực dương, đầu ra là chung và các cực âm là riêng lẻ;
- sơ đồ chân độc lập - mỗi cực dương và cực âm có đầu ra riêng.
Do đó, giá trị của các điện trở hạn chế dòng điện sẽ khác nhau.
Trong cả hai trường hợp, hộp đựng diode có 4 dây dẫn, miếng đệm trong đèn LED SMD hoặc một chân trong hộp piranha.
Trong trường hợp đèn LED độc lập, sẽ có 6 đầu ra.
Trong trường hợp SMD 5050 Các tinh thể LED được sắp xếp như sau:
Kết nối đèn LED COB
Từ viết tắt COB là các chữ cái đầu tiên của cụm từ tiếng Anh chip-on-board. Trong tiếng Nga, nó sẽ là - một phần tử hoặc một tinh thể trên bảng.
Các tinh thể được dán hoặc hàn trên nền sapphire hoặc silicon dẫn nhiệt. Sau khi kiểm tra các kết nối điện chính xác, các tinh thể được lấp đầy bởi một chất phốt pho màu vàng.
Đèn LED COB - đây là những cấu trúc ma trận bao gồm hàng chục hoặc hàng trăm tinh thể, được kết nối theo nhóm với sự bao gồm kết hợp của các tiếp giáp p-n bán dẫn. Nhóm là chuỗi đèn LED liên tiếp, số lượng của chúng tương ứng với điện áp cung cấp của ma trận LED. Ví dụ, ở 9 V, đây là 3 tinh thể, 12 V - 4.
Các chuỗi mắc nối tiếp được nối song song với nhau. Do đó, sức mạnh cần thiết của ma trận sẽ đạt được. Các tinh thể phát sáng màu xanh lam chứa đầy phosphor màu vàng. Nó lại bức xạ ánh sáng màu xanh lam sang màu vàng, khiến nó có màu trắng.
Chất lượng ánh sáng, tức là kết xuất màu quy định trong quá trình sản xuất thành phần của phosphor. Phosphor một và hai thành phần cho chất lượng thấp, vì nó có 2-3 vạch phát xạ trong quang phổ. Ba và năm thành phần - tái tạo màu khá chấp nhận được. Nó có thể lên đến 85-90 Ra và thậm chí cao hơn.
Việc kết nối loại bộ phát ánh sáng này không gây ra vấn đề gì. Chúng được bật như một đèn LED mạnh thông thường, được cung cấp bởi nguồn dòng điện tiêu chuẩn. Ví dụ: 150, 300, 700 mA. Nhà sản xuất ma trận COB khuyên bạn nên chọn các nguồn hiện tại có biên độ. Nó sẽ hữu ích khi đưa đèn điện có ma trận COB vào hoạt động.