הדלק תקין של LED. חיבור נכון של נוריות LED 3.7 וולט

אני מציע לפי שיקול דעתך שלוש גרסאות של מעגלי פנס LED חזקים בבת אחת, שבהם אני משתמש כבר הרבה זמן, ובאופן אישי אני די מרוצה מהבהירות של הזוהר ומשך העבודה (בחיים האמיתיים, טעינה אחת היא מספיק לי לחודש של שימוש - כלומר הלכתי, קצצתי עצי הסקה או הלכתי לאנשהו). ה-LED שימש בכל המעגלים בהספק של 3 וואט. ההבדל הוא רק בצבע הזוהר (לבן חם או לבן קר), אבל באופן אישי נראה לי שלבן קר זורח יותר, ולבן חם נעים יותר לקריאה, כלומר קליט לעין, ולכן הבחירה היא שלך.

הגרסה הראשונה של מעגל הפנס

בבדיקות, המעגל הזה הראה יציבות מדהימה בתוך מתח האספקה של 3.7-14 וולט (אך שימו לב שהיעילות יורדת עם עליית המתח). כפי שקבעתי 3.7 וולט במוצא, זה היה כך בכל טווח המתח (הגדרנו את מתח המוצא עם הנגד R3, כאשר ההתנגדות הזו יורדת, מתח המוצא עולה, אבל אני לא ממליץ לך להפחית אותו יותר מדי, אם אתה מתנסה, חשב את הזרם המרבי ב-LED1 ואת המתח המרבי בשנייה). אם נזין את המעגל הזה מסוללות Li-ion, אז היעילות היא בערך 87-95%. תשאל, מדוע אם כן הוציא PWM? אם אתה לא מאמין לי, בדוק את זה בעצמך.

ביעילות של 4.2 וולט = 87%. ביעילות של 3.8 וולט = 95%. P=U*I

ה-LED צורכת 0.7A ב-3.7 וולט, כלומר 0.7 * 3.7 = 2.59 W, מפחיתים את המתח של סוללה טעונה ומכפילים בצריכת הזרם: (4.2 - 3.7) * 0.7 = 0.35W. עכשיו בואו נגלה את היעילות: (100/(2.59+0.37)) * 2.59 = 87.5%. וחצי אחוז לחימום החלקים והמסלולים הנותרים. קבל C2 - התחלה רכה להדלקה בטוחה של הנורית והגנה מפני הפרעות. הקפד להתקין LED חזק על רדיאטור, השתמשתי ברדיאטור אחד מאספקת חשמל למחשב. מיקום חלקים:

טרנזיסטור הפלט לא צריך לגעת בקיר המתכת האחורי ללוח, לשים נייר ביניהם או לצייר ציור של הלוח על דף מחברת ולהפוך אותו לזה של הצד השני של הגיליון. כדי להפעיל את פנס הלד השתמשתי בשתי סוללות Li-ion מסוללת מחשב נייד, אבל בהחלט אפשרי להשתמש בסוללות טלפון, רצוי שהזרם הכולל שלהן יהיה 5-10A*h (אנחנו מתחברים במקביל).

בואו נמשיך לגרסה השנייה של מנורת הדיודה

מכרתי את הפנס הראשון והרגשתי שבלעדיו זה קצת מעצבן בלילה, ואין פרטים שיחזרו על הסכמה הקודמת, אז הייתי צריך לאלתר ממה שהיה באותו רגע, כלומר: KT819, KT315 ו-KT361. כן, גם על פרטים כאלה, אפשר להרכיב מייצב מתח נמוך, אבל עם הפסדים מעט גבוהים יותר. התכנית דומה לקודמת, אבל בתכנית זו הכל הפוך. קבל C4 כאן גם מספק מתח בצורה חלקה. ההבדל הוא שכאן טרנזיסטור המוצא פתוח עם הנגד R1 ו-KT315 סוגר אותו למתח מסוים, בעוד שבמעגל הקודם טרנזיסטור המוצא סגור ונפתח שני. מיקום חלקים:

השתמשתי בה במשך כחצי שנה, עד שהעדשה נסדקה, וגרמה נזק למגעים בתוך הנורית. הוא עדיין עבד, אבל רק שלושה תאים מתוך שישה. לכן, עזבתי במתנה :) עכשיו אני אגיד לך למה ייצוב כל כך טוב באמצעות LED נוסף. למי שמעוניין, קראנו אותו, זה יכול להיות שימושי בתכנון מייצבי מתח נמוך, או שאנחנו מדלגים עליו ונעבור לאופציה האחרונה.

אז נתחיל בייצוב טמפרטורה, מי שערך את הניסויים יודע כמה זה חשוב בחורף או בקיץ. אז, בשני הפנסים החזקים הללו, פועלת המערכת הבאה: ככל שהטמפרטורה עולה, ערוץ המוליכים למחצה גדל, ומאפשר לעבור יותר אלקטרונים מהרגיל, כך שנראה שהתנגדות הערוץ יורדת ולכן הזרם העובר עולה, שכן אותה מערכת פועלת על כל המוליכים למחצה, הזרם דרך LED גדל גם על ידי סגירת כל הטרנזיסטורים לרמה מסוימת, כלומר, מתח ייצוב (ניסויים בוצעו בטווח הטמפרטורות של -21 ... +50 מעלות צלזיוס). אספתי הרבה מעגלי מייצב באינטרנט ותהיתי "איך אפשר לעשות טעויות כאלה!" מישהו אפילו המליץ על תוכנית משלו להפעלת הלייזר, שבה 5 מעלות של עליית טמפרטורה הכינה את הלייזר לפליטה, אז קחו בחשבון גם את הניואנס הזה!

עכשיו לגבי ה-LED עצמו. כל מי ששיחק עם מתח האספקה של נוריות יודע שככל שהוא עולה, גם צריכת הזרם עולה בחדות. לכן, עם שינוי קל במתח המוצא של המייצב, הטרנזיסטור (KT361) מגיב פעמים רבות יותר מאשר עם מחלק נגד פשוט (שדורש רווח רציני), אשר פותר את כל הבעיות של מייצבי מתח נמוך ומפחית את מספר חלקים.

הגרסה השלישית של מנורת LED

הבה נמשיך לתכנית האחרונה שנחשבה והשתמשה בי עד היום. היעילות גדולה יותר מאשר בסכימות קודמות, ובהירות הזוהר גבוהה יותר, ובאופן טבעי, קניתי עדשת פוקוס נוספת ל-LED, ויש כבר 4 סוללות, המשתווה בערך לקיבולת של 14A * שעה. דוא"ל ראשי. תָכְנִית:

המעגל די פשוט ומורכב בעיצוב SMD, אין LED וטרנזיסטורים נוספים שצורכים עודף זרם. לייצוב, נעשה שימוש ב-TL431 וזה די מספיק, היעילות כאן היא בין 88 - 99%, אם אתה לא מאמין בזה, ספור את זה. תמונה של המכשיר המוגמר תוצרת בית:

כן, אגב, לגבי הבהירות, כאן אפשרתי 3.9 וולט במוצא המעגל ומשתמש בו כבר יותר משנה, הלד עדיין חי, רק הרדיאטור מתחמם מעט. אבל מי שרוצה יכול להגדיר לעצמו מתח אספקה נמוך יותר על ידי בחירת נגדי המוצא R2 ו-R3 (אני ממליץ לך לעשות זאת על מנורת ליבון, כאשר אתה מקבל את התוצאה שאתה צריך, חבר את LED). תודה על תשומת הלב, לטי לשה (סטפנוב אלכסיי) היה איתך.

דנו במאמר פנסי LED חזקים

בואו נסתכל על מוצרי LED, החל מנורות LED הישנות בגודל 5 מ"מ ועד לנוריות LED בהספק גבוה במיוחד עד 10W.

כדי לבחור את הפנס "הנכון" לצרכים שלך, אתה צריך להבין איזה סוג של פנסי LED הם ואת המאפיינים שלהם.

באילו דיודות משתמשים בפנסים?

נורות LED חזקות התחילו במכשירים עם מטריצה של 5 מ"מ.

פנסי לד בעיצובים שונים לחלוטין, מכיס ועד קמפינג, הפכו נפוצים באמצע שנות ה-2000. המחיר שלהם ירד משמעותית, והבהירות וחיי הסוללה הארוכים שיחקו תפקיד.

נוריות LED לבנות אולטרה-בהירות בגודל 5 מ"מ שואבות זרם של 20 עד 50 mA במפלת מתח של 3.2-3.4 וולט. עוצמת אור - 800 mcd.

הם מראים את עצמם היטב בפנסים מיניאטוריים-תכשיטים. הגודל הקטן מאפשר לך לשאת איתך פנס כזה. הם מופעלים על ידי סוללות "מיני אצבע", או מכמה "כדורים" עגולים. משמש לעתים קרובות במציתים עם פנס.

אלו הן הלדים שהותקנו בפנסים סיניים כבר שנים רבות, אך גילם הולך ופוחת.

באורות חיפוש עם רפלקטור גדול, אפשר להרכיב עשרות דיודות כאלה, אבל פתרונות כאלה הולכים ודועכים ברקע, והבחירה של הקונים נופלת לטובת אורות על נורות לד חזקות מסוג Cree.

אור חיפוש עם נוריות LED בגודל 5 מ"מ

פנסים אלה פועלים על סוללות AA, AAA או נטענות. הם זולים ומאבדים הן בהירות והן באיכות לפנסים מודרניים על גבישים חזקים יותר, אבל עוד על כך בהמשך.

בפיתוח נוסף של פנסים, היצרנים עברו אפשרויות רבות, אך שוק המוצרים האיכותיים תפוס על ידי פנסים עם מטריצות חזקות או נוריות לד דיסקרטיות.

באילו לדים משתמשים בפנסים חזקים?

פנסים עוצמתיים הם פנסים חדישים מסוגים שונים, החל מאלו בגודל אצבע, וכלה בפנסי חיפוש ענקיים.

במוצרים כאלה בשנת 2017, המותג Cree רלוונטי. זה שמה של חברה אמריקאית. מוצריה נחשבים לאחד המתקדמים בתחום טכנולוגיית הלד. חלופה היא נוריות של היצרן Luminus.

דברים כאלה עדיפים בהרבה על נוריות של פנסים סיניים.

מהן נורות ה-Cree LED המותקנות בדרך כלל בפנסים?

שמות של דגמים מורכבים משלושה עד ארבע תווים המופרדים במקף. אז דיודות Cree XR-E, XR-G, XM-L, XP-E. דגמי XP-E2, G2 משמשים לרוב עבור פנסים קטנים, בעוד XM-L ו-L2 מגוונים מאוד.

הם משמשים החל מה שנקרא. פנסי EDC (ללבוש יומיומי) הם מפנסים קטנים הקטנים מכף ידך ועד לפנסי חיפוש גדולים רציניים.

בואו נסתכל על המאפיינים של נוריות LED בעוצמה גבוהה לפנסים.

שֵׁם	Cree XM-L T6	קרי XM-L2	Cree XP-G2	Cree XR-E
תמונה
U, V	2,9	2,85	2,8	3,3
אני, mA	700	700	350	350
P, W	2	2	1	1
טמפרטורת פעולה, מעלות צלזיוס
שטף אור, למ	280	320	145	100
זווית הארה, °	125	125	115	90
אינדקס עיבוד צבע, Ra	80-90	70-90	80-90	70-90

המאפיין העיקרי של נורות לד לפנסים הוא שטף האור. זה קובע את בהירות הפנס שלך ואת כמות האור שהמקור יכול לתת. נוריות LED שונות, הצורכות את אותה כמות אנרגיה, יכולות להיות שונות באופן משמעותי בבהירות.

שקול את המאפיינים של נוריות LED בפנסים גדולים, סוג זרקור :

שֵׁם
תמונה
U, V	5,7; 8,55; 34,2;	6; 12;	3,6	3,5
אני, mA	1100; 735; 185;	2500; 1250	5000	9000...13500
P, W	6,3	8,5	18	20...40
טמפרטורת פעולה, מעלות צלזיוס
שטף אור, למ	440	510	1250	2000...2500
זווית הארה, °	115	120	100	90
אינדקס עיבוד צבע, Ra		70-90	80-90	80-90

לעתים קרובות מוכרים מציינים לא את השם המלא של הדיודה, סוגה ומאפייניה, אלא סימון אלפאנומרי מקוצר מעט שונה:

עבור XM-L: T5; T6; U2;
XP-G: R4; R5; S2;
XP-E: Q5; R2; ר;
עבור XR-E: P4; שאלה 3; שאלה 5; ר.

ניתן לקרוא לפנס בדיוק כך, "EDC T6 Lantern", מידע בקצרה כזו הוא די והותר.

תיקון פנס

למרבה הצער, המחיר של פנסים כאלה הוא די גבוה, כמו גם הדיודות עצמן. ולא תמיד ניתן לרכוש פנס חדש במקרה של שבירה. בואו להבין איך לשנות את ה-LED בפנס.

כדי לתקן פנס, אתה צריך סט מינימלי של כלים:

מלחם;
שֶׁטֶף;
לְרַתֵך;
מברג;
מולטימטר.

כדי להגיע למקור האור, אתה צריך להבריג את ראש הפנס, הוא קבוע בדרך כלל על חיבור הברגה.

במצב בדיקת דיודה או מדידת התנגדות, בדוק אם הנורית פועלת כהלכה. לשם כך, גע עם הגשושיות השחורות והאדומות אל מובילי ה-LED, תחילה במצב אחד, ולאחר מכן החלף אדום ושחור.

אם הדיודה פועלת, אז באחד המצבים תהיה התנגדות נמוכה, ובשני - גבוה. כך אתה קובע שהדיודה טובה ומוליך זרם רק בכיוון אחד. במהלך הבדיקה, הדיודה עשויה לפלוט אור חלש.

אחרת, יהיה קצר חשמלי או התנגדות גבוהה (פתוחה) בשני המצבים. אז אתה צריך להחליף את הדיודה במנורה.

עכשיו אתה צריך לבטל את הלחמת LED מהמנורה, ובהתבוננות בקוטביות, להלחים אחד חדש. היזהר בעת בחירת LED, שקול את צריכת הזרם שלה ואת המתח עבורו היא מיועדת.

אם תזניחו את הפרמטרים הללו - במקרה הטוב, הפנס יתיישב במהירות, במקרה הרע - הנהג ייכשל.

דרייבר הוא מכשיר להפעלת LED עם זרם מיוצב ממקורות שונים. דרייברים מיוצרים באופן תעשייתי לאספקת חשמל מרשת 220 וולט, מרשת חשמל לרכב - 12-14.7 וולט, מסוללות Li-ion, למשל, בגודל 18650. הפנסים החזקים ביותר מצוידים בדרייבר.

הגברת עוצמת הפנס

אם אינכם מרוצים מהבהירות של הפנס שלכם או שהבנתם כיצד להחליף את ה-LED בפנס ורוצים לשדרג אותו, לפני רכישת דגמים כבדים, למדו את העקרונות הבסיסיים של פעולת LED ומגבלות פעולתם.

מטריצות דיודות לא אוהבות התחממות יתר - זו ההנחה העיקרית! והחלפת הלד בפנס בפנס חזק יותר יכולה להוביל למצב כזה. שימו לב לדגמים שבהם מותקנות דיודות חזקות יותר והשוו לאלו שלכם, אם הן דומות בגודלן ובעיצובן, שנו אותן.

אם הפנס שלך קטן יותר, יידרש קירור נוסף. כתבנו עוד על הכנת רדיאטורים במו ידינו.

אם תנסו להתקין ענק כמו ה-Cree MK-R בפנס מחזיק מפתחות מיניאטורי, הוא ייכשל מהר מהתחממות יתר וזה יהיה בזבוז כסף. עלייה קלה בהספק (בכמה וואט) מקובלת מבלי לשדרג את הפנס עצמו.

אחרת, תהליך החלפת המותג של LED בפנס עם אחד חזק יותר מתואר לעיל.

משטרת פנסים

פנס לד של המשטרה עם שוקר

פנסים כאלה מאירים בבהירות ויכולים לשמש כאמצעי להגנה עצמית. עם זאת, יש להם גם בעיות עם נוריות.

כיצד להחליף את ה-LED בפנס המשטרה

מגוון רחב של דגמים קשה מאוד לכסות במאמר אחד, אך ניתן לתת המלצות תיקון כלליות.

בעת תיקון פנס עם אקדח הלם יש להיזהר, רצוי להשתמש בכפפות גומי כדי למנוע התחשמלות.
פנסים עם הגנת אבק ולחות מורכבים על מספר רב של ברגים. הם שונים באורכם, אז רשמו הערות היכן שחררתם בורג כזה או אחר.
המערכת האופטית של פנס המשטרה מאפשרת לכוון את קוטר נקודת האור. בעת פירוק על הגוף, יש לעשות סימנים באיזה מיקום היו החלקים לפני ההסרה, אחרת יהיה קשה להחזיר את הבלוק עם העדשה לאחור.

החלפת LED, יחידת ממיר מתח, דרייבר, סוללה אפשרית באמצעות ערכת הלחמה סטנדרטית.

אילו נוריות LED יש בפנסים סיניים?

מוצרים רבים נרכשים כיום ב-aliexpress, שם ניתן למצוא גם מוצרים מקוריים וגם עותקים סיניים שאינם תואמים את התיאור הנקוב. המחיר עבור מכשירים כאלה שווה למחיר המקורי.

בפנס שבו מוצהרת ה-Cree LED, ייתכן שהוא לא באמת נמצא שם, במקרה הטוב תהיה סוג דיודה שונה למען האמת, במקרה הגרוע יהיה קשה להבדיל מהמקור כלפי חוץ.

מה זה עשוי לכלול? נורות לד זולות מיוצרות בתנאי Low Tech ואינן נותנות את הכוח המוצהר. יש להם יעילות נמוכה, שממנה יש להם חימום מוגבר של המארז והגביש. כפי שכבר הוזכר, התחממות יתר היא האויב הגרוע ביותר עבור מכשירי LED.

זה קורה כי כאשר מחומם דרך המוליך למחצה, הזרם עולה, וכתוצאה מכך החימום מתחזק עוד יותר, הכוח משתחרר עוד יותר, דמוי מפולת שלגים זה מוביל להתמוטטות או שבירה של הנורית.

אם תנסה להקדיש זמן לחיפוש מידע, תוכל לקבוע את מקוריות המוצרים.

השווה קריי מקורי ומזויף

LatticeBright היא יצרנית LED סינית המייצרת מוצרים דומים מאוד ל-Cree, כנראה התאמה עיצובית (סרקזם).

השוואה בין העותק הסיני לבין הקרי המקורי

על המצעים, השיבוטים האלה נראים כך. ניתן לראות את מגוון הצורות של מצעי לד המיוצרים בסין.

זיהוי זיוף על ידי מצע עבור LED

זיופים נעשים במיומנות למדי, מוכרים רבים אינם מציינים את ה"מותג" הזה בתיאור המוצר והיכן מיוצרות נוריות ה-LED עבור האורות. האיכות של דיודות כאלה היא לא הגרועה ביותר מבין הזבל הסיני, אבל רחוקה מהמקור.

התקנת LED במקום מנורת ליבון

להרבה דברים ישנים יש מרוצי סוסים או פנסים על מנורת ליבון שאוספת אבק ואתה יכול בקלות להפוך אותה לד. בשביל זה, יש פתרונות מוכנים או תוצרת בית.

עם נורה שבורה ולדים, עם קצת כושר המצאה והלחמה, אתה יכול לעשות תחליף נהדר.

יש צורך בחבית ברזל במקרה זה כדי לשפר את פיזור החום מה-LED. לאחר מכן, אתה צריך להלחים את כל החלקים זה לזה ולתקן עם דבק.

בעת ההרכבה, היזהר - הימנע מקיצור הלידים, דבק חם או צינורות לכווץ חום יעזרו בכך. המגע המרכזי של המנורה חייב להיות מולחם - נוצר חור. העבירו דרכו מוביל נגד.

לאחר מכן, עליך להלחים את הפלט החופשי של הנורית לבסיס, ואת הנגד למגע המרכזי. עבור מתח של 12 וולט, אתה צריך נגד 500 אוהם, ועבור מתח של 5 V - 50-100 אוהם, עבור מתח מסוללת Li-ion 3.7V - 10-25 אוהם.

איך להכין LED ממנורת ליבון

בחירת LED לפנס היא הרבה יותר קשה מהחלפתו. יש צורך לקחת בחשבון הרבה פרמטרים: מבהירות וזווית פיזור, ועד לחימום המארז.

בנוסף, אסור לנו לשכוח את אספקת החשמל של הדיודות. אם תשלוט בכל מה שתואר לעיל, המכשירים שלך יזרחו לאורך זמן ובאיכות גבוהה!

למרות המבחר העשיר של פנסי לד בעיצובים שונים בחנויות, חובבי רדיו מפתחים מעגלים משלהם להנעת נורות לד לבנות סופר-בהירות. בעיקרון, המשימה מסתכמת כיצד להפעיל את ה-LED באמצעות סוללה או מצבר אחד בלבד, כדי לבצע מחקר מעשי.

לאחר שמתקבלת תוצאה חיובית, המעגל מפורק, החלקים מוכנסים לקופסה, החוויה הושלמה, והסיפוק המוסרי נכנס. לעתים קרובות המחקר נעצר שם, אבל לפעמים החוויה של הרכבת צומת מסוים על לוח לחם הופכת לעיצוב אמיתי, שנעשה על פי כל כללי האמנות. להלן מספר מעגלים פשוטים שפותחו על ידי חובבי רדיו.

במקרים מסוימים, קשה מאוד לקבוע מיהו מחבר התכנית, שכן אותה תכנית מופיעה באתרים שונים ובכתבות שונות. לעתים קרובות כותבי מאמרים כותבים בכנות שמאמר זה נמצא באינטרנט, אך מי פרסם את התוכנית הזו בפעם הראשונה אינו ידוע. מעגלים רבים פשוט מועתקים מהלוחות של אותם פנסים סיניים.

למה יש צורך בממירים

העניין הוא שמפל המתח הישיר על פני, ככלל, הוא לא פחות מ 2.4 ... 3.4V, ולכן פשוט בלתי אפשרי להדליק את ה-LED מסוללה אחת במתח של 1.5V, ועוד יותר מ- סוללה עם מתח של 1.2V. יש שתי יציאות. או להשתמש בסוללה של שלושה או יותר תאים גלווניים, או לבנות לפחות את הפשוטה ביותר.

זה הממיר שיאפשר לכם להפעיל את הפנס באמצעות סוללה אחת בלבד. פתרון זה מוזיל את עלות ספקי הכוח, ומאפשר גם לעשות שימוש מלא יותר: ממירים רבים פועלים עם פריקת סוללה עמוקה של עד 0.7V! שימוש בממיר מאפשר גם להקטין את גודל הפנס.

המעגל הוא מחולל חוסם. זהו אחד ממעגלי האלקטרוניקה הקלאסיים, כך שעם הרכבה נכונה וחלקים ניתנים לטיפול, הוא מתחיל לעבוד מיד. הדבר העיקרי במעגל זה הוא ללפף את השנאי Tr1 בצורה נכונה, לא לבלבל את השלב של הפיתולים.

בתור ליבה לשנאי, אתה יכול להשתמש בטבעת פריט מלוח מלוח רע. זה מספיק כדי לפתול כמה סיבובים של חוט מבודד ולחבר את הפיתולים, כפי שמוצג באיור למטה.

השנאי יכול להיות פיתול עם חוט מתפתל מסוג PEV או PEL בקוטר של לא יותר מ 0.3 מ"מ, אשר יאפשר לך לשים מספר מעט יותר גדול של סיבובים על הטבעת, לפחות 10 ... 15, אשר ישפר במידת מה את פעולת המעגל.

יש ללפף את הפיתולים בשני חוטים, ולאחר מכן לחבר את הקצוות של הפיתולים, כפי שמוצג באיור. תחילת הפיתולים בתרשים מוצגת על ידי נקודה. כפי שאתה יכול להשתמש בכל טרנזיסטור בעל הספק נמוך n-p-n מוליכות: KT315, KT503 וכדומה. כיום קל יותר למצוא טרנזיסטור מיובא, כמו BC547.

אם אין טרנזיסטור מבנה n-p-n בהישג יד, אז אתה יכול להשתמש, למשל, KT361 או KT502. עם זאת, במקרה זה, תצטרך לשנות את הקוטביות של הסוללה.

הנגד R1 נבחר לפי הזוהר הטוב ביותר של ה-LED, אם כי המעגל עובד גם אם הוא מוחלף פשוט על ידי מגשר. התוכנית לעיל נועדה פשוט "לנשמה", לניסויים. אז אחרי שמונה שעות של פעולה רציפה על LED אחד, הסוללה מ-1.5V "מתיישבת" ל-1.42V. אנחנו יכולים לומר שזה כמעט לא משוחרר.

כדי ללמוד את קיבולת העומס של המעגל, אתה יכול לנסות לחבר מספר נוריות נוספות במקביל. לדוגמה, עם ארבע נוריות, המעגל ממשיך לעבוד בצורה די יציבה, עם שש לדים הטרנזיסטור מתחיל להתחמם, עם שמונה נוריות הבהירות יורדת בצורה ניכרת, הטרנזיסטור מתחמם חזק מאוד. והתוכנית, בכל זאת, ממשיכה לעבוד. אבל זה רק בסדר של מחקר מדעי, שכן הטרנזיסטור במצב זה לא יעבוד במשך זמן רב.

אם אתה מתכנן ליצור פנס פשוט המבוסס על מעגל זה, תצטרך להוסיף עוד כמה פרטים, שיבטיחו זוהר בהיר יותר של ה-LED.

קל לראות שבמעגל זה ה-LED מופעל לא על ידי פעימה, אלא על ידי זרם ישר. באופן טבעי, במקרה זה, בהירות הזוהר תהיה מעט גבוהה יותר, ורמת הפעימות של האור הנפלט תהיה הרבה פחות. כל דיודה בתדר גבוה מתאימה כדיודה, למשל KD521 ().

ממירי חנק

מעגל פשוט נוסף מוצג באיור למטה. זה קצת יותר מסובך מהמעגל באיור 1, מכיל 2 טרנזיסטורים, אבל במקום שנאי עם שתי פיתולים, יש לו רק משרן L1. משנק כזה יכול להיות פיתול על טבעת מאותה מנורה חסכונית באנרגיה, שעבורה יהיה צורך לפתול רק 15 סיבובים של חוט מתפתל בקוטר של 0.3 ... 0.5 מ"מ.

עם הגדרת המשנק שצוינה, ה-LED יכול להגיע ל-3.8V (מפלת מתח קדימה על פני ה-5730 LED היא 3.4V), וזה מספיק כדי להפעיל 1W LED. התאמת המעגל מורכבת מבחירת הקיבול של הקבל C1 בטווח של ± 50% בהתאם לבהירות המקסימלית של הנורית. המעגל פועל כאשר מתח האספקה יורד ל-0.7V, מה שמבטיח שימוש מרבי בקיבולת הסוללה.

אם המעגל הנחשב מתווסף עם מיישר על דיודה D1, מסנן על קבל C1 ודיודת זנר D2, אתה מקבל ספק כוח נמוך שניתן להשתמש בו כדי להפעיל מעגלים על מגבר op-amp או רכיבים אלקטרוניים אחרים. במקרה זה, השראות של המשרן נבחרת בתוך 200 ... 350 μH, הדיודה D1 עם מחסום Schottky, דיודת הזנר D2 נבחרת על פי המתח של המעגל המוזן.

עם שילוב מוצלח של נסיבות, באמצעות ממיר כזה, אתה יכול לקבל מתח של 7 ... 12V במוצא. אם אתה מתכוון להשתמש בממיר כדי להפעיל רק את הנוריות, ניתן להוציא את דיודת הזנר D2 מהמעגל.

כל המעגלים הנחשבים הם מקורות המתח הפשוטים ביותר: הגבלת הזרם דרך ה-LED מתבצעת באותה צורה שבה היא מתבצעת בשלטי מפתחות שונים או במציתים עם נוריות.

ה-LED דרך לחצן ההפעלה, ללא כל נגד מגביל, מופעל על ידי 3 ... 4 סוללות דיסק קטנות, שההתנגדות הפנימית שלהן מגבילה את הזרם דרך ה-LED ברמה בטוחה.

מעגלי משוב נוכחיים

וה-LED הוא, אחרי הכל, מכשיר עדכני. לא בכדי הזרם הישר מצוין בתיעוד עבור נוריות. לכן, מעגלים אמיתיים להפעלת נוריות מכילים משוב זרם: ברגע שהזרם דרך הנורית מגיע לערך מסוים, שלב הפלט מנותק מאספקת החשמל.

גם מייצבי מתח עובדים בדיוק אותו הדבר, רק שיש משוב מתח. המעגל להפעלת נוריות LED עם משוב זרם מוצג להלן.

בבדיקה מעמיקה יותר, ניתן לראות שהבסיס של המעגל הוא אותו מתנד חסימה, המורכב על הטרנזיסטור VT2. טרנזיסטור VT1 הוא הבקרה במעגל המשוב. משוב בסכימה זו פועל כדלקמן.

נוריות LED מופעלות על ידי מתח המאוחסן על קבל אלקטרוליטי. הקבל נטען דרך הדיודה במתח פועם מהקולט של הטרנזיסטור VT2. המתח המיושר משמש להפעלת נוריות ה-LED.

הזרם דרך הנוריות עובר בנתיב הבא: לוח הקבלים החיובי, נוריות עם נגדים מגבילים, נגד משוב הזרם (חיישן) Roc, הלוח השלילי של הקבל האלקטרוליטי.

במקרה זה, נוצרת מפל מתח על נגד המשוב Uoc=I*Roc, כאשר I הוא הזרם דרך הנוריות. ככל שהמתח על פני גדל (הגנרטור עדיין עובד ומטעין את הקבל), הזרם דרך נוריות ה-LED גדל, וכתוצאה מכך, המתח על פני נגד המשוב Roc גדל גם הוא.

כאשר Uoc מגיע ל-0.6V, טרנזיסטור VT1 נפתח, סוגר את צומת הבסיס-פליט של טרנזיסטור VT2. טרנזיסטור VT2 נסגר, מחולל החסימה עוצר ומפסיק לטעון את הקבל האלקטרוליטי. בהשפעת העומס, הקבל משוחרר, המתח על פני הקבל יורד.

הפחתת המתח על הקבל מובילה לירידה בזרם דרך הנוריות, וכתוצאה מכך, ירידה במתח המשוב Uoc. לכן, הטרנזיסטור VT1 נסגר ואינו מפריע לפעולת מחולל החסימה. הגנרטור מופעל וכל המחזור חוזר על עצמו שוב ושוב.

על ידי שינוי ההתנגדות של נגד המשוב, ניתן לשנות את הזרם דרך נוריות הלד בטווח רחב. מעגלים כאלה נקראים מייצבי זרם מיתוג.

מייצבי זרם משולבים

נכון לעכשיו, מייצבים נוכחיים עבור נוריות LED מיוצרים בגרסה משולבת. דוגמאות כוללות מיקרו-מעגלים מיוחדים ZXLD381, ZXSC300. המעגלים המוצגים להלן לקוחים מגליונות הנתונים (DataSheet) של המיקרו-מעגלים הללו.

האיור מציג את המכשיר של שבב ZXLD381. הוא מכיל מחולל PWM (Pulse Control), חיישן זרם (Rsense) וטרנזיסטור מוצא. יש רק שני חלקים תלויים. זהו LED ומשנק L1. מעגל מיתוג טיפוסי מוצג באיור הבא. המיקרו-מעגל מיוצר בחבילת SOT23. תדר הייצור של 350KHz נקבע על ידי קבלים פנימיים, זה לא ניתן לשינוי. יעילות המכשיר היא 85%, התחלה בעומס אפשרית כבר במתח אספקה של 0.8V.

המתח קדימה של הנורית לא צריך להיות יותר מ-3.5V, כפי שמצוין בשורה התחתונה מתחת לאיור. הזרם דרך הנורית נשלט על ידי שינוי השראות של המשרן, כפי שמוצג בטבלה בצד ימין של האיור. העמודה האמצעית מציגה את שיא הזרם, העמודה האחרונה מציגה את הזרם הממוצע דרך הנורית. להפחתת רמת הפעימות ולהגברת בהירות הזוהר, ניתן להשתמש במיישר עם פילטר.

כאן אנו משתמשים ב-LED עם מתח קדימה של 3.5V, דיודה בתדר גבוה D1 עם מחסום Schottky, קבל C1, רצוי עם ערך נמוך של התנגדות סדרתית שווה ערך (ESR נמוך). דרישות אלו נחוצות על מנת להגביר את היעילות הכוללת של המכשיר, לחמם את הדיודה והקבלים כמה שפחות. זרם המוצא נבחר על ידי בחירת השראות של המשרן בהתאם לעוצמת ה-LED.

הוא שונה מה-ZXLD381 בכך שאין לו טרנזיסטור פלט פנימי ונגד חישת זרם. פתרון זה מאפשר לך להגדיל באופן משמעותי את זרם הפלט של המכשיר, ולכן להשתמש ב-LED עם הספק גבוה יותר.

נגד חיצוני R1 משמש כחיישן זרם, על ידי שינוי ערכו ניתן להגדיר את הזרם הנדרש בהתאם לסוג ה-LED. החישוב של הנגד הזה נעשה על פי הנוסחאות המופיעות בגיליון הנתונים עבור שבב ZXSC300. לא ניתן כאן את הנוסחאות הללו, אם צריך, קל למצוא גליון נתונים ולהציץ משם את הנוסחאות. זרם המוצא מוגבל רק על ידי הפרמטרים של טרנזיסטור המוצא.

כאשר אתה מפעיל לראשונה את כל המעגלים המתוארים, רצוי לחבר את הסוללה דרך נגד 10 אוהם. זה יעזור למנוע את מותו של הטרנזיסטור אם, למשל, פיתולי השנאי אינם מחוברים כהלכה. אם הנורית נדלקת עם הנגד הזה, ניתן להסיר את הנגד ולבצע הגדרות נוספות.

בוריס אלאדישקין

זמינות ומחירים נמוכים יחסית של דיודות פולטות אור (LED) מוארות במיוחד מאפשרות שימוש במכשירי חובבים שונים. חובבי רדיו מתחילים המשתמשים ב-LED לראשונה בעיצוביהם תוהים לעתים קרובות כיצד לחבר LED לסוללה? לאחר קריאת חומר זה, הקורא ילמד כיצד להדליק LED כמעט מכל סוללה, באילו סכימות חיבור LED ניתן להשתמש במקרה מסוים, כיצד לחשב רכיבי מעגל.

אילו סוללות ניתן לחבר ל-LED?

באופן עקרוני, אתה יכול פשוט להדליק את הלד מכל סוללה. מעגלים אלקטרוניים שפותחו על ידי חובבי רדיו ואנשי מקצוע מאפשרים להתמודד בהצלחה עם משימה זו. דבר נוסף הוא כמה זמן המעגל יעבוד ברציפות עם נוריות (LED) ספציפיות וסוללה או סוללות ספציפיות.

כדי להעריך את הזמן הזה, כדאי לדעת שאחד המאפיינים העיקריים של כל סוללה, בין אם מדובר באלמנט כימי ובין אם מדובר בסוללה, הוא הקיבולת שלה. קיבולת סוללה - C מתבטאת באמפר-שעה. לדוגמה, הקיבולת של סוללות אצבע נפוצות מסוג AAA, בהתאם לסוג וליצרן, יכולה להיות בין 0.5 ל-2.5 אמפר-שעה. בתורם, דיודות פולטות אור מאופיינות בזרם עבודה, שיכול להיות עשרות ומאות מיליאמפר. לפיכך, אתה יכול לחשב בערך כמה זמן הסוללה מחזיקה מעמד באמצעות הנוסחה:

T= (C*U באט)/(U work led *I work led)

בנוסחה זו, המונה הוא העבודה שהסוללה יכולה לעשות, והמכנה הוא ההספק הנצרך על ידי הדיודה פולטת האור. הנוסחה לא לוקחת בחשבון את היעילות של מעגל מסוים ואת העובדה שזה בעייתי ביותר להשתמש במלוא קיבולת הסוללה.

כאשר מתכננים מכשירים המופעלים על ידי סוללה, הם בדרך כלל מנסים להבטיח שצריכת הזרם שלהם לא תעלה על 10 - 30% מקיבולת הסוללה. בהנחיית שיקול זה והנוסחה לעיל, אתה יכול להעריך כמה סוללות בקיבולת נתונה נחוצות כדי להפעיל LED מסוים.

כיצד להתחבר מסוללת AA 1.5V

למרבה הצער, אין דרך קלה להפעיל LED עם סוללת AA אחת. העובדה היא שמתח ההפעלה של דיודות פולטות אור בדרך כלל עולה על 1.5 V. עבור ערך זה, ערך זה נמצא בטווח של 3.2 - 3.4V. לכן, כדי להפעיל את LED מסוללה אחת, תצטרך להרכיב ממיר מתח. להלן תרשים של ממיר מתח פשוט על שני טרנזיסטורים שבאמצעותו ניתן להפעיל 1 - 2 נוריות LED בהירות במיוחד עם זרם עבודה של 20 מיליאמפר.

ממיר זה הוא מתנד חוסם המורכב על טרנזיסטור VT2, שנאי T1 ונגד R1. מחולל החסימה יוצר פולסי מתח הגבוהים פי כמה מהמתח של מקור הכוח. דיודה VD1 מתקנת את הפולסים הללו. משרן L1, קבלים C2 ו-C3 הם מרכיבים של מסנן ההחלקה.

טרנזיסטור VT1, נגד R2 ודיודת זנר VD2 הם אלמנטים של ווסת מתח. כאשר המתח על פני הקבל C2 עולה על 3.3 V, דיודת הזנר נפתחת ונוצרת מפל מתח על פני הנגד R2. במקביל, הטרנזיסטור הראשון ייפתח וינעל את VT2, מחולל החסימה יפסיק לפעול. לפיכך, מתח המוצא של הממיר מתייצב ברמה של 3.3 וולט.

בתור VD1, עדיף להשתמש בדיודות Schottky, שיש להן מפל מתח נמוך במצב פתוח.

ניתן לגלגל את השנאי T1 על טבעת פריט בדרגה 2000NN. קוטר הטבעת יכול להיות 7 - 15 מ"מ. בתור ליבה, אתה יכול להשתמש בטבעות ממירים של נורות חסכוניות, סלילי סינון של ספקי כוח למחשב וכו'. הפיתולים עשויים עם חוט אמייל בקוטר של 0.3 מ"מ, 25 סיבובים כל אחד.

ניתן לפשט תכנית זו ללא כאב על ידי ביטול מרכיבי הייצוב. באופן עקרוני, המעגל יכול להסתדר ללא משנק ואחד הקבלים C2 או C3. אפילו חובב רדיו מתחיל יכול להרכיב מעגל פשוט במו ידיו.

המעגל טוב גם כי הוא יעבוד ברציפות עד שמתח אספקת החשמל יירד ל-0.8 V.

כיצד להתחבר מסוללת 3V

אתה יכול לחבר LED סופר בהיר לסוללת 3V ללא שימוש בחלקים נוספים. מכיוון שמתח ההפעלה של הנורית הוא מעט יותר מ-3 וולט, הנורית לא תאיר במלוא עוצמתה. לפעמים זה אפילו יכול להועיל. לדוגמה, באמצעות LED עם מתג וסוללת דיסק 3 V (הנקראת בפומבי טאבלט) המשמשת בלוחות אם של מחשבים, אתה יכול לעשות מחזיק מפתחות פנס קטן. פנס מיניאטורי כזה יכול להיות שימושי במצבים שונים.

מסוללה כזו - טבליות 3 וולט אתה יכול להפעיל את ה-LED

באמצעות כמה סוללות 1.5 וולט וממיר מסחרי או תוצרת בית כדי להפעיל נורית LED אחת או יותר, אתה יכול ליצור עיצוב רציני יותר. תרשים של אחד מהממירים הללו (בוסטרים) מוצג באיור.

לבוסטר המבוסס על שבב LM3410 ומספר קבצים מצורפים יש את המאפיינים הבאים:

מתח כניסה 2.7 - 5.5 וולט.
זרם מוצא מרבי עד 2.4 A.
מספר נוריות מחוברות מ-1 עד 5.
תדר המרה מ-0.8 ל-1.6 מגה-הרץ.

ניתן לכוונן את זרם המוצא של הממיר על ידי שינוי ההתנגדות של נגד המדידה R1. למרות העובדה כי מהתיעוד הטכני עולה כי המיקרו-מעגל מיועד לחבר 5 נוריות, למעשה ניתן לחבר אליו 6. זאת בשל העובדה שמתח המוצא המרבי של השבב הוא 24 V. ה-LM3410 מאפשר גם לנוריות להאיר (עמעום). למטרות אלה, נעשה שימוש בפלט הרביעי של המיקרו-מעגל (DIMM). עמעום יכול להיעשות על ידי שינוי זרם הכניסה של פין זה.

כיצד להתחבר מסוללת 9V Krona

ל-"Krona" קיבולת קטנה יחסית ואינה מתאימה במיוחד להפעלת נוריות LED בעוצמה גבוהה. הזרם המרבי של סוללה כזו לא יעלה על 30 - 40 mA. לכן עדיף לחבר אליה 3 דיודות פולטות אור המחוברות בסדרה עם זרם הפעלה של 20 mA. הם, כמו במקרה של חיבור למצבר 3 וולט, לא יזרחו במלוא העוצמה, אך מצד שני, הסוללה תחזיק מעמד זמן רב יותר.

ערכת כוח סוללת קרונה

בחומר אחד קשה לכסות את כל מגוון הדרכים לחיבור נוריות לסוללות בעלות מתחים ויכולות שונות. ניסינו לדבר על העיצובים הכי אמינים ופשוטים. אנו מקווים שחומר זה יהיה שימושי הן למתחילים והן לחובבי רדיו מנוסים יותר.

LED היא דיודה זוהרת כאשר זרם זורם דרכה. באנגלית, LED נקראת דיודה פולטת אור, או LED.

צבע זוהר LED תלוי בתוספים שנוספו למוליך למחצה. כך, למשל, זיהומים של אלומיניום, הליום, אינדיום, זרחן גורמים לזוהר מאדום לצהוב. אינדיום, גליום, חנקן גורמים ל-LED להאיר מכחול לירוק. כאשר מוסיפים זרחן לקריסטל זוהר כחול, הנורית תאיר לבן. נכון להיום, התעשייה מייצרת לדים זוהרים מכל צבעי הקשת, אך הצבע אינו תלוי בצבע מארז הלד, אלא בתוספים הכימיים שבגביש שלו. LED מכל צבע יכול להיות בעל גוף שקוף.

ה-LED הראשון נוצר בשנת 1962 באוניברסיטת אילינוי. בתחילת שנות ה-90 הופיעו נוריות LED בהירות וקצת מאוחר יותר סופר בהירות.
אין להכחיש היתרון של נוריות על פני נורות ליבון, כלומר:

* צריכת חשמל נמוכה - יעילה פי 10 מנורות
* חיי שירות ארוכים - עד 11 שנות פעולה רציפה
* משאב עמידות גבוהה - לא מפחד מרטט וזעזועים
*מגוון גדול של צבעים
* יכולת עבודה במתח נמוך
* בטיחות סביבתית ואש - היעדר חומרים רעילים בנורות הלד. נוריות לא מתחממות, מה שמונע שריפות.

סימון לד

אורז. אחד.העיצוב של נוריות מחוון 5 מ"מ

קריסטל LED ממוקם ברפלקטור. רפלקטור זה קובע את זווית הפיזור הראשונית.
לאחר מכן האור עובר דרך בית שרף האפוקסי. היא מגיעה לעדשה - ואז היא מתחילה להתפזר על הצדדים בזווית בהתאם לעיצוב העדשה, בפועל - מ-5 עד 160 מעלות.

ניתן לחלק נוריות נוריות פולטות לשתי קבוצות גדולות: נוריות קרינה גלויות ונוריות אינפרא אדום (IR). הראשונים משמשים כאינדיקטורים ומקורות תאורה, האחרונים - במכשירי שלט רחוק, מקלטי IR וחיישנים.
דיודות פולטות אור מסומנות בקוד צבע (טבלה 1). ראשית עליך לקבוע את סוג ה-LED לפי עיצוב הדיור שלו (איור 1), ולאחר מכן להבהיר אותו על ידי סימון צבע לפי הטבלה.

אורז. 2.סוגי בתי LED

צבעי לד

נוריות LED מגיעות כמעט בכל הצבעים: אדום, כתום, צהוב, צהוב, ירוק, כחול ולבן. LED כחול ולבן הוא קצת יותר יקר מאשר צבעים אחרים.
הצבע של נוריות הלד נקבע לפי סוג החומר המוליך למחצה שממנו הן עשויות, ולא לפי צבע הפלסטיק שבדיורן. נוריות LED בכל צבע מגיעות במארז חסר צבע, ובמקרה זה ניתן לזהות את הצבע רק על ידי הפעלתו...

שולחן 1.סימון לד

נוריות LED מרובות

LED רב צבעוני מסודר בפשטות, ככלל, הוא אדום וירוק בשילוב דיור אחד עם שלוש רגליים. על ידי שינוי הבהירות או מספר הפולסים על כל אחד מהגבישים, ניתן להשיג צבעים שונים של זוהר.

נוריות מחוברות למקור זרם, אנודה לפלוס, קתודה למינוס. המינוס (קתודה) של ה-LED מסומן בדרך כלל עם חתך קטן או עופרת קצרה יותר, אך ישנם יוצאים מן הכלל, ולכן עדיף להבהיר עובדה זו במאפיינים הטכניים של LED מסוים.

בהיעדר סימנים אלה, ניתן לקבוע את הקוטביות גם באופן אמפירי על ידי חיבור קצר של ה-LED למתח האספקה דרך הנגד המתאים. עם זאת, זו לא הדרך הטובה ביותר לקבוע קוטביות. בנוסף, על מנת למנוע התמוטטות תרמית של ה-LED או הפחתה חדה בחיי השירות שלה, אי אפשר לקבוע את הקוטביות ב"שיטת ה-poke" ללא נגד מגביל זרם. לבדיקה מהירה, נגד עם התנגדות נומינלית של 1kΩ מתאים לרוב נוריות ה-LED אם המתח הוא 12V או פחות.

עליך להזהיר מיד: אין לכוון את אלומת הלד ישירות לתוך העין שלך (כמו גם לעין של חבר) מטווח קרוב, מה שעלול לפגוע בראייה שלך.

מתח אספקה

שני המאפיינים העיקריים של נוריות הם נפילת מתח וזרם. בדרך כלל נוריות LED מדורגות ב-20mA, אך יש יוצאים מן הכלל, למשל, נוריות LED של ארבעה שבבים מדורגות בדרך כלל ב-80mA, שכן חבילת LED אחת מכילה ארבעה גבישים מוליכים למחצה, שכל אחד מהם צורך 20mA. עבור כל LED, ישנם ערכים מותרים של מתח האספקה Umax ו-Umaxrev (בהתאמה עבור מיתוג ישיר והפוך). כאשר מתחים מעל ערכים אלה מופעלים, מתרחשת התמוטטות חשמלית, וכתוצאה מכך נורית ה-LED נכשלת. יש גם ערך מינימלי של מתח האספקה Umin, שבו ה-LED זוהרת. טווח מתחי האספקה בין Umin ל-Umax נקרא אזור "עבודה", שכן כאן מובטחת פעולת ה-LED.

מתח אספקה - הפרמטר של הנורית אינו ישים. לנוריות אין מאפיין זה, כך שלא ניתן לחבר נוריות למקור מתח ישירות. העיקר הוא שהמתח שממנו (דרך נגד) ה-LED מופעל יהיה גבוה יותר ממפל המתח הישיר של ה-LED (מפלת המתח הישר מצוינת במאפיין במקום במתח האספקה ועבור נוריות מחוון קונבנציונליות היא נע בין 1.8 ל-3.6 וולט בממוצע).
המתח המצוין על אריזת הנוריות אינו מתח האספקה. זוהי ירידת המתח על פני ה-LED. ערך זה נחוץ כדי לחשב את המתח הנותר ש"לא ירד" על ה-LED, שלוקח חלק בנוסחה לחישוב ההתנגדות של הנגד המגביל הנוכחי, שכן הוא צריך להיות מווסת.
שינוי מתח האספקה בעשירית וולט בלבד ב-LED מותנה (מ-1.9 ל-2 וולט) יגרום לעלייה של חמישים אחוז בזרם הזורם דרך ה-LED (מ-20 ל-30 מיליאמפר).

עבור כל מופע של נורית LED באותו דירוג, המתח המתאים לה עשוי להיות שונה. על ידי הדלקת מספר נוריות LED באותו דירוג במקביל, וחיבורן למתח של, למשל, 2 וולט, אנו מסתכנים בצריבה מהירה של כמה עותקים ולהאיר אחרים בשל התפשטות המאפיינים. לכן, בעת חיבור ה-LED, יש צורך לפקח לא על המתח, אלא על הזרם.

כמות הזרם עבור LED היא הפרמטר העיקרי, וככלל, זה 10 או 20 מיליאמפר. זה לא משנה מה המתח. העיקר הוא שהזרם הזורם במעגל ה-LED מתאים לזרם הנומינלי עבור ה-LED. והזרם מוסדר על ידי נגד המחובר בסדרה, שערכו מחושב על ידי הנוסחה:

ר
Upitהוא מתח אספקת החשמל בוולט.
מטה- נפילת מתח ישיר על פני ה-LED בוולטים (מצוין במפרטים ובדרך כלל באזור 2 וולט). כאשר מספר נוריות LED מופעלות בסדרה, גדלות נפילות המתח מסתכמות.
אני- הזרם המרבי קדימה של הנורית באמפר (מצוין במאפיינים והוא בדרך כלל 10 או 20 מיליאמפר, כלומר 0.01 או 0.02 אמפר). כאשר מספר נוריות מחוברות בסדרה, הזרם הקדמי אינו עולה.
0,75 הוא גורם האמינות של ה-LED.

אתה גם לא צריך לשכוח את כוחו של הנגד. אתה יכול לחשב את ההספק באמצעות הנוסחה:

פהוא הספק של הנגד בוואטים.
Upit- מתח יעיל (יעיל, rms) של מקור הכוח בוולט.
מטה- נפילת מתח ישיר על פני ה-LED בוולטים (מצוין במפרטים ובדרך כלל באזור 2 וולט). כאשר מספר נוריות LED מופעלות בסדרה, גדלות נפילות המתח מסתכמות. .
רהיא ההתנגדות של הנגד באוהם.

חישוב הנגד מגביל הזרם והספק שלו עבור LED אחד

מאפיינים אופייניים של נוריות LED

פרמטרים אופייניים של נורית החיווי הלבנה: זרם 20 mA, מתח 3.2 V. לפיכך, ההספק שלו הוא 0.06 W.

הכוונה גם לנורות LED בעלות הספק נמוך מותקנות על פני השטח - SMD. הם מאירים את הכפתורים בטלפון הסלולרי שלך, את המסך של המסך שלך, אם הוא עם תאורת LED אחורית, הם משמשים לייצור פסי לד דקורטיביים על בסיס הדבקה עצמית ועוד הרבה יותר. ישנם שני סוגים נפוצים ביותר: SMD 3528 ו-SMD 5050. הראשונים מכילים את אותו גביש כמו נוריות חיווי עם מובילים, כלומר, ההספק שלו הוא 0.06 W. אבל השני - שלושה גבישים כאלה, כך שכבר לא ניתן לקרוא לו LED - זהו מכלול LED. נהוג לקרוא לנורות SMD 5050, אבל זה לא לגמרי נכון. אלו מכלולים. ההספק הכולל שלהם, בהתאמה, הוא 0.2 וואט.
מתח ההפעלה של LED תלוי בחומר המוליך למחצה ממנו הוא עשוי, בהתאמה, יש קשר בין צבע הלד למתח ההפעלה שלו.

טבלת נפילות מתח LED בהתאם לצבע

לפי גודל ירידת המתח בעת בדיקת נוריות ה-LED עם מולטימטר, ניתן לקבוע את הצבע המשוער של זוהר ה-LED לפי הטבלה.

מיתוג טורי ומקביל של נוריות

כאשר מחברים נורות לד בסדרה, ההתנגדות של הנגד המגביל מחושבת באותו אופן כמו עם LED אחד, רק נפילות המתח של כל הנוריות מתווספות יחד לפי הנוסחה:

כאשר מחברים נורות לדים בסדרה, חשוב לדעת שכל הלדים המשמשים בזר חייבים להיות מאותו מותג. אין לראות באמירה זו ככלל, אלא כחוק.

כדי לברר מהו המספר המרבי של נוריות LED שניתן להשתמש בהן בזר, כדאי להשתמש בנוסחה

* Nmax - המספר המרבי המותר של נוריות LED בזר
* Upit - המתח של מקור הכוח, כגון סוללה או מצבר. בוולטים.
* Upr - מתח ישיר של ה-LED נלקח ממאפייני הדרכון שלה (בדרך כלל בטווח שבין 2 ל-4 וולט). בוולטים.
* ככל שהטמפרטורה משתנה והלד מזדקן, Upr עשוי לעלות. קוף. 1.5 נותן מרווח למקרה כזה.

בספירה זו, "N" יכול להיות שבר, כגון 5.8. באופן טבעי, לא תוכל להשתמש ב-5.8 נוריות, לכן, יש להשליך את החלק השברי של המספר, ולהשאיר רק מספר שלם, כלומר 5.

הנגד המגביל עבור חיבור סדרתי של נוריות מחושב באותו אופן כמו עבור חיבור בודד. אבל בנוסחאות, נוסף משתנה אחד נוסף "N" - מספר הנוריות בזר. חשוב מאוד שמספר הנוריות בזר יהיה קטן או שווה ל-"Nmax" - המספר המרבי המותר של נוריות. באופן כללי, יש לעמוד בתנאי הבא: N =

כל שאר החישובים מתבצעים באותו אופן כמו חישוב נגד כאשר הנורית דולקת לבד.

אם מתח אספקת החשמל אינו מספיק אפילו עבור שתי נוריות LED המחוברות בסדרה, אז לכל LED חייב להיות נגד מגביל משלה.

שילוב של נוריות LED עם נגד משותף הוא רעיון גרוע. ככלל, לנוריות LED יש פריסת פרמטרים, כל אחת דורשת מתחים שונים במקצת, מה שהופך חיבור כזה לבלתי פועל כמעט. אחת הדיודות תאיר בהיר יותר ותקבל יותר זרם עד שהיא תיכשל. חיבור כזה מאיץ מאוד את השפלה הטבעית של גביש ה-LED. אם נוריות LED מחוברות במקביל, לכל LED חייב להיות נגד מגביל משלה.

חיבור טורי של נוריות עדיף גם מנקודת מבט של צריכה חסכונית של מקור הכוח: כל מעגל הסדרה צורך זרם בדיוק כמו לד אחד. וכשהם מחוברים במקביל, הזרם גדול פי כמה וכמה ממספר נוריות הלד המקבילות שיש לנו.

חישוב הנגד המגביל עבור נוריות LED המחוברות בסדרה הוא פשוט כמו עבור אחד בודד. אנחנו פשוט מסכמים את המתח של כל הנוריות, מפחיתים את הסכום שנוצר ממתח אספקת החשמל (זו תהיה ירידת המתח על פני הנגד) ונחלק בזרם של הנוריות (בדרך כלל 15 - 20 mA).

ואם יש לנו הרבה לדים, כמה עשרות, ומקור הכוח לא מאפשר לנו לחבר את כולם בסדרה (לא מספיק מתח)? לאחר מכן אנו קובעים, בהתבסס על המתח של מקור הכוח, כמה נוריות נוכל לחבר בסדרה. לדוגמה, עבור 12 וולט, אלה 5 נוריות של שני וולט. למה לא 6? אבל אחרי הכל, משהו חייב ליפול גם על הנגד המגביל. הנה 2 הוולט הנותרים (12 - 5x2) וקחו את זה לחישוב. עבור זרם של 15 mA, ההתנגדות תהיה 2/0.015 = 133 אוהם. התקן הקרוב ביותר הוא 150 אוהם. אבל שרשראות כאלה של חמש נוריות ונגד כל אחת, אנחנו כבר יכולים לחבר כמה שנרצה.שיטה זו נקראת חיבור מקבילי-טורי.

אם יש לדים של מותגים שונים, אז אנחנו משלבים אותם כך שלכל סניף יש לדים מסוג ONE בלבד (או עם אותו זרם הפעלה). במקרה זה, אין צורך לצפות באותו מתח, כי אנו מחשבים את ההתנגדות שלנו עבור כל ענף.

לאחר מכן, שקול מעגל מיתוג LED מיוצב. בואו ניגע בייצור של מייצב זרם. יש שבב KR142EN12 (אנלוגי זר של LM317), המאפשר לך לבנות מייצב זרם פשוט מאוד. כדי לחבר את ה-LED (ראה איור), ערך ההתנגדות מחושב R = 1.2 / I (1.2 - נפילת מתח לא מייצב) כלומר, בזרם של 20 mA, R = 1.2 / 0.02 = 60 אוהם. מייצבים מיועדים למתח מרבי של 35 וולט. עדיף לא להתאמץ ככה ולהפעיל מקסימום 20 וולט. בהכללה זו, למשל, נורית לבנה של 3.3 וולט, ניתן לספק מתח למייצב מ-4.5 עד 20 וולט, בעוד שהזרם על ה-LED יתאים לערך קבוע של 20mA. במתח של 20V נמצא שניתן לחבר 5 לדים לבנים בסדרה למייצב כזה, מבלי לדאוג למתח על כל אחת מהן, הזרם במעגל יזרום 20mA (המתח העודף יכבה על המייצב ).

חָשׁוּב! במכשיר עם מספר גדול של נוריות, זרם גדול זורם. חל איסור מוחלט לחבר מכשיר כזה לאספקת החשמל המופעלת. במקרה זה, ניצוץ מתרחש בנקודת החיבור, מה שמוביל להופעת דופק זרם גדול במעגל. דופק זה משבית את נוריות הלד (במיוחד הכחולות והלבנות). אם נוריות ה-LED פועלות במצב דינמי (כל הזמן דולק, כבוי ומהבהב) ומצב זה מבוסס על שימוש בממסר, אזי יש לשלול ניצוצות במגעי הממסר.

יש להרכיב כל שרשרת מנורות לד באותם פרמטרים ומאותו יצרן.
חשוב גם! שינוי בטמפרטורת הסביבה משפיע על הזרם הזורם דרך הגביש. לכן, רצוי לייצר את המכשיר כך שהזרם הזורם דרך ה-LED אינו 20 mA, אלא 17-18 mA. אובדן הבהירות יהיה לא משמעותי, אך מובטח חיי שירות ארוכים.

כיצד להפעיל LED מרשת 220V.

נראה שהכל פשוט: שמנו נגד בסדרה, וזהו. אבל אתה צריך לזכור מאפיין אחד חשוב של ה-LED: המתח ההפוך המקסימלי המותר. לרוב נוריות הלד יש כ-20 וולט. וכאשר אתה מחבר אותו לרשת עם קוטביות הפוכה (הזרם מתחלף, חצי תקופה הולכת לכיוון אחד, והחצי השני הולך לכיוון ההפוך), המתח המלא של הרשת יופעל עליו - 315 וולט! מאיפה נתון כזה? 220 וולט הוא המתח האפקטיבי, בעוד שהמשרעת היא (שורש של 2) \u003d פי 1.41 יותר.
לכן, כדי להציל את ה-LED, אתה צריך לשים דיודה בסדרה איתה, שלא תיתן למתח ההפוך לעבור אליה.

אפשרות נוספת לחיבור ה-LED לרשת 220v:

או לשים שתי נוריות גב אל גב.

אפשרות אספקת החשמל עם נגד מרווה אינה האופטימלית ביותר: כוח משמעותי ישוחרר על הנגד. ואכן, אם נפעיל נגד 24 kΩ (זרם מרבי 13 mA), אז ההספק שפוזר עליו יהיה כ-3 וואט. אתה יכול להפחית אותו בחצי על ידי הפעלת הדיודה בסדרה (ואז החום ישוחרר רק במהלך חצי מחזור אחד). הדיודה חייבת להיות למתח הפוך של לפחות 400 V. כשאתה מדליק שני נוריות מונה (יש אפילו כאלה עם שני גבישים במקרה אחד, בדרך כלל בצבעים שונים, גביש אחד אדום, השני ירוק), אתה יכול לשים שני נגדים של שני וואט, כל אחד עם התנגדות פי שניים פחות.
אעשה הסתייגות שבאמצעות נגד התנגדות גבוהה (לדוגמה, 200 קילו אוהם), ניתן להדליק את ה-LED ללא דיודת מגן. זרם הפירוק ההפוך יהיה נמוך מכדי לגרום להרס גביש. כמובן, הבהירות קטנה מאוד, אבל למשל, כדי להאיר את המתג בחדר השינה בחושך, זה יהיה מספיק.
בשל העובדה שהזרם ברשת מתחלף, ניתן להימנע מבזבוז מיותר של חשמל לחימום האוויר עם נגד מגביל. את תפקידו יכול למלא קבל שעובר זרם חילופין מבלי להתחמם. מדוע זה כך היא שאלה נפרדת, נשקול אותה בהמשך. כעת עלינו לדעת שכדי שהקבל יעביר זרם חילופין, שני חצאי המחזורים של הרשת חייבים בהכרח לעבור דרכו. אבל LED מוליכה זרם רק בכיוון אחד. אז, שמנו דיודה רגילה (או LED שנייה) במקביל ל-LED, והיא תדלג על חצי המחזור השני.

אבל עכשיו ניתקנו את המעגל שלנו מהרשת. חלק מהמתח נשאר על הקבל (עד למשרעת המלאה, אם נזכור, שווה ל-315 V). כדי למנוע התחשמלות בשוגג, נספק נגד פריקה בעל ערך גבוה במקביל לקבל (כדי שבפעולה רגילה עובר דרכו זרם קטן שאינו גורם להתחממותו), אשר בניתוק מהרשת. , יפרוק את הקבל בשבריר שנייה. וכדי להגן מפני זרם טעינה פועם, שמנו גם נגד בעל התנגדות נמוכה. זה גם ישחק את התפקיד של נתיך, נשרף מיידית אם הקבל מתקלקל בטעות (שום דבר לא נמשך לנצח, וזה גם קורה).

הקבל חייב להיות לפחות 400 וולט, או מיוחד למעגלי זרם חילופין במתח של לפחות 250 וולט.
ואם נרצה לייצר נורת לד מכמה לדים? אנחנו מדליקים את כולם בסדרה, הדיודה המתקרבת מספיקה לאחד בכלל.

הדיודה חייבת להיות מתוכננת לזרם לא פחות מהזרם דרך הנוריות, מתח הפוך - לא פחות מסכום המתח על הנוריות. עדיף, קח מספר זוגי של נוריות LED והפעל אותן בצורה אנטי-מקבילית.

באיור מצוירות שלוש נוריות בכל שרשרת, למעשה עשויות להיות יותר מתריסר מהן.
איך מחשבים קבל? ממתח המשרעת של רשת 315V, אנו מפחיתים את סכום מפל המתח על פני נוריות ה-LED (לדוגמה, עבור שלושה לבנים, זה בערך 12 וולט). אנו מקבלים את ירידת המתח על פני הקבל למעלה \u003d 303 V. הקיבול במיקרו-פאראד יהיה שווה ל-(4.45 * I) / Up, כאשר I הוא הזרם הנדרש דרך נוריות ה-LED במיליאמפר. במקרה שלנו, עבור 20 mA, הקיבול יהיה (4.45 * 20) / 303 = 89/303 ~= 0.3 uF. אתה יכול לשים שני קבלים של 0.15uF (150nF) במקביל.

הטעויות הנפוצות ביותר בעת חיבור נוריות

1. חיבור ה-LED ישירות למקור מתח ללא מגביל זרם (נגד או שבב דרייבר מיוחד). נדון לעיל. הנורית נכשלת במהירות בגלל כמות זרם מבוקרת גרועה.

2. חיבור נוריות המחוברות במקביל לנגד משותף. ראשית, עקב פיזור אפשרי של פרמטרים, נוריות הלד ידלקו בבהירות שונה. שנית, ומשמעותית יותר, אם אחת מהנוריות נכשלת, הזרם של השני יוכפל, והוא עלול גם להישרף. במקרה של שימוש בנגד בודד, כדאי יותר לחבר את הנוריות בסדרות. לאחר מכן, בעת חישוב הנגד, אנו משאירים את הזרם זהה (לדוגמה, 10 mA), ומוסיפים את מפל המתח קדימה של הנוריות (לדוגמה, 1.8 V + 2.1 V = 3.9 V).

3. הדלקת נוריות בטור, המיועדות לזרמים שונים. במקרה זה, אחת מהנוריות תתבלה או תזהר במעומעם - בהתאם להגדרה הנוכחית של הנגד המגביל.

4. התקנת נגד בעל התנגדות לא מספקת. כתוצאה מכך, הזרם הזורם דרך הנורית גדול מדי. מכיוון שחלק מהאנרגיה מומרת לחום עקב פגמים בסריג הגביש, היא הופכת ליותר מדי בזרמים גבוהים. הגביש מתחמם יתר על המידה, וכתוצאה מכך חיי השירות שלו מצטמצמים באופן משמעותי. עם הערכת יתר גדולה עוד יותר של הזרם, עקב החימום של אזור צומת p-n, התשואה הקוונטית הפנימית יורדת, בהירות הנורית יורדת (זה בולט במיוחד עבור נוריות לד אדומות), והגביש מתחיל להתפורר בצורה קטסטרופלית.

5. חיבור ה-LED לרשת AC (למשל 220V) ללא נקיטת אמצעים להגבלת מתח הפוך. לרוב נוריות ה-LED יש מגבלת מתח הפוך של כ-2 וולט, בעוד שמתח חצי המחזור ההפוך כאשר הנורית כבויה יוצר מפל מתח על פניו השווה למתח האספקה. ישנן תוכניות רבות ושונות שאינן כוללות את ההשפעה ההרסנית של מתח הפוך. הפשוט ביותר נדון לעיל.

6. התקנת נגד בעל כוח לא מספיק. כתוצאה מכך, הנגד מתחמם מאוד ומתחיל להמיס את הבידוד של החוטים הנוגעים בו. ואז הצבע נשרף עליו, ובסופו של דבר הוא מתמוטט בהשפעת טמפרטורה גבוהה. הנגד יכול להתפזר ללא כאב, לא יותר מהכוח עבורו הוא מיועד.

נוריות מהבהבות

LED המהבהב (MSD) הוא LED עם מחולל פולסים משולב מובנה בתדר הבזק של 1.5-3 הרץ.
למרות הקומפקטיות, הנורית המהבהבת כוללת מחולל שבב מוליכים למחצה וכמה אלמנטים נוספים. ראוי גם לציין שה-LED המהבהב הוא די תכליתי - מתח האספקה של LED כזה יכול לנוע בין 3 ל-14 וולט עבור מתח גבוה, ובין 1.8 ל-5 וולט עבור דגימות במתח נמוך.

תכונות ייחודיות של דיודת סט מהבהבת:

בכמה גרסאות של נוריות מהבהבות, ניתן לבנות מספר (בדרך כלל 3) נוריות LED רב-צבעיות עם מרווחי הבזק שונים.
השימוש בנוריות מהבהבות מוצדק במכשירים קומפקטיים, שבהם יש דרישות גבוהות לממדים של רכיבי רדיו ואספקת חשמל - נוריות מהבהבות הן חסכוניות מאוד, מכיוון שהמעגל האלקטרוני MSD עשוי על מבני MOS. LED מהבהב יכול להחליף בקלות יחידה פונקציונלית שלמה.

הייעוד הגרפי הסמלי של נורית מהבהבת בדיאגרמות סכמטיות אינו שונה מהייעוד של נורית LED קונבנציונלית, אלא שקווי החצים מנוקדים ומסמלים את המאפיינים המהבהבים של הנורית.

אם תסתכל דרך הבית השקוף של נורית ה-LED המהבהבת, תבחין שהוא מורכב משני חלקים. על בסיס הקתודה (טרמינל שלילי), מוצב גביש דיודה פולט אור.
שבב המתנד ממוקם בבסיס מסוף האנודה.
באמצעות שלושה מגשרים לחוטי זהב כל חלקי המכשיר המשולב הזה מחוברים.

קל להבחין בין MSD לבין LED קונבנציונלי על ידי המראה שלו, כשהיא מסתכלת על המקרה שלו דרך האור. בתוך ה-MSD יש שני מצעים באותו גודל בערך. על הראשון שבהם ישנה קוביית פולט אור גבישי העשויה מסגסוגת אדמה נדירה.
רפלקטור אלומיניום פרבולי (2) משמש להגברת שטף האור, מיקוד ועיצוב תבנית הקרינה. ב-MSD הוא מעט קטן יותר בקוטר מאשר ב-LED קונבנציונלי, מכיוון שהחלק השני של החבילה תפוס על ידי מצע עם מעגל משולב (3).
שני המצעים מחוברים חשמלית זה לזה על ידי שני מגשרים לחוטי זהב (4). גוף MSD (5) עשוי מפלסטיק מט מפזר אור או פלסטיק שקוף.
הפולט ב-MSD אינו ממוקם על ציר הסימטריה של הגוף, לכן, כדי להבטיח תאורה אחידה, נעשה לרוב שימוש במנחה אור מפוזר בצבע מונוליטי. המארז השקוף נמצא רק ב-MSD בקטרים גדולים עם דפוס קרינה צר.

שבב המתנד מורכב ממתנד ראשי בתדר גבוה - הוא עובד ללא הרף - התדר שלו, לפי הערכות שונות, נע סביב 100 קילו-הרץ. יחד עם מחולל ה-RF פועל מחלק על אלמנטים לוגיים, המחלק את התדר הגבוה לערך של 1.5-3 הרץ. השימוש בגנרטור בתדר גבוה בשילוב עם מחלק תדרים נובע מכך שהטמעת מחולל בתדר נמוך מצריך שימוש בקבל בעל קיבולת גדולה למעגל התזמון.

כדי להביא את התדר הגבוה לערך של 1-3 הרץ, משתמשים במחלקים על אלמנטים לוגיים, שקל למקם אותם על שטח קטן של גביש המוליך למחצה.
בנוסף למתנד ה-RF הראשי ולמחלק, מפתח אלקטרוני ודיודה מגן עשויים על מצע המוליך למחצה. עבור נוריות מהבהבות, המיועדות למתח אספקה של 3-12 וולט, מובנה גם נגד מגביל. ל-MSD במתח נמוך אין נגד מגביל נדרשת דיודה מגן כדי למנוע נזק למעגל המיקרו בעת היפוך הכוח.

להפעלה אמינה וארוכת טווח של MSDs במתח גבוה, רצוי להגביל את מתח האספקה ל-9 וולט. עם עלייה במתח, ההספק המתפזר של ה-MSD גדל, וכתוצאה מכך, החימום של הגביש המוליך למחצה. לאורך זמן, חום מוגזם עלול לגרום ללד המהבהב להתקלקל במהירות.

ניתן לבדוק בבטחה את יכולת השירות של נורית מהבהבת באמצעות סוללת 4.5 וולט ונגד 51 אוהם המחוברים בסדרה עם הלד, בהספק של 0.25 וואט לפחות.

ניתן לבדוק את תקינותה של דיודת ה-IR באמצעות מצלמת טלפון סלולרי.
אנו מפעילים את המצלמה במצב צילום, תופסים את הדיודה במכשיר (לדוגמה, השלט), לוחצים על הכפתורים בשלט הרחוק, דיודת ה-IR הפועלת צריכה להבהב במקרה זה.

לסיכום, כדאי לשים לב לנושאים כמו הלחמה והרכבת נוריות לד. אלו גם נושאים חשובים מאוד המשפיעים על הכדאיות שלהם.
נוריות ומיקרו-מעגלים מפחדים מחיבור סטטי, לא תקין והתחממות יתר, הלחמה של חלקים אלה צריכה להיות מהירה ככל האפשר. כדאי להשתמש במלחם בעל הספק נמוך עם טמפרטורת קצה של לא יותר מ-260 מעלות והלחמה לא יותר מ-3-5 שניות (המלצות היצרן). זה לא יהיה מיותר להשתמש בפינצטה רפואית בעת הלחמה. הלד נלקח בפינצטה גבוה יותר לגוף, מה שמספק הסרת חום נוספת מהגביש במהלך ההלחמה.
יש לכופף את רגלי ה-LED ברדיוס קטן (כדי שלא ישברו). כתוצאה מהקימורים המורכבים, הרגליים בבסיס המארז צריכות להישאר במצב היצרן וצריכות להיות מקבילות ולא מתוחות (אחרת הוא יתעייף והגביש ייפול מהרגליים).