Oikea LED syttyy. LED-valojen oikea kytkentä LED 3,7 volttia

Tarjoan harkintasi mukaan kolme versiota käyttämistäni tehokkaista LED-taskulamppupiireistä pitkä aika, ja henkilökohtaisesti olen varsin tyytyväinen hehkun kirkkauteen ja työn kestoon (oikeassa elämässä yksi lataus riittää minulle kuukauden käyttöön - eli menin, pilkoin polttopuita tai menin jonnekin). LEDiä käytettiin kaikissa piireissä teholla 3 wattia. Ero on vain hehkun värissä (lämmin valkoinen tai kylmä valkoinen), mutta henkilökohtaisesti minusta vaikuttaa siltä, ​​että kylmä valkoinen loistaa kirkkaammin ja lämmin valkoinen on miellyttävämpi lukea, eli helposti vastaanottavainen silmälle, joten valinta on sinun.

Taskulamppupiirin ensimmäinen versio

Testeissä tämä piiri osoitti uskomatonta vakautta 3,7-14 voltin syöttöjännitteessä (mutta muista, että tehokkuus laskee jännitteen kasvaessa). Kun asetin lähtöön 3,7 volttia, se oli niin koko jännitealueella (asetimme lähtöjännitteen vastuksella R3, kun tämä vastus pienenee, lähtöjännite kasvaa, mutta en suosittele vähentämään sitä liikaa, jos kokeilet, laske LED1 LEDin maksimivirta ja toiselle maksimijännite). Jos syötämme tätä piiriä Li-ion-akuista, hyötysuhde on noin 87-95%. Kysy, miksi sitten keksit PWM:n? Jos et usko minua, tarkista se itse.

4,2 voltin jännitteellä hyötysuhde = 87 %. 3,8 voltin jännitteellä hyötysuhde = 95 %. P=U*I

LED kuluttaa 0,7 A 3,7 voltilla, mikä tarkoittaa 0,7 * 3,7 = 2,59 W, vähennä ladatun akun jännite ja kerro se virrankulutuksella: (4,2 - 3,7) * 0,7 = 0,35 W. Selvitetään nyt tehokkuus: (100/(2,59+0,37)) * 2,59 = 87,5%. Ja puoli prosenttia jäljellä olevien osien ja raitojen lämmittämiseen. Kondensaattori C2 - pehmeä käynnistys LEDin turvalliseen syttymiseen ja häiriösuojaukseen. Muista asentaa tehokas LED jäähdyttimeen, käytin yhtä jäähdytintä tietokoneen virtalähteestä. Osien sijainti:


Lähtötransistori ei saa koskettaa levyn takaseinää, laittaa paperia niiden väliin tai piirtää levyn piirustusta muistikirjan arkille ja tehdä siitä samanlainen kuin arkin toisella puolella. LED-taskulamppua varten käytin kahta Li-ion-akkua kannettavan tietokoneen akusta, mutta on täysin mahdollista käyttää puhelimen akkuja, on toivottavaa, että niiden kokonaisvirta on 5-10A * h (liitämme rinnan).

Siirrytään diodilampun toiseen versioon

Myin ensimmäisen taskulampun ja tuntui, että ilman sitä se oli hieman ärsyttävää yöllä, eikä edellisen kaavion toistamiseen ollut yksityiskohtia, joten jouduin improvisoimaan siitä, mikä oli sillä hetkellä, nimittäin: KT819, KT315 ja KT361. Kyllä, jopa sellaisiin yksityiskohtiin on mahdollista koota pienjännitestabilisaattori, mutta hieman suuremmilla häviöillä. Kaava muistuttaa edellistä, mutta tässä kaikki on aivan päinvastoin. Myös kondensaattori C4 syöttää tasaisesti jännitettä. Erona on, että tässä lähtötransistori on auki vastuksella R1 ja KT315 sulkee sen tiettyyn jännitteeseen, kun taas edellisessä piirissä lähtötransistori on kiinni ja avautuu toisena. Osien sijainti:

Käytin sitä noin kuusi kuukautta, kunnes linssi murtui ja vaurioitti LEDin sisällä olevia koskettimia. Hän työskenteli edelleen, mutta vain kolme solua kuudesta. Siksi jätin lahjaksi :) Nyt kerron sinulle, miksi niin hyvä stabilointi ylimääräisellä LEDillä. Niille, jotka ovat kiinnostuneita, luemme sen, se voi olla hyödyllistä suunniteltaessa pienjännitteisiä stabilaattoreita, tai ohitamme sen ja siirrymme viimeiseen vaihtoehtoon.

Joten aloitetaan lämpötilan stabiloinnista, kuka tahansa kokeet teki, tietää kuinka tärkeää se on talvella tai kesällä. Joten näissä kahdessa tehokkaassa taskulampussa toimii seuraava järjestelmä: lämpötilan noustessa puolijohdekanava kasvaa, jolloin elektronien läpi kulkee tavallista enemmän, joten näyttää siltä, ​​että kanavan vastus pienenee ja siten kulkeva virta kasvaa, koska sama järjestelmä toimii kaikissa puolijohteissa, LEDin läpi kulkeva virta kasvaa myös sulkemalla kaikki transistorit tietylle tasolle, eli stabilointijännitteeseen (kokeet suoritettiin lämpötila-alueella -21 ... +50 astetta). Keräsin Internetistä paljon stabilointipiirejä ja ihmettelin "miten sellaisia ​​virheitä voi tehdä!" Joku jopa suositteli omaa laserin virransyöttöjärjestelmää, jossa 5 asteen lämpötilan nousu valmisteli laserin irtoamista varten, joten harkitse myös tätä vivahdetta!

Nyt itse LEDistä. Kaikki LEDien syöttöjännitteellä leikkineet tietävät, että sen kasvaessa myös virrankulutus kasvaa jyrkästi. Siksi stabilisaattorin lähtöjännitteen pienellä muutoksella transistori (KT361) reagoi monta kertaa helpommin kuin yksinkertaisella vastuksen jakajalla (joka vaatii vakavan vahvistuksen), mikä ratkaisee kaikki pienjännitteisten stabilaattoreiden ongelmat ja vähentää osien määrä.

LED-lampun kolmas versio

Jatketaan viimeiseen tarkastelemaani ja tähän päivään asti käyttämääni järjestelmään. Tehokkuus on suurempi kuin aiemmissa järjestelmissä, ja hehkun kirkkaus on korkeampi, ja luonnollisesti ostin ylimääräisen tarkennuslinssin LEDille, ja paristoja on jo 4, mikä vastaa suunnilleen 14A * tunnin kapasiteettia. Pääsähköposti. kaava:

Piiri on melko yksinkertainen ja koottu SMD-suunnitteluun, siinä ei ole ylimääräistä LED-valoa ja transistoreita, jotka kuluttavat ylimääräistä virtaa. Stabilointiin käytettiin TL431:tä ja tämä on aivan tarpeeksi, tehokkuus on täällä 88 - 99%, jos et usko, laske se. Kuva valmiista kotitekoisesta laitteesta:


Kyllä, muuten, kirkkaudesta, tässä sallin 3,9 voltin piirin lähdössä ja olen käyttänyt sitä yli vuoden, LED on edelleen elossa, vain patteri lämpenee hieman. Mutta kuka haluaa, voi asettaa itselleen pienemmän syöttöjännitteen valitsemalla lähtövastukset R2 ja R3 (ne suosittelen tekemään tämän hehkulampulla, kun saat tarvitsemasi tuloksen, kytke LED). Kiitos huomiosta, Lefty Lesha (Stepanov Aleksei) oli kanssasi.

Keskustele artikkelista TEHOKAS LED-LASKUVALOT

Katsotaanpa LED-tuotteita vanhoista 5 mm:n LEDeistä erittäin kirkkaisiin suuritehoisiin, jopa 10 W:n LEDeihin.

Jotta voit valita "oikean" taskulampun tarpeisiisi, sinun on ymmärrettävä, millaisia ​​LED-taskulamput ovat ja niiden ominaisuudet.

Mitä diodeja taskulampuissa käytetään?

Tehokkaat LED-valot alkoivat laitteista, joissa oli 5 mm matriisi.

2000-luvun puolivälissä laajalle levinneet LED-taskulamput taskusta retkeilyyn täysin erilaisissa malleissa. Niiden hinta on laskenut huomattavasti, ja kirkkaus ja pitkä akunkesto ovat vaikuttaneet asiaan.

5 mm:n valkoiset erittäin kirkkaat LEDit kuluttavat 20–50 mA virtaa 3,2–3,4 voltin jännitehäviöllä. Valon voimakkuus - 800 mcd.

He näyttävät itsensä erittäin hyvin miniatyyri taskulampuissa-rihkamaa. Pienen koon ansiosta voit kuljettaa tällaista taskulamppua mukanasi. Ne saavat virtaa joko "minisormesta" tai useista pyöreistä "pillereistä". Käytetään usein sytyttimissä taskulampulla.

Nämä ovat LEDejä, joita on asennettu kiinalaisiin lyhtyihin useiden vuosien ajan, mutta niiden ikä on vähitellen vanhentunut.

Hakuvaloihin, joissa on suuri heijastin, on mahdollista asentaa kymmeniä tällaisia ​​diodeja, mutta tällaiset ratkaisut hiipuvat vähitellen taustalle, ja ostajien valinta suosii tehokkaita Cree-tyyppisiä LED-valoja.


Hakuvalo 5mm LEDeillä

Nämä taskulamput toimivat AA-, AAA- tai ladattavilla paristoilla. Ne ovat halpoja ja menettävät sekä kirkkauden että laadun nykyaikaisille taskulampuille tehokkaammissa kristalleissa, mutta siitä lisää alla.

Taskulamppujen jatkokehityksessä valmistajat kävivät läpi monia vaihtoehtoja, mutta laadukkaiden tuotteiden markkinat miehittävät taskulamput, joissa on tehokkaat matriisit tai erilliset LEDit.

Mitä LED-valoja käytetään tehokkaissa taskulampuissa?

Tehokkaat taskulamput ovat erilaisia ​​moderneja taskulamppuja, aina sormen kokoisista valtaviin hakuvaloihin asti.

Tällaisissa tuotteissa vuonna 2017 Cree-brändi on merkityksellinen. Tämä on amerikkalaisen yrityksen nimi. Sen tuotteita pidetään yhtenä edistyneimmistä LED-tekniikan alalla. Vaihtoehtona ovat valmistajan Luminus LEDit.

Sellaiset asiat ovat paljon parempia kuin kiinalaisten lyhtyjen LEDit.

Mitkä ovat taskulamppuihin yleisimmin asennetut Cree-LEDit?

Mallit on nimetty kolmesta neljään merkkiin, jotka on erotettu yhdysviivalla. Joten diodit Cree XR-E, XR-G, XM-L, XP-E. Malleja XP-E2, G2 käytetään useimmiten pienissä taskulampuissa, kun taas XM-L ja L2 ovat erittäin monipuolisia.

Niitä käytetään alkaen ns. EDC-taskulamput (arkikäyttöiset) ovat pienistä, kämmenellä pienemmistä taskulampuista vakaviin suuriin hakuvaloihin.

Katsotaanpa taskulamppujen suuritehoisten LEDien ominaisuuksia.

Nimi Cree XM-L T6Cree XM-L2Cree XP-G2Cree XR-E
Kuva
U, V 2,9 2,85 2,8 3,3
Minä, mA 700 700 350 350
P, W 2 2 1 1
Käyttölämpötila, °C
Valovirta, Lm 280 320 145 100
Luminesenssikulma, ° 125 125 115 90
Värintoistoindeksi, Ra 80-90 70-90 80-90 70-90

Taskulamppujen LEDien pääominaisuus on valovirta. Se määrittää taskulamppusi kirkkauden ja lähteen antaman valon määrän. Eri LED-valot, jotka kuluttavat saman määrän energiaa, voivat erota kirkkaudeltaan merkittävästi.

Harkitse LEDien ominaisuuksia suurissa taskulampuissa, valonheitintyyppi :

Nimi
Kuva
U, V 5,7; 8,55; 34,2; 6; 12; 3,6 3,5
Minä, mA 1100; 735; 185; 2500; 1250 5000 9000...13500
P, W 6,3 8,5 18 20...40
Käyttölämpötila, °C
Valovirta, Lm 440 510 1250 2000...2500
Luminesenssikulma, ° 115 120 100 90
Värintoistoindeksi, Ra 70-90 80-90 80-90

Myyjät eivät usein ilmoita diodin koko nimeä, sen tyyppiä ja ominaisuuksia, vaan lyhennettyä, hieman erilaista aakkosnumeerista merkintää:

  • XM-L: T5; T6; U2;
  • XP-G: R4; R5; S2;
  • XP-E: Q5; R2; R;
  • XR-E:lle: P4; Q3; Q5; R.

Lyhtyä voidaan kutsua juuri niin, "EDC T6 Lantern", tiedot tällaisessa lyhässä on enemmän kuin tarpeeksi.

Taskulamppujen korjaus

Valitettavasti tällaisten taskulamppujen hinta on melko korkea, samoin kuin itse diodit. Eikä aina ole mahdollista ostaa uutta taskulamppua rikkoutuessa. Selvitetään kuinka vaihtaa LED-valo taskulampussa.

Tarvitset taskulampun korjaamiseen minimi asetettu työkalut:

  • juotin;
  • virtaus;
  • juottaa;
  • ruuvimeisseli;
  • yleismittari.

Päästäksesi valonlähteeseen, sinun on ruuvattava lyhdyn pää irti, se on yleensä kiinnitetty kierreliittimeen.

Tarkista dioditesti- tai resistanssimittaustilassa, toimiiko LED oikein. Voit tehdä tämän koskettamalla mustaa ja punaista anturia LED-johtimiin, ensin yhdessä asennossa ja vaihda sitten punainen ja musta.

Jos diodi toimii, yhdessä asennossa vastus on alhainen ja toisessa - korkea. Tällä tavalla voit määrittää, että diodi on hyvä ja johtaa virtaa vain yhteen suuntaan. Testin aikana diodi saattaa lähettää heikkoa valoa.

Muuten molemmissa asennoissa tapahtuu oikosulku tai suuri vastus (avoin). Sitten sinun on vaihdettava lampun diodi.

Nyt sinun täytyy irrottaa LED lampusta ja juottaa uusi napaisuutta noudattaen. Ole varovainen valitessasi LEDiä, ota huomioon sen virrankulutus ja jännite, jolle se on suunniteltu.

Jos unohdat nämä parametrit - parhaimmillaan taskulamppu istuu nopeasti, pahimmillaan - kuljettaja epäonnistuu.

Ohjain on laite, joka antaa virtaa LEDille stabiloidulla virralla eri lähteistä. Ajurit valmistetaan teollisesti virransyöttöön 220 voltin verkosta, auton sähköverkosta - 12-14,7 volttia, Li-ion-akuista esim. koko 18650. Tehokkaimmat taskulamput on varustettu ajurilla.

Taskulamppujen tehon lisääminen

Jos et ole tyytyväinen taskulamppusi kirkkauteen tai keksit kuinka vaihtaa LED-valo taskulampussa ja haluat päivittää sitä, tutustu LED-toiminnan perusperiaatteisiin ja niiden toiminnan rajoituksiin ennen raskaiden mallien ostamista.

Diodimatriisit eivät pidä ylikuumenemisesta - tämä on pääpostulaatti! Ja taskulampun LEDin vaihtaminen tehokkaampaan voi johtaa tällaiseen tilanteeseen. Kiinnitä huomiota malleihin, joihin on asennettu tehokkaampia diodeja, ja vertaa omaasi, jos ne ovat kooltaan ja rakenteeltaan samanlaisia, vaihda ne.

Jos taskulamppu on pienempi, tarvitaan lisäjäähdytystä. Kirjoitimme lisää patterien valmistamisesta omin käsin.

Jos yrität asentaa sellaisen jättiläisen kuin Cree MK-R pienoisavaimenperän taskulamppuun, se epäonnistuu nopeasti ylikuumenemisen vuoksi ja se on rahan haaskausta. Pieni tehon lisäys (parilla watilla) on hyväksyttävää ilman itse taskulampun päivittämistä.

Muuten yllä on kuvattu prosessi, jossa LED-merkki korvataan taskulampussa tehokkaammalla.

Lyhtyjen poliisi


Poliisi LED-taskulamppu iskunvaimentimella

Tällaiset taskulamput loistavat kirkkaasti ja voivat toimia itsepuolustuksena. Heillä on kuitenkin myös ongelmia LEDien kanssa.

Kuinka vaihtaa poliisin taskulampun LED-valo

Laaja valikoima malleja on erittäin vaikea kattaa yhdessä artikkelissa, mutta yleisiä korjaussuosituksia voidaan antaa.

  1. Kun korjaat taskulamppua tainnutusaseella, ole varovainen, sähköiskun välttämiseksi on suositeltavaa käyttää kumihanskoja.
  2. Pöly- ja kosteussuojalla varustetut lyhdyt kootaan suurelle määrälle ruuveja. Ne vaihtelevat pituudeltaan, joten tee muistiinpanot, mistä ruuvaat irti yhden tai toisen ruuvin.
  3. Police taskulampun optisen järjestelmän avulla voit säätää valopisteen halkaisijaa. Kun irrotat runkoon, tee merkit missä asennossa osat olivat ennen irrotusta, muuten linssin kanssa lohkon asettaminen takaisin on vaikeaa.

LEDin, jännitteenmuunninyksikön, ohjaimen ja akun vaihtaminen on mahdollista tavallisella juotossarjalla.

Mitä LED-valoja on kiinalaisissa lyhdissä?

Monet tuotteet ostetaan nyt aliexpressistä, josta löytyy sekä alkuperäisiä tuotteita että kiinalaisia ​​kopioita, jotka eivät vastaa ilmoitettua kuvausta. Tällaisten laitteiden hinta on verrattavissa alkuperäisen hintaan.

Taskulampussa, jossa Cree LED on ilmoitettu, sitä ei välttämättä ole, parhaimmillaan siellä on suoraan sanottuna erityyppinen diodi, pahimmillaan sellainen, jota on vaikea erottaa alkuperäisestä ulkoisesti.

Mitä tämä voi sisältää? Halvat LEDit valmistetaan matalan teknologian olosuhteissa, eivätkä ne anna ilmoitettua tehoa. Niillä on alhainen hyötysuhde, josta ne ovat lisänneet kotelon ja kristallin lämmitystä. Kuten jo mainittiin, ylikuumeneminen on eniten paha vihollinen LED-laitteille.

Tämä johtuu siitä, että puolijohteen läpi kuumennettaessa virta kasvaa, minkä seurauksena lämmitys voimistuu entisestään, tehoa vapautuu vielä enemmän, tämä lumivyörymäinen johtaa LEDin rikkoutumiseen tai rikkoutumiseen.

Jos yrität käyttää aikaa tiedon etsimiseen, voit määrittää tuotteiden alkuperäisyyden.


Vertaa alkuperäistä ja väärennettyä creeä

LatticeBright on kiinalainen LED-valmistaja, joka valmistaa tuotteita hyvin samankaltaisiin kuin Cree, luultavasti design match (sarkasmi).


Kiinalaisen kopion ja alkuperäisen Creen vertailu

Substraateilla nämä kloonit näyttävät tältä. Näet erilaisia ​​Kiinassa valmistettujen LED-substraattien muotoja.


Väärennösten tunnistus substraatilla LEDille

Väärennökset on tehty melko taitavasti, monet myyjät eivät mainitse tätä "brändiä" tuotekuvauksessa ja missä valojen LEDit on valmistettu. Tällaisten diodien laatu ei ole pahin kiinalaisen roskan joukossa, mutta kaukana alkuperäisestä.

LEDin asentaminen hehkulampun sijaan

Monissa vanhoissa esineissä on hevoskilpailuja tai lyhtyjä hehkulampun päällä, joka kerää pölyä ja siitä saa helposti LED-valon. Tätä varten on joko valmiita ratkaisuja tai kotitekoisia.

Rikkinäisellä hehkulampulla ja LEDeillä, pienellä kekseliäisyydellä ja juottamalla voit tehdä loistavan vaihdon.

Tässä tapauksessa tarvitaan rautapiippu parantamaan lämmön poistumista LEDistä. Seuraavaksi sinun on juotettava kaikki osat toisiinsa ja kiinnitettävä liimalla.

Ole varovainen kokoaessasi - vältä johtimien oikosulkua, kuumaliima tai lämpökutisteletkut auttavat tässä. Lampun keskikosketin on juotettava - muodostuu reikä. Pujota vastusjohto sen läpi.

Seuraavaksi sinun on juotettava LEDin vapaa lähtö alustaan ​​ja vastus keskuskoskettimeen. 12 voltin jännitteelle tarvitset 500 ohmin vastuksen ja 5 V jännitteelle - 50-100 ohmia, litiumioniakulle 3,7 V - 10-25 ohmia.


Kuinka tehdä LED hehkulampusta

LEDin valitseminen taskulampulle on paljon vaikeampaa kuin sen vaihtaminen. On tarpeen ottaa huomioon monia parametreja: kirkkaudesta ja sirontakulmasta kotelon lämmitykseen.

Lisäksi emme saa unohtaa diodien virtalähdettä. Jos hallitset kaiken yllä kuvatun, laitteesi loistavat pitkään ja laadukkaasti!

Huolimatta kauppojen runsaasta valikoimasta erimuotoisia LED-taskulamppuja, radioamatöörit kehittävät omia piirejä valkoisten superkirkkaiden LEDien virransyöttöön. Pohjimmiltaan tehtävänä on, kuinka LED saa virtaa vain yhdellä paristolla tai akulla, käytännön tutkimusten tekemiseksi.

Kun positiivinen tulos on saatu, piiri puretaan, osat laitetaan laatikkoon, kokemus valmistuu ja moraalinen tyytyväisyys alkaa. Usein tutkimus pysähtyy tähän, mutta joskus kokemus tietyn solmun kokoamisesta leipälaudalle muuttuu todelliseksi suunnitteluksi, joka on tehty kaikkien taiteen sääntöjen mukaan. Seuraavassa on muutamia yksinkertaisia ​​radioamatöörien kehittämiä piirejä.

Joissakin tapauksissa on erittäin vaikeaa määrittää, kuka on järjestelmän kirjoittaja, koska sama järjestelmä esiintyy eri sivustoilla ja eri artikkeleissa. Usein artikkelien kirjoittajat kirjoittavat rehellisesti, että tämä artikkeli löytyi Internetistä, mutta kuka julkaisi tämän järjestelmän ensimmäistä kertaa, ei ole tiedossa. Monet piirit on yksinkertaisesti kopioitu samojen kiinalaisten lyhtyjen levyiltä.

Miksi muuntajia tarvitaan

Asia on, että suora jännitehäviö poikki ei ole yleensä alle 2,4 ... 3,4 V, joten on yksinkertaisesti mahdotonta sytyttää LED-valoa yhdestä akusta, jonka jännite on 1,5 V, ja vielä enemmän akusta. akku, jonka jännite on 1,2 V. On kaksi uloskäyntiä. Käytä joko kolmen tai useamman galvaanisen kennon akkua tai rakenna ainakin yksinkertaisin.

Se on muuntaja, jonka avulla voit käyttää taskulamppua yhdellä paristolla. Tämä ratkaisu vähentää virtalähteiden kustannuksia ja mahdollistaa myös tehokkaamman käytön: monet muuntimet toimivat syväpurkauksella jopa 0,7 V:iin asti! Muuntimen avulla voit myös pienentää taskulampun kokoa.

Piiri on estävä generaattori. Tämä on yksi klassisista elektroniikkapiireistä, joten asianmukaisella kokoonpanolla ja huollettavilla osilla se alkaa toimia heti. Tärkeintä tässä piirissä on käämittää muuntaja Tr1 oikein, ei sekoittaa käämien vaiheistusta.

Muuntajan ytimenä voit käyttää ferriittirengasta huonosta levystä. Riittää, kun kelataan muutama kierros eristettyä johtoa ja kytketään käämit alla olevan kuvan mukaisesti.

Muuntaja voidaan kääriä PEV- tai PEL-tyyppisellä käämilangalla, jonka halkaisija on enintään 0,3 mm, mikä mahdollistaa hieman suuremman määrän kierroksia renkaaseen, vähintään 10 ... 15, mikä parantaa jonkin verran piirin toimintaa.

Käämit tulee kääriä kahteen johtimeen ja kytkeä sitten käämien päät kuvan osoittamalla tavalla. Kaavion käämien alku on merkitty pisteellä. Kuten voit käyttää mitä tahansa vähän virtaa NPN transistori johtavuus: KT315, KT503 ja vastaavat. Tällä hetkellä on helpompi löytää tuotu transistori, kuten BC547.

Jos transistoria ei ole käsillä n-p-n rakenteet, voit hakea esimerkiksi KT361:tä tai KT502:ta. Tässä tapauksessa sinun on kuitenkin muutettava akun napaisuutta.

Vastus R1 valitaan LEDin parhaan hehkun mukaan, vaikka piiri toimii vaikka se korvataan yksinkertaisesti hyppyjohdolla. Yllä oleva järjestelmä on tarkoitettu yksinkertaisesti "sielulle", kokeisiin. Joten kahdeksan tunnin jatkuvan käytön jälkeen yhdellä LEDillä akku 1,5 V:sta "istuu" 1,42 V:iin. Voimme sanoa, että se ei ole lähes tyhjä.

Piirin kuormituskyvyn tutkimiseksi voit yrittää kytkeä useita muita LEDejä rinnakkain. Esimerkiksi neljällä LEDillä piiri jatkaa toimintaansa melko vakaasti, kuudella LEDillä transistori alkaa lämmetä, kahdeksalla LEDillä kirkkaus laskee huomattavasti, transistori lämpenee erittäin voimakkaasti. Ja järjestelmä kuitenkin toimii edelleen. Mutta tämä on vain tieteellisen tutkimuksen järjestyksessä, koska transistori tässä tilassa ei toimi pitkään aikaan.

Jos aiot luoda yksinkertaisen taskulampun tämän piirin perusteella, sinun on lisättävä muutama yksityiskohta, jotka varmistavat LEDin kirkkaamman hehkun.

On helppo nähdä, että tässä piirissä LED ei saa virtaa sykkivästä, vaan tasavirrasta. Luonnollisesti tässä tapauksessa hehkun kirkkaus on jonkin verran korkeampi ja säteilevän valon pulsaatiotaso on paljon pienempi. Mikä tahansa suurtaajuusdiodi sopii diodiksi, esimerkiksi KD521 ().

Rikastinmuuntimet

Toinen yksinkertainen piiri on esitetty alla olevassa kuvassa. Se on hieman monimutkaisempi kuin kuvan 1 piiri, sisältää 2 transistoria, mutta kahdella käämityksellä varustetun muuntajan sijaan siinä on vain L1 induktori. Tällainen kuristin voidaan kääriä renkaaseen samasta energiansäästölampusta, jota varten on tarpeen kelata vain 15 kierrosta käämilankaa, jonka halkaisija on 0,3 ... 0,5 mm.

Määritetyllä kuristusasetuksella LED voi saada jopa 3,8 V (jännitehäviö 5730 LED:n yli on 3,4 V), mikä riittää 1 W LEDin tehon syöttämiseen. Piirin säätö koostuu kondensaattorin C1 kapasitanssin valinnasta alueella ± 50 % LEDin maksimikirkkauden mukaan. Piiri on toiminnassa, kun syöttöjännite putoaa 0,7 V:iin, mikä varmistaa akun kapasiteetin maksimaalisen käytön.

Jos tarkasteltavaa piiriä täydennetään tasasuuntaajalla diodissa D1, suodattimella kondensaattorissa C1 ja zener-diodilla D2, saat pienitehoisen virtalähteen, jota voidaan käyttää operaatiovahvistimen tai muiden elektronisten komponenttien piireihin. Tässä tapauksessa induktorin induktanssi valitaan 200 ... 350 μH sisällä, diodi D1 Schottky-esteellä, zener-diodi D2 valitaan syöttöpiirin jännitteen mukaan.

Onnistuneella olosuhteiden yhdistelmällä, käyttämällä tällaista muuntajaa, voit saada 7 ... 12 V jännitteen lähtöön. Jos aiot käyttää muuntajaa vain LEDien virransyöttöön, zener-diodi D2 voidaan jättää piirin ulkopuolelle.

Kaikki tarkasteltavat piirit ovat yksinkertaisimpia jännitelähteitä: virran rajoitus LEDin kautta suoritetaan samalla tavalla kuin se tehdään erilaisissa avaimenperäissä tai LED-sytyttimissä.

Virtapainikkeen läpi kulkeva LED ilman rajoittavaa vastusta saa virtaa 3 ... 4 pienestä levyparistosta, joiden sisäinen vastus rajoittaa LEDin läpi kulkevaa virtaa turvalliselle tasolle.

Nykyiset palautepiirit

Ja LED on loppujen lopuksi nykyinen laite. Ei ole turhaa, että tasavirta on ilmoitettu LEDien dokumentaatiossa. Siksi todelliset LED-virransyöttöpiirit sisältävät virran takaisinkytkennän: heti kun LEDin läpi kulkeva virta saavuttaa tietyn arvon, lähtöaste irrotetaan virtalähteestä.

Jännitteen stabilisaattorit toimivat myös täsmälleen samalla tavalla, vain jännitteen takaisinkytkentä on olemassa. Piiri LEDien virransyöttöä varten virran takaisinkytkennän avulla on esitetty alla.

Tarkemmin tarkasteltuna voit nähdä, että piirin perustana on sama estooskillaattori, joka on koottu transistorille VT2. Transistori VT1 on takaisinkytkentäpiirin ohjaus. Palaute tässä järjestelmässä toimii seuraavasti.

LEDit saavat virtaa jännitteestä, joka on tallennettu elektrolyyttikondensaattoriin. Kondensaattori ladataan diodin kautta pulssijännitteellä transistorin VT2 kollektorista. Tasasuunnattua jännitettä käytetään LEDien virtalähteenä.

LEDien läpi kulkeva virta kulkee seuraavan reitin kautta: positiivinen kondensaattorilevy, LEDit rajoittavilla vastuksilla, virran takaisinkytkentävastus (anturi) Roc, elektrolyyttikondensaattorin negatiivinen levy.

Tällöin takaisinkytkentävastukseen Uoc=I*Roc syntyy jännitehäviö, missä I on LEDien läpi kulkeva virta. Kun jännite kasvaa (generaattori toimii edelleen ja lataa kondensaattoria), LED-valojen läpi kulkeva virta kasvaa, ja sen seurauksena myös takaisinkytkentävastuksen Roc jännite kasvaa.

Kun Uoc saavuttaa 0,6 V, transistori VT1 avautuu ja sulkee transistorin VT2 kanta-emitteriliitoksen. Transistori VT2 sulkeutuu, estogeneraattori pysähtyy ja lopettaa elektrolyyttikondensaattorin lataamisen. Kuorman vaikutuksesta kondensaattori purkautuu, kondensaattorin yli oleva jännite laskee.

Kondensaattorin jännitteen alentaminen johtaa LEDien läpi kulkevan virran laskuun ja sen seurauksena takaisinkytkentäjännitteen Uoc laskuun. Siksi transistori VT1 sulkeutuu eikä häiritse estogeneraattorin toimintaa. Generaattori käynnistyy ja koko sykli toistuu yhä uudelleen ja uudelleen.

Takaisinkytkentävastuksen resistanssia muuttamalla on mahdollista muuttaa LEDien kautta kulkevaa virtaa laajalla alueella. Tällaisia ​​piirejä kutsutaan kytkentävirran stabilaattoreiksi.

Integroidut virran stabilisaattorit

Tällä hetkellä LEDien nykyiset stabilisaattorit valmistetaan integroituna versiona. Esimerkkejä ovat erikoistuneet mikropiirit ZXLD381, ZXSC300. Alla näkyvät piirit on otettu näiden mikropiirien datalehdistä (DataSheet).

Kuvassa näkyy ZXLD381-sirun laite. Se sisältää PWM-generaattorin (Pulse Control), virtaanturin (Rsense) ja lähtötransistorin. On vain kaksi roikkuvaa osaa. Tämä on LED ja kuristin L1. Tyypillinen kytkentäpiiri on esitetty seuraavassa kuvassa. Mikropiiri on valmistettu SOT23-paketissa. 350 kHz:n sukupolvitaajuus on asetettu sisäisillä kondensaattoreilla, sitä ei voi muuttaa. Laitteen hyötysuhde on 85 %, käynnistys kuormituksella on mahdollista jo 0,8V syöttöjännitteellä.

LEDin myötäjännite ei saa olla yli 3,5 V, kuten kuvan alapuolella olevasta rivistä ilmenee. LEDin läpi kulkevaa virtaa ohjataan muuttamalla induktorin induktanssia kuvan oikealla puolella olevan taulukon mukaisesti. Keskimmäinen sarake näyttää huippuvirran, viimeinen sarake näyttää keskimääräisen virran LEDin läpi. Pulsaatiotason vähentämiseksi ja hehkun kirkkauden lisäämiseksi on mahdollista käyttää suodattimella varustettua tasasuuntaajaa.

Tässä käytetään LEDiä, jonka myötäjännite on 3,5 V, korkeataajuista diodia D1 Schottky-sululla, kondensaattoria C1, mieluiten pienellä vastaavan sarjaresistanssin arvolla (matala ESR). Nämä vaatimukset ovat välttämättömiä laitteen kokonaishyötysuhteen lisäämiseksi, diodin ja kondensaattorin lämmittämiseksi mahdollisimman vähän. Lähtövirta valitaan valitsemalla induktorin induktanssi LEDin tehon mukaan.

Se eroaa ZXLD381:stä siinä, että siinä ei ole sisäistä lähtötransistoria eikä virrantunnistusvastusta. Tämän ratkaisun avulla voit lisätä merkittävästi laitteen lähtövirtaa ja käyttää siksi tehokkaampaa LED-valoa.

Virta-anturina käytetään ulkoista vastusta R1, jonka arvoa muuttamalla voidaan asettaa tarvittava virta LEDin tyypistä riippuen. Tämän vastuksen laskenta suoritetaan ZXSC300-sirun teknisissä tiedoissa annettujen kaavojen mukaan. Emme anna näitä kaavoja täällä, jos tarpeen, on helppo löytää tietolomake ja kurkistaa kaavat sieltä. Lähtövirtaa rajoittavat vain lähtötransistorin parametrit.

Kun kytket kaikki kuvatut piirit päälle ensimmäistä kertaa, on suositeltavaa kytkeä akku 10 ohmin vastuksen kautta. Tämä auttaa välttämään transistorin kuoleman, jos esimerkiksi muuntajan käämiä ei ole kytketty oikein. Jos LED syttyy tämän vastuksen kanssa, vastus voidaan poistaa ja tehdä lisäasetuksia.

Boris Aladyshkin

Superkirkkaiden valodiodien (LED) saatavuus ja suhteellisen alhaiset hinnat mahdollistavat niiden käytön erilaisissa amatöörilaitteissa. Aloittelevat radioamatöörit, jotka käyttävät LEDiä ensimmäistä kertaa malleissaan, ihmettelevät usein, kuinka LED kytketään akkuun? Tämän materiaalin lukemisen jälkeen lukija oppii valaisemaan LEDin melkein mistä tahansa akusta, mitä LED-kytkentäkaavioita voidaan käyttää tietyssä tapauksessa, kuinka laskea piirielementit.

Mitä akkuja voi liittää LEDiin?

Periaatteessa voit yksinkertaisesti sytyttää LEDin mistä tahansa akusta. Radioamatöörien ja ammattilaisten kehittämät elektroniset piirit mahdollistavat tämän tehtävän onnistumisen. Toinen asia on, kuinka kauan piiri toimii jatkuvasti tietyllä LEDillä (LED) ja tietyllä akulla tai paristoilla.

Tämän ajan arvioimiseksi sinun pitäisi tietää, että yksi akkujen tärkeimmistä ominaisuuksista kemiallinen alkuaine tai akku, on kapasiteetti. Akun kapasiteetti - C ilmaistaan ​​ampeeritunteina. Esimerkiksi yleisten AAA-sormiparistojen kapasiteetti voi olla tyypistä ja valmistajasta riippuen 0,5-2,5 ampeerituntia. Valodiodeille puolestaan ​​on ominaista työvirta, joka voi olla kymmeniä ja satoja milliampeeria. Näin ollen voit suunnilleen laskea akun keston kaavalla:

T= (C*U baht)/(U work led *I work led)

Tässä kaavassa osoittaja on työ, jonka akku voi tehdä, ja nimittäjä on valodiodin kuluttama teho. Kaava ei ota huomioon tietyn piirin tehokkuutta ja sitä, että koko akun kapasiteetin täysi käyttö on erittäin ongelmallista.

Akkukäyttöisiä laitteita suunniteltaessa pyritään yleensä varmistamaan, että niiden virrankulutus ei ylitä 10 - 30 % akun kapasiteetista. Tämän huomion ja yllä olevan kaavan ohjaamana voit arvioida, kuinka monta tietyn kapasiteetin paristoa tarvitaan tietyn LED-valon virransyöttöön.

Kuinka kytkeä 1,5 V AA-paristosta

Valitettavasti ei ole helppoa tapaa saada virtaa LEDillä yhdellä AA-paristolla. Tosiasia on, että valodiodien käyttöjännite ylittää yleensä 1,5 V. Tällä arvolla tämä arvo on välillä 3,2 - 3,4 V. Siksi LEDin virran saamiseksi yhdestä akusta sinun on koottava jännitemuunnin. Alla on kaavio yksinkertaisesta jännitteenmuuntimesta kahdella transistorilla, joilla voit syöttää 1 - 2 erittäin kirkasta LEDiä, joiden käyttövirta on 20 milliampeeria.

Tämä muunnin on estooskillaattori, joka on koottu transistorille VT2, muuntajalle T1 ja vastukselle R1. Estogeneraattori tuottaa jännitepulsseja, jotka ovat useita kertoja korkeampia kuin virtalähteen jännite. Diodi VD1 tasaa nämä pulssit. Induktori L1, kondensaattorit C2 ja C3 ovat tasoitussuodattimen elementtejä.

Transistori VT1, vastus R2 ja zener-diodi VD2 ovat jännitteensäätimen elementtejä. Kun kondensaattorin C2 jännite ylittää 3,3 V, zener-diodi avautuu ja vastuksen R2 yli syntyy jännitehäviö. Samanaikaisesti ensimmäinen transistori avautuu ja lukitsee VT2:n, estogeneraattori lakkaa toimimasta. Siten muuntimen lähtöjännite stabiloituu 3,3 V:n tasolle.

VD1:nä on parempi käyttää Schottky-diodeja, joilla on pieni jännitehäviö avoimessa tilassa.

Muuntaja T1 voidaan kääriä 2000NN ferriittirenkaaseen. Renkaan halkaisija voi olla 7 - 15 mm. Ytimenä voit käyttää energiansäästölamppujen muuntimien renkaita, tietokoneen virtalähteiden suodatinkeloja jne. Käämit on valmistettu emaloidusta langasta, jonka halkaisija on 0,3 mm, kussakin 25 kierrosta.

Tätä menetelmää voidaan yksinkertaistaa kivuttomasti poistamalla stabilointielementit. Periaatteessa piiri voi pärjätä ilman kuristinta ja yhtä kondensaattoreita C2 tai C3. Jopa aloitteleva radioamatööri voi koota yksinkertaistetun piirin omin käsin.

Piiri on myös hyvä, koska se toimii jatkuvasti, kunnes virtalähteen jännite putoaa 0,8 V:iin.

Kuinka kytkeä 3V akusta

Voit liittää superkirkkaan LEDin 3V akkuun ilman lisäosia. Koska LEDin käyttöjännite on hieman yli 3 V, LED ei loista täydellä voimakkuudella. Joskus siitä voi olla jopa apua. Esimerkiksi tietokoneiden emolevyissä käytetyllä kytkimellä varustetulla LEDillä ja 3 V:n levyparistolla (kutsutaan yleisesti tabletiksi) voit tehdä pienen taskulamppuavaimenperän. Tällainen miniatyyri taskulamppu voi olla hyödyllinen eri tilanteissa.

Tällaisesta akusta - 3 voltin tableteista voit käyttää LED-valoa

Käyttämällä paria 1,5 V akkua ja kaupallista tai kotitekoista muuntajaa yhden tai useamman LEDin virtalähteeksi voit tehdä vakavamman suunnittelun. Kaavio yhdestä näistä muuntimista (vahvistimista) on esitetty kuvassa.

LM3410-sirulle ja useille lisälaitteille perustuvalla tehostimella on seuraavat ominaisuudet:

  • tulojännite 2,7 - 5,5 V.
  • suurin lähtövirta 2,4 A asti.
  • kytkettyjen LEDien määrä 1-5.
  • muunnostaajuus 0,8 - 1,6 MHz.

Muuntimen lähtövirtaa voidaan säätää muuttamalla mittausvastuksen R1 resistanssia. Huolimatta siitä, että teknisestä dokumentaatiosta seuraa, että mikropiiri on suunniteltu kytkemään 5 LEDiä, itse asiassa siihen voidaan kytkeä 6. Tämä johtuu siitä, että sirun suurin lähtöjännite on 24 V. LM3410 mahdollistaa myös LEDien hehkumisen (himmenemisen). Näihin tarkoituksiin käytetään mikropiirin neljättä lähtöä (DIMM). Himmennys voidaan tehdä muuttamalla tämän nastan tulovirtaa.

Kuinka kytkeä 9V Krona akusta

"Krona" on suhteellisen pieni kapasiteetti, eikä se sovellu kovinkaan suuritehoisten LEDien virransyöttöön. Tällaisen akun enimmäisvirta ei saa ylittää 30 - 40 mA. Siksi on parempi kytkeä siihen 3 valodiodia, jotka on kytketty sarjaan 20 mA:n käyttövirralla. Ne, kuten 3 voltin akkuun liitettäessä, eivät loista täydellä teholla, mutta toisaalta akku kestää pidempään.

Kronan akun virtakaavio

Yhdessä materiaalissa on vaikea kattaa kaikki erilaiset tavat liittää LEDit eri jännitteillä ja kapasiteetilla oleviin akkuihin. Yritimme puhua luotettavimmista ja yksinkertaisimmista malleista. Toivomme, että tästä materiaalista on hyötyä sekä aloittelijoille että kokeneemmille radioamatööreille.

LED on diodi, joka hehkuu, kun virta kulkee sen läpi. Englanniksi LEDiä kutsutaan light emitting diodeks tai LEDiksi.

LED-valon väri riippuu puolijohteeseen lisätyistä lisäaineista. Joten esimerkiksi alumiinin, heliumin, indiumin, fosforin epäpuhtaudet aiheuttavat hehkun punaisesta keltainen väri. Indium, gallium ja typpi saavat LEDin hehkumaan sinisestä vihreään. Kun siniseen hehkukiteeseen lisätään loisteainetta, LED palaa valkoisena. Tällä hetkellä teollisuus valmistaa hehkuvia LEDejä sateenkaaren kaikissa väreissä, mutta väri ei riipu LED-kotelon väristä, vaan sen kristallin kemiallisista lisäaineista. Minkä tahansa värin LEDillä voi olla läpinäkyvä runko.

Ensimmäinen LED valmistettiin vuonna 1962 Illinoisin yliopistossa. 1990-luvun alussa ilmestyi kirkkaita LEDejä ja vähän myöhemmin superkirkkaita.
LEDien etu hehkulamppuihin verrattuna on kiistaton, nimittäin:

    * Alhainen virrankulutus - 10 kertaa tehokkaampi kuin hehkulamput
    * Pitkä käyttöikä - jopa 11 vuotta jatkuvaa käyttöä
    * Erittäin kestävä resurssi - ei pelkää tärinää ja iskuja
    * Suuri valikoima värejä
    * Kyky työskennellä alhainen jännite
    * Ympäristö- ja paloturvallisuus - myrkyllisten aineiden puuttuminen LEDeissä. LEDit eivät kuumene, mikä estää tulipalon.

LED-merkintä

Riisi. 1. 5 mm LED-merkkivalojen muotoilu

Heijastimeen on sijoitettu LED-kide. Tämä heijastin asettaa alkuperäisen sirontakulman.
Valo kulkee sitten epoksihartsikotelon läpi. Se saavuttaa linssin - ja sitten se alkaa levitä sivuille kulmassa linssin suunnittelusta riippuen, käytännössä - 5 - 160 astetta.

Säteilevät LEDit voidaan jakaa kahteen suureen ryhmään: näkyvän säteilyn LEDit ja infrapuna-LEDit (IR). Ensimmäisiä käytetään indikaattoreina ja valonlähteinä, jälkimmäisiä - kauko-ohjainlaitteissa, IR-lähetin-vastaanottimissa ja antureissa.
Valodiodit on merkitty värikoodilla (taulukko 1). Ensin sinun on määritettävä LED-tyyppi sen kotelon suunnittelun perusteella (kuva 1) ja selvennettävä se sitten värimerkinnällä taulukon mukaisesti.

Riisi. 2. LED-koteloiden tyypit

LED värit

LEDejä on lähes kaikissa väreissä: punainen, oranssi, keltainen, keltainen, vihreä, sininen ja valkoinen. Sininen ja valkoinen LED on hieman kalliimpi kuin muut värit.
LEDien väri määräytyy puolijohdemateriaalin tyypin mukaan, josta ne on valmistettu, ei niiden kotelon muovin värin mukaan. Minkä tahansa väriset LEDit tulevat värittömässä kotelossa, jolloin väri voidaan tunnistaa vain kytkemällä se päälle ...

Pöytä 1. LED-merkintä

Moniväriset LEDit

Monivärinen LED on järjestetty yksinkertaisesti, yleensä se on punainen ja vihreä yhdistettynä yhdeksi koteloksi, jossa on kolme jalkaa. Muuttamalla kunkin kiteen kirkkautta tai pulssien lukumäärää voit saavuttaa erilaisia ​​hehkun värejä.

LEDit on kytketty virtalähteeseen, anodi plussaan, katodi miinukseen. LEDin miinus (katodi) on yleensä merkitty pienellä kotelon leikkauksella tai lyhyemmällä johdolla, mutta poikkeuksiakin on, joten on parempi selvittää tämä seikka tekniset tiedot erityinen LED.

Näiden merkkien puuttuessa napaisuus voidaan määrittää myös empiirisesti kytkemällä LED hetkeksi syöttöjännitteeseen sopivan vastuksen kautta. Tämä ei kuitenkaan ole paras tapa määrittää napaisuutta. Lisäksi on mahdotonta määrittää napaisuutta "poke-menetelmällä" ilman virtaa rajoittavaa vastusta, jotta vältettäisiin LEDin lämpövaurio tai sen käyttöiän jyrkkä lyheneminen. Nopeaa testausta varten vastus, jonka nimellisvastus on 1 kΩ, sopii useimpiin LEDeihin, jos jännite on 12 V tai vähemmän.

Sinun tulee välittömästi varoittaa: et saa suunnata LED-sädettä suoraan silmään (eikä ystävän silmään) lähietäisyydeltä, koska se voi vahingoittaa näköäsi.

Syöttöjännite

LEDien kaksi pääominaisuutta ovat jännitehäviö ja virta. Yleensä LEDit on mitoitettu 20 mA:lle, mutta poikkeuksiakin on, esimerkiksi nelisiruiset LEDit ovat yleensä 80 mA, koska yksi LED-paketti sisältää neljä puolijohdekitettä, joista jokainen kuluttaa 20 mA. Jokaiselle LEDille on sallitut syöttöjännitteen Umax ja Umaxrev arvot (vastaavasti suoralle ja käänteiselle kytkennälle). Kun jännitteet ylittävät nämä arvot, tapahtuu sähkökatkos, jonka seurauksena LED epäonnistuu. Myös syöttöjännitteen Umin minimiarvo, jossa LED palaa. Umin ja Umax välistä syöttöjännitealuetta kutsutaan "työskentelyalueeksi", koska siellä LEDin toiminta varmistetaan.

Syöttöjännite - LEDin parametri ei ole käytettävissä. LEDeillä ei ole tätä ominaisuutta, joten et voi liittää LEDejä suoraan virtalähteeseen. Tärkeintä on, että jännite, josta (vastuksen kautta) LED saa virtaa, tulee olla suurempi kuin LEDin tasajännitehäviö (tasajännitehäviö näkyy ominaisuudessa syöttöjännitteen sijaan ja tavanomaisissa merkkivaloissa se vaihtelee keskimäärin 1,8 - 3,6 volttia).
LEDien pakkauksessa ilmoitettu jännite ei ole syöttöjännite. Tämä on jännitehäviö LEDin yli. Tätä arvoa tarvitaan jäljellä olevan jännitteen laskemiseen, joka "ei pudonnut" LEDissä, joka osallistuu virranrajoitusvastuksen resistanssin laskentakaavaan, koska sitä on säädettävä.
Syöttöjännitteen muuttaminen vain yhdellä kymmenesosalla voltilla ehdollisessa LEDissä (1,9 voltista 2 volttiin) lisää 50 prosenttia LEDin läpi kulkevaa virtaa (20:stä 30 milliampeeriin).

Jokaiselle samanarvoisen LED-valon kohdalla sille sopiva jännite voi olla erilainen. Kytkemällä päälle useita samanarvoisia LEDejä rinnakkain ja kytkemällä ne esimerkiksi 2 voltin jännitteeseen, vaarana on, että jotkin kopiot poltetaan nopeasti ja muut alivalaistaan ​​ominaisuuksien leviämisen vuoksi. Siksi LED-valoa kytkettäessä on tarpeen valvoa ei jännitettä, vaan virtaa.

LEDin virran määrä on pääparametri, ja se on yleensä 10 tai 20 milliampeeria. Sillä ei ole väliä mikä jännitys on. Tärkeintä on, että LED-piirissä kulkeva virta vastaa LEDin nimellisvirtaa. Ja virtaa säätelee sarjaan kytketty vastus, jonka arvo lasketaan kaavalla:

R
Upit on virtalähteen jännite voltteina.
Alas- suora jännitehäviö LEDin yli voltteina (ilmoitettu teknisissä tiedoissa ja on yleensä noin 2 volttia). Kun useita LEDejä kytketään päälle sarjaan, jännitehäviöiden suuruudet summautuvat.
minä- LEDin suurin eteenpäin suuntautuva virta ampeereina (ilmoitettu ominaisuuksissa ja on yleensä joko 10 tai 20 milliampeeria, eli 0,01 tai 0,02 ampeeria). Kun useita LEDejä on kytketty sarjaan, myötävirta ei kasva.
0,75 on LEDin luotettavuustekijä.

Älä myöskään unohda vastuksen tehoa. Voit laskea tehon kaavalla:

P on vastuksen teho watteina.
Upit- teholähteen tehollinen (tehollinen, rms) jännite voltteina.
Alas- suora jännitehäviö LEDin yli voltteina (ilmoitettu teknisissä tiedoissa ja on yleensä noin 2 volttia). Kun useita LEDejä kytketään päälle sarjaan, jännitehäviöiden suuruudet summautuvat. .
R on vastuksen resistanssi ohmeina.

Virranrajoitusvastuksen ja sen tehon laskenta yhdelle LEDille

LEDien tyypillisiä ominaisuuksia

Valkoisen merkkivalon tyypilliset parametrit: virta 20 mA, jännite 3,2 V. Sen teho on siis 0,06 W.

Myös pienitehoiset LEDit ovat pinta-asennettavia - SMD. Ne valaisevat matkapuhelimesi painikkeet, näytön näytön, jos se on LED-taustavalaistu, niistä valmistetaan koristeellisia LED-nauhoja itseliimautuvilla pohjalla ja paljon muuta. Tavallisimpia tyyppejä on kaksi: SMD 3528 ja SMD 5050. Edellisessä on sama kristalli kuin merkkivalot johtimilla, eli sen teho on 0,06 W. Mutta toinen - kolme tällaista kristallia, joten sitä ei voi enää kutsua LEDiksi - tämä on LED-kokoonpano. On tapana kutsua SMD 5050 LEDejä, mutta tämä ei ole täysin oikein. Nämä ovat kokoonpanoja. Niiden kokonaisteho on vastaavasti 0,2 wattia.
LEDin käyttöjännite riippuu puolijohdemateriaalista, josta se on valmistettu, vastaavasti LEDin värin ja sen käyttöjännitteen välillä on suhde.

LED-jännitehäviötaulukko väristä riippuen

Jännitehäviön suuruuden perusteella testattaessa LEDejä yleismittarilla voit määrittää LED-hehkun likimääräisen värin taulukon mukaan.

LEDien sarja- ja rinnakkaiskytkentä

Kun LEDit kytketään sarjaan, rajoitusvastuksen resistanssi lasketaan samalla tavalla kuin yhdellä LEDillä, vain kaikkien LEDien jännitehäviöt lasketaan yhteen kaavan mukaan:

Kun kytket LEDit sarjaan, on tärkeää tietää, että kaikkien seppeleessä käytettävien LEDien on oltava samaa merkkiä. Tätä lausuntoa ei pidä ottaa sääntönä, vaan lakina.

Jotta saat selville, mikä on seppeleessä käytettävissä olevien LEDien enimmäismäärä, sinun tulee käyttää kaavaa

    * Nmax - suurin sallittu LED-määrä seppeleessä
    * Upit - Virtalähteen, kuten pariston tai akun, jännite. Voltteina.
    * Upr - LEDin suorajännite otettu sen passin ominaisuuksista (yleensä välillä 2-4 volttia). Voltteina.
    * Kun lämpötila muuttuu ja LED vanhenee, Upr voi nousta. Coeff. 1.5 antaa marginaalin tällaiseen tapaukseen.

Tässä laskennassa "N" voi olla murto-osa, kuten 5,8. Luonnollisesti et voi käyttää 5,8 LEDiä, joten luvun murto-osa tulee hylätä, jolloin jäljelle jää vain kokonaisluku, eli 5.

LEDien sarjakytkennän rajoitusvastus lasketaan samalla tavalla kuin yksittäiselle kytkennälle. Mutta kaavoihin lisätään vielä yksi muuttuja "N" - seppeleen LEDien lukumäärä. On erittäin tärkeää, että seppeleen LEDien lukumäärä on pienempi tai yhtä suuri kuin "Nmax" - suurin sallittu LED-määrä. Yleensä seuraavan ehdon on täytyttävä: N =

Kaikki muut laskelmat suoritetaan samalla tavalla kuin vastuksen laskeminen, kun LED sytytetään yksin.

Jos syöttöjännite ei riitä edes kahdelle sarjaan kytketylle LEDille, tulee jokaisella LEDillä olla oma rajoitusvastus.

LEDien rinnakkaiskytkentä yhteisellä vastuksella on huono idea. Pääsääntöisesti LEDeillä on eri parametreja, jokainen vaatii hieman erilaisia ​​jännitteitä, mikä tekee tällaisesta kytkennästä käytännössä toimimattoman. Yksi diodeista hehkuu kirkkaammin ja ottaa enemmän virtaa, kunnes se epäonnistuu. Tällainen yhteys nopeuttaa suuresti LED-kiteen luonnollista hajoamista. Jos LEDit on kytketty rinnan, jokaisella LEDillä on oltava oma rajoitusvastus.

LEDien sarjakytkentä on edullinen myös teholähteen taloudellisen kulutuksen kannalta: koko sarjapiiri kuluttaa täsmälleen yhtä paljon virtaa kuin yksi LED. Ja kun ne on kytketty rinnan, virta on yhtä monta kertaa suurempi kuin kuinka monta rinnakkaista LEDiä meillä on.

Rajoitusvastuksen laskeminen sarjaan kytketyille LEDeille on yhtä yksinkertaista kuin yksittäiselle. Summaamme yksinkertaisesti kaikkien LEDien jännitteet, vähennämme tuloksena saadun summan virtalähteen jännitteestä (tämä on vastuksen jännitehäviö) ja jaamme LEDien virralla (yleensä 15 - 20 mA).

Ja jos meillä on paljon LEDejä, useita kymmeniä, ja virtalähde ei salli meidän kytkeä niitä kaikkia sarjaan (ei tarpeeksi jännitettä)? Sitten määritämme virtalähteen jännitteen perusteella, kuinka monta LEDiä voimme kytkeä sarjaan. Esimerkiksi 12 voltille nämä ovat 5 kahden voltin LEDiä. Miksei 6? Mutta loppujen lopuksi jotain täytyy myös pudota rajoitusvastukseen. Tässä on loput 2 volttia (12 - 5x2) ja ota ne laskelmaan. 15 mA:n virralla resistanssi on 2/0,015 = 133 ohmia. Lähin standardi on 150 ohmia. Mutta tällaisia ​​viiden ledin ja vastuksen ketjuja voimme jo kytkeä niin monta kuin haluamme.Tätä menetelmää kutsutaan rinnakkaissarjakytkennäksi.

Jos LEDejä on eri merkkisiä, yhdistämme ne siten, että jokaisessa haarassa on vain YKSI tyyppisiä (tai samalla käyttövirralla) LEDejä. Tässä tapauksessa ei tarvitse tarkkailla samaa jännitettä, koska laskemme oman resistanssimme jokaiselle haaralle.

Harkitse seuraavaksi stabiloitua LED-kytkentäpiiriä. Kosketaanpa virran stabilisaattorin valmistusta. Siellä on KR142EN12-siru (LM317:n ulkomainen analogi), jonka avulla voit rakentaa hyvin yksinkertaisen virran stabilisaattorin. LEDin kytkemiseksi (katso kuva) resistanssiarvo lasketaan R = 1,2 / I (1,2 - jännitehäviö, ei stabilointia) Eli 20 mA virralla R = 1,2 / 0,02 = 60 ohmia. Stabilisaattorit on suunniteltu enintään 35 voltin jännitteelle. On parempi olla rasittamatta niitä tällä tavalla ja käyttää enintään 20 volttia. Tällä sisällytyksellä, esimerkiksi valkoisella 3,3 voltin LEDillä, on mahdollista syöttää jännite stabilointilaitteeseen 4,5 - 20 volttia, kun taas LEDin virta vastaa vakioarvoa 20 mA. 20 V:n jännitteellä havaitsemme, että 5 valkoista LEDiä voidaan kytkeä sarjaan tällaiseen stabilisaattoriin, huolehtimatta kunkin niistä jännitteestä, virtapiirissä virtaa 20 mA (ylijännite sammuu stabilisaattorissa ).

Tärkeä! Laitteessa, jossa on suuri määrä LED-valoja, virtaa suuri virta. Tällaisen laitteen kytkeminen päälle kytkettyyn virtalähteeseen on ehdottomasti kielletty. Tässä tapauksessa kytkentäpisteessä syntyy kipinä, mikä johtaa suuren virtapulssin ilmaantuvuuteen piiriin. Tämä pulssi poistaa käytöstä LEDit (etenkin siniset ja valkoiset). Jos LEDit toimivat dynaamisessa tilassa (jatkuvasti päällä, sammuvat ja vilkkuvat) ja tämä tila perustuu releen käyttöön, releen koskettimien kipinät tulisi sulkea pois.

Jokainen ketju tulee koota samojen parametrien ja saman valmistajan LEDeistä.
Myös tärkeä! Ympäristön lämpötilan muutos vaikuttaa kiteen läpi kulkevaan virtaan. Siksi laite on toivottavaa valmistaa siten, että LEDin läpi kulkeva virta ei ole 20 mA, vaan 17-18 mA. Kirkkauden menetys on merkityksetön, mutta pitkä käyttöikä on taattu.

Kuinka saada virtaa LEDille 220 V verkosta.

Näyttää siltä, ​​​​että kaikki on yksinkertaista: laitamme vastuksen sarjaan, ja siinä se. Mutta sinun on muistettava yksi LED-valon tärkeä ominaisuus: suurin sallittu käänteinen jännite. Useimmissa LEDeissä on noin 20 volttia. Ja kun liität sen verkkoon käänteisellä polariteetilla (virta on vaihtuva, puoli jaksoa menee yhteen suuntaan ja toinen puoli menee vastakkaiseen suuntaan), siihen sovelletaan verkon koko amplitudijännitettä - 315 volttia! Mistä tällainen hahmo tulee? 220 V on tehollinen jännite, kun taas amplitudi on (juuri 2) \u003d 1,41 kertaa enemmän.
Siksi LEDin säästämiseksi sinun on asetettava sen kanssa sarjaan diodi, joka ei päästä käänteistä jännitettä siihen.

Toinen vaihtoehto LEDin liittämiseksi verkkoon 220v:

Tai laita kaksi LEDiä peräkkäin.

Sammutusvastuksella varustettu verkkovirtavaihtoehto ei ole optimaalisin: vastuksesta vapautuu merkittävää tehoa. Itse asiassa, jos käytämme 24 kΩ vastusta (maksimivirta 13 mA), siihen haihtunut teho on noin 3 wattia. Voit vähentää sitä puoleen kytkemällä diodin päälle sarjassa (silloin lämpöä vapautuu vain yhden puolijakson aikana). Diodin on oltava vähintään 400 V:n käänteisjännitteelle. Kun kytket päälle kaksi vasta-LEDiä (yhdessä tapauksessa on jopa sellaisia, joissa on kaksi kristallia, yleensä erivärisiä, yksi kide on punainen, toinen vihreä), voi laittaa kaksi kahden watin vastusta, joista kummankin vastus on kaksi kertaa pienempi.
Teen varauksen, että käyttämällä korkearesistanssia (esimerkiksi 200 kOhm) voit kytkeä LEDin päälle ilman suojadiodia. Käänteinen läpilyöntivirta on liian pieni aiheuttamaan kiteiden tuhoutumista. Kirkkaus on tietysti hyvin pieni, mutta esimerkiksi makuuhuoneen kytkimen valaisemiseen pimeässä se riittää.
Koska verkkovirta on vaihtuva, on mahdollista välttää tarpeetonta sähkön tuhlausta ilman lämmittämiseen rajoittavalla vastuksella. Sen roolia voi pelata kondensaattori, joka kulkee vaihtovirtaa lämpenemättä. Miksi näin on, on erillinen kysymys, pohditaan sitä myöhemmin. Nyt meidän on tiedettävä, että jotta kondensaattori voi kulkea vaihtovirtaa, verkon molempien puolijaksojen on välttämättä kuljettava sen läpi. Mutta LED johtaa virtaa vain yhteen suuntaan. Joten laitamme tavallisen diodin (tai toisen LEDin) LEDin rinnalle, ja se ohittaa toisen puolijakson.

Mutta nyt olemme kytkeneet piirimme irti verkosta. Kondensaattoriin jäi jonkin verran jännitettä (täyteen amplitudiin asti, jos muistamme, 315 V). Vahingon sähköiskun välttämiseksi tarjoamme kondensaattorin rinnalle arvokkaan purkausvastuksen (jotta normaalikäytössä sen läpi kulkee pieni virta, joka ei aiheuta sen kuumenemista), joka verkosta irrotettuna , purkaa kondensaattorin sekunnin murto-osassa. Ja pulssilatausvirralta suojaamiseksi laitamme myös matalaresistanssisen vastuksen. Sillä on myös sulakkeen rooli, joka palaa välittömästi, jos kondensaattori hajoaa vahingossa (mikään ei kestä ikuisesti, ja tämä myös tapahtuu).

Kondensaattorin tulee olla vähintään 400 volttia tai erityinen vähintään 250 voltin vaihtovirtapiireille.
Ja jos haluamme tehdä LED-lamppujen useista ledeista? Laitamme ne kaikki päälle sarjassa, vastaantuleva diodi riittää yhdelle ollenkaan.

Diodi on suunniteltava virralle, joka on vähintään LEDien läpi kulkeva virta, käänteinen jännite - vähintään LEDien jännitteen summa. Vielä parempi, ota parillinen määrä LED-valoja ja kytke ne päälle vastakkaisesti.

Kuvassa jokaiseen ketjuun on piirretty kolme LEDiä, itse asiassa niitä voi olla yli tusina.
Kuinka laskea kondensaattori? 315 V verkon amplitudijännitteestä vähennämme LEDien jännitehäviön summan (esimerkiksi kolmelle valkoiselle tämä on noin 12 volttia). Saamme jännitehäviön kondensaattorin yli Up \u003d 303 V. Kapasitanssi mikrofaradeissa on (4,45 * I) / Up, missä I on vaadittu virta LEDien läpi milliampeerina. Meidän tapauksessamme 20 mA:lla kapasitanssi on (4,45 * 20) / 303 = 89/303 ~ = 0,3 uF. Voit laittaa kaksi 0.15uF (150nF) kondensaattoria rinnakkain.

Yleisimmät virheet LEDien kytkemisessä

1. LEDin kytkeminen suoraan virtalähteeseen ilman virranrajoitinta (vastus tai erityinen ohjainsiru). Keskusteltu edellä. LED vioittuu nopeasti huonosti säädetyn virran määrän vuoksi.

2. Rinnakkain kytkettyjen LEDien kytkeminen yhteiseen vastukseen. Ensinnäkin, johtuen parametrien mahdollisesta hajaantumisesta, LEDit syttyvät eri kirkkaudella. Toiseksi, ja vielä tärkeämpää, jos yksi LED-valoista epäonnistuu, toisen virta kaksinkertaistuu ja se voi myös palaa. Jos käytetään yhtä vastusta, on tarkoituksenmukaisempaa kytkeä LEDit sarjaan. Sitten vastusta laskettaessa jätämme virran ennalleen (esimerkiksi 10 mA) ja lisäämme LEDien myötäjännitehäviön (esimerkiksi 1,8 V + 2,1 V = 3,9 V).

3. LEDien kytkeminen päälle sarjassa, suunniteltu eri virroille. Tässä tapauksessa yksi LED-valoista joko kuluu tai hehkuu himmeästi - riippuen rajoitusvastuksen nykyisestä asetuksesta.

4. Riittämättömän vastuksen asennus. Tämän seurauksena LEDin läpi kulkeva virta on liian suuri. Koska osa energiasta muuttuu lämmöksi kidehilan vikojen takia, siitä tulee liikaa suurilla virroilla. Kide ylikuumenee, minkä seurauksena sen käyttöikä lyhenee merkittävästi. Vielä suuremmalla virran yliarvioinnilla p-n-liitosalueen lämpenemisen vuoksi sisäinen kvanttituotto laskee, LED-valon kirkkaus laskee (tämä on erityisen havaittavissa punaisilla LEDeillä) ja kide alkaa hajota katastrofaalisesti.

5. LEDin kytkeminen verkkovirtaan (esim. 220 V) ilman toimenpiteitä käänteisen jännitteen rajoittamiseksi. Useimpien LEDien käänteinen jänniteraja on noin 2 volttia, kun taas käänteinen puolijaksojännite, kun LED on sammutettu, luo siihen jännitehäviön, joka on yhtä suuri kuin syöttöjännite. On olemassa monia erilaisia ​​järjestelmiä, jotka sulkevat pois käänteisen jännitteen tuhoavan vaikutuksen. Yksinkertaisinta käsitellään edellä.

6. Riittämättömän tehon vastuksen asennus. Tämän seurauksena vastus kuumenee hyvin ja alkaa sulattaa sitä koskettavien johtojen eristystä. Sitten maali palaa sen päälle ja lopulta se romahtaa korkean lämpötilan vaikutuksesta. Vastus ei voi kivuttomasti haihduttaa enempää kuin teho, jolle se on suunniteltu.

Vilkkuvat LEDit

Vilkkuva LED (MSD) on LED, jossa on sisäänrakennettu integroitu pulssigeneraattori, jonka välähdystaajuus on 1,5-3 Hz.
Kompaktuudesta huolimatta vilkkuva LED sisältää puolijohdesirugeneraattorin ja joitain lisäelementtejä. On myös syytä huomata, että vilkkuva LED on melko monipuolinen - tällaisen LEDin syöttöjännite voi vaihdella 3 - 14 volttia korkeajännitteisille ja 1,8 - 5 voltille pienjännitteisille näytteille.

Vilkkuvan set-diodin tunnusomaiset ominaisuudet:

    Pieni koko
    Kompakti valomerkkilaite
    Laaja syöttöjännitealue (jopa 14 volttia)
    Säteilyn eri väri.

Joihinkin vilkkuvien LEDien muunnelmiin voidaan rakentaa useita (yleensä 3) monivärisiä LEDejä eri välähdysväleillä.
Vilkkuvien LEDien käyttö on perusteltua kompakteissa laitteissa, joissa on korkeat vaatimukset radioelementtien mitoille ja virtalähteelle - vilkkuvat LEDit ovat erittäin taloudellisia, koska MSD-elektroniikkapiiri on tehty MOS-rakenteille. Vilkkuva LED voi helposti korvata koko toiminnallisen yksikön.

Vilkkuvan LED-valon ehdollinen graafinen merkintä piirikaaviot ei eroa tavanomaisen LEDin merkinnästä, paitsi että nuolien viivat ovat katkoviivaisia ​​ja symboloivat LEDin vilkkuvia ominaisuuksia.

Jos katsot vilkkuvan LEDin läpinäkyvän kotelon läpi, huomaat, että se koostuu rakenteellisesti kahdesta osasta. Katodin (negatiivinen napa) pohjalle asetetaan valodiodikide.
Oskillaattorisiru sijaitsee anodiliittimen pohjassa.
Kolmen kultalangan hyppyjohtimen avulla yhdistetään kaikki tämän yhdistetyn laitteen osat.

MSD on helppo erottaa perinteisestä LEDistä sen ulkonäön perusteella katsomalla sen koteloa valon läpi. MSD:n sisällä on kaksi suunnilleen samankokoista alustaa. Ensimmäisessä niistä on harvinaisen maametallin metalliseoksesta valmistettu kiteinen valosäteilijäkuutio.
Parabolista alumiiniheijastinta (2) käytetään lisäämään valovirtaa, tarkentamaan ja muotoilemaan säteilykuviota. MSD:ssä se on halkaisijaltaan hieman pienempi kuin tavanomaisessa LEDissä, koska pakkauksen toinen osa on peitetty integroidulla piirillä (3) varustetulla alustalla.
Molemmat substraatit on kytketty sähköisesti toisiinsa kahdella kultalangalla (4). MSD-runko (5) on valmistettu mattapintaisesta valoa sirottavasta muovista tai läpinäkyvästä muovista.
MSD:n emitteri ei sijaitse rungon symmetria-akselilla, joten tasaisen valaistuksen varmistamiseksi käytetään useimmiten monoliittista värillistä hajavalonohjainta. Läpinäkyvä kotelo löytyy vain halkaisijaltaan suurista TULE-sairauksista, joilla on kapea säteilykuvio.

Oskillaattorisiru koostuu suurtaajuisesta pääoskillaattorista - se toimii jatkuvasti - sen taajuus vaihtelee eri arvioiden mukaan noin 100 kHz. Yhdessä RF-generaattorin kanssa toimii logiikkaelementtien jakaja, joka jakaa korkean taajuuden arvoon 1,5-3 Hz. Korkeataajuisen generaattorin käyttö taajuudenjakajan yhteydessä johtuu siitä, että matalataajuisen generaattorin toteuttaminen edellyttää suuren kapasitanssin omaavan kondensaattorin käyttöä ajoituspiirissä.

Korkean taajuuden saattamiseksi arvoon 1-3 Hz käytetään loogisten elementtien jakajia, jotka on helppo sijoittaa pienelle puolijohdekiteen alueelle.
Master RF -oskillaattorin ja jakajan lisäksi puolijohdesubstraatille tehdään elektroninen avain ja suojadiodi. Vilkkuville LEDeille, jotka on suunniteltu 3-12 voltin syöttöjännitteelle, on myös sisäänrakennettu rajoitusvastus. Pienjännitteisissä MSD-levyissä ei ole rajoitusvastusta, vaan tarvitaan suojaava diodi, joka estää mikropiirin vaurioitumisen, kun virta vaihdetaan.

Korkeajännitteisten MSD-laitteiden luotettavaa ja pitkäaikaista käyttöä varten on toivottavaa rajoittaa syöttöjännite 9 volttiin. Jännitteen kasvaessa MSD:n hajotettu teho kasvaa ja sen seurauksena puolijohdekiteen kuumeneminen. Ajan mittaan liiallinen kuumuus voi saada vilkkuvan LEDin heikkenemään nopeasti.

Voit turvallisesti tarkistaa vilkkuvan LEDin huollon käyttämällä 4,5 voltin akkua ja LEDin kanssa sarjaan kytkettyä 51 ohmin vastusta, jonka teho on vähintään 0,25 wattia.

IR-diodin kunto voidaan tarkistaa matkapuhelimen kameralla.
Kytkemme kameran päälle kuvaustilassa, kiinnitämme laitteen diodin (esimerkiksi kaukosäätimen), painamme kaukosäätimen painikkeita, toimivan IR-diodin tulisi tässä tapauksessa vilkkua.

Lopuksi, sinun tulee kiinnittää huomiota sellaisiin ongelmiin kuin LEDien juottaminen ja asennus. Nämä ovat myös erittäin tärkeitä asioita, jotka vaikuttavat niiden elinkelpoisuuteen.
LEDit ja mikropiirit pelkäävät staattista sähköä, väärää liitäntää ja ylikuumenemista, näiden osien juottamisen tulisi olla mahdollisimman nopeaa. Käytä pienitehoista juotoskolvia, jonka kärjen lämpötila on enintään 260 astetta ja juotos kestää enintään 3-5 sekuntia (valmistajan suositukset). Ei ole tarpeetonta käyttää lääketieteellisiä pinsettejä juotettaessa. LED viedään pinseteillä korkeammalle runkoon, mikä tarjoaa lisälämmönpoistoa kiteestä juottamisen aikana.
LEDin jalat tulee taivuttaa pienellä säteellä (jotta ne eivät katkea). Monimutkaisten käyrien seurauksena kotelon pohjassa olevien jalkojen tulee pysyä tehdasasennossa ja olla yhdensuuntaisia ​​eikä jännittyneitä (muuten se väsyy ja kristalli putoaa jaloista).