Ivalt.ru

И-Вольт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Сила тока при параллельном соединении светодиодов

Вопросы подключения мощных светодиодов

Предисловие.

Когда-то давно я писал статью про подключение мощных светодиодов для одного сайта, который так и умер, не родившись — статья осталась лежать в столе. Несколько позже я писал длинный пост на Радиокоте, посвященный этой же теме. А недавно в обсуждении статьи про мой дачный фонарь прозвучала просьба пояснить, для чего все эти пляски с импульсными драйверами и отчего бы не использовать резистор. В ответ я обещал посвятить этому статью. Сим я выполняю это обещание, а заодно и утилизирую накопившийся в столе материал, скомбинировав и переработав его. Dixi.

Идемте верным путем, товарищи!

В наши дни каждый прогрессивный человек знает, что светодиоды — будущее освещения. У них огромный по современным меркам световой КПД, малые габариты, малое рабочее напряжение… Одним словом, идеальный источник света. Единственное, что смущает, это их цены. Однако, уже довольно давно в продаже есть одноваттные светодиоды, которые, на мой взгляд, являют собой оптимальное соотношение цена/характеристики, что позволяет с уверенностью говорить о целесообразности их применения для освещения уже сегодня.

Помимо же осознания важности светодиодов для народного хозяйства, прогрессивного человека сегодняшнего дня также отличает осознание того факта, что светодиод — прибор токовый. А это означает, что перед тем, как наслаждаться осознанием своей прогрессивности, созерцая свет сих приборов будущего, мы неизбежно должны построить стабилизатор тока. Однако перед тем, как заняться этим достойным делом, я хотел бы сделать небольшое отступление, предназначенное для заблудших,
доныне не познавших светодиодное дао, и упорно пытающихся подключать оные кристаллы к разнообразным источникам напряжения.

Почему не батарейка?

В принципе, теоретически, если мы определили напряжение на конкретном светодиоде при нужном токе, и потом поддерживаем его с высокой точностью, все вроде должно быть хорошо, и вроде как светодиод при таких условиях должен нормально работать от источника напряжения. Отлично. А теперь давайте подогреем сей кристалл градусов этак на пятнадцать (а если кристалл мощный, так он и сам нагреется, без нашей помощи). Или охладим. Или просто подождем, пока он постареет. Все эти факторы оказывают влияние на рабочее напряжение. Что будет? Если мы его нагреем, то рабочее напряжение диода упадет (ибо упадет сопротивление, полупроводник все же). Однако источник будет стараться держать напряжение на диоде стабильным, поднимая ток по экспоненциальной ВАХ диода. Очевидно, что в этом случае кристалл будет еще сильнее разогреваться от проходящего тока, его сопротивление будет еще больше падать, ток будет расти еще больше, и светодиод сгорит.

Потому светодиод прежде всего требует поддержания стабильного рабочего тока.

Выбираем источник тока.

Первое, что приходит в голову — включить последовательно со светодиодом резистор. Однако давайте посмотрим, чем нам это грозит.

Да, совсем забыл сказать — если мы хотим подключить несколько светодиодов к одному источнику, разумно включать их последовательно, ибо, как уже говорилось, светодиод — токовый прибор. Поэтому, включая несколько одинаковых светодиодов, мы должны включать их так, чтобы обеспечить одинаковость тока. А это возможно именно при последовательном подключении (при условии, что максимальное напряжение, которое может выдать наш источник, больше суммы падений на диодах). В противном случае нам придется делать отдельный стабилизатор тока для каждого светодиода, поскольку, если запараллелить их напрямую, то из-за разности рабочих сопротивлений токи неизбежно будут отличаться, что в перспективе также может привести к перегреву и выходу из строя сначала одного, а потом и всех диодов по очереди, поскольку с выгоранием очередного диода ток через оставшиеся будет расти, провоцируя еще более скорый выход последующих из строя.

Так вот, давайте посчитаем. Светодиод у нас потребляет ток I при среднем напряжении на нем Uпр. Тогда резистор должен принимать на себя оставшиеся Uпит.-Uпр. вольт (где Uпит. — напряжение питания). Соответственно, сопротивление резистора можно сосчитать по закону Ома:

При этом мощность, на нем рассеиваемая, будет равна

Вроде бы ничего страшного, более того, для маломощных светодиодов такой подход можно считать правильным, поскольку при напряжениях питания, существенно превосходящих среднее прямое падение на диоде и малых токах (20 — 50мА) номинал резистора получается достаточно большим для того, чтобы пристойно стабилизировать ток через диод. Происходит это следующим образом: при нагреве диода ток, как уже было выяснено, пытается вырасти, а вместе с ним растет и напряжение, которое падает на резисторе; т.о., напряжение на диоде опускается до нового, соответствующего новым условям.

Однако давайте попробуем посчитать потери на резисторе исходя из того, что мы собираемся подключать не какой-нибудь 5мм светодиод, а хороший такой одноваттный Luxeon. Обычный рабочий ток одноваттного светодиода — 350мА, среднее падение на нем примем равным 3.5В. Тогда при 12В источнике питания мощность, рассеиваемая на резисторе, составит 3 Ватта! При том, что сам светодиод у нас потребляет один Ватт! Таким образом, почти полностью теряется преимущество светодиода в КПД. Кроме того, это решение страдает еще рядом недостатков. Во-первых, невозможно заранее точно расчитать сопротивление резистора. Говоря про падение напряжения, я не случайно сказал что беру «среднее», ибо, как уже было не раз сказано, нормируется только рабочий ток, а напряжение на каждом отдельном светодиоде свое. При этом во время работы оно может изменяться в довольно широких пределах, в частности, из-за нагрева светодиода, изменения погоды на Марсе и ряду других причин. Однако, оно явно входит в формулу расчета резистора. Поэтому заранее точно рассчитать сопротивление невозможно. Во вторых, при подключении светодиода через резистор ток будет зависить от напряжения на входе. И нам потребуется стабилизировать еще и напряжение, при этом мы будем еще сильнее проигрывать в КПД. И, наконец, в-третьих, очевидно, что, чем мощнее диод, тем меньший номинал резистора для него потребуется. Но из вышесказанного также очевидно, что стабилизирующая способность резистора напрямую зависит от его номинала, причем прямо пропорционально. Одним словом, очевидно, что питать мощные диоды через резистор крайне нежелательно.

Как же быть?

Посмотрим теперь, как можно исправить перечисленные недостатки. Мощность, выделяющуюся на резисторе, можно сократить, уменьшая падение напряжения на нем. Этого можно добиться, подбирая количество включенных последовательно с ним светодиодов таким образом, чтобы максимально приблизить суммарное падение напряжения на них к напряжению источника питания. Тем не менее, ясно, что это пройдет только с маломощными диодами, которые не слишком чувствительны к стабильности тока. А вот от остальных недостатков без изменения схемотехники уйти невозможно.

Идя по пути совершенствования можно использовать микросхему вроде LM317 для стабилизации тока — это позволит не задумываться о значениях прямого напряжения на светодиодах и улучшить стабильность тока по сравнению с резистором, но даже в таком виде стабилизатор будет рассеивать слишком много тепла, так как в лучшем случае на LM317 будет падать где-то 3В. При этом тепловыделение составит как минимум около ватта, что тоже много, учитывая что светодиод, который мы собираемся использовать, тоже потребляет около ватта. То есть, используя линейный стабилизатор, мы теряем возможность подключить еще как минимум один светодиод.

Что же делать?

А есть ли иное решение, свободное и от повышенного тепловыделения? Оказывается, есть! Во всех предыдущих вариантах мы стабилизировали ток, сбрасывая излишек энергии в виде тепла на регулирующем элементе. Между тем существует другой подход к стабилизации: сначала мы берем нужную нам порцию энергии от источника, а потом передаем ее потребителю уже при другом напряжении и токе, сохраняется только количество энергии. При таком подходе КПД часто переваливает за 90%. Этот принцип реализуется в так называемых импульсных стабилизаторах, которыми и являются большинство драйверов мощных светодиодов. По сути это источники напряжения с обратной связью по току — т.е., они сами подстраивают выходное напряжение так, чтобы ток во внешней цепи был постоянен.

Собственно, импульсные драйверы и являются наилучшим выбором. Возможно я напишу о них в одной из следующих статей.

Соединение светодиодов. Последовательное, параллельное включение оптоэлектронных приборов, оптронов, оптопар, твердотельных реле

Как правильно включить светодиод, соединять их и входные цепи приборов на их основе (оптронов, твердотельных реле)? (10+)

1 2

В схемах нередко приходится объединять в группы светоизлучающие полупроводниковые приборы (светодиоды и устройства на их основе). В таких группах нужно обеспечить, чтобы все, соединенные светодиоды имели приблизительно одинаковую яркость свечения. Соединение светодиодов обычно применяется для повышения суммарной яркости. Оптопары и твердотельные реле необходимо включать в группы, чтобы обеспечить одновременное управление несколькими гальванически развязанными выходами. Далее мы будет говорить ‘светодиод’, понимая, что на входе оптоэлектронных приборов и твердотельных реле стоит светодиод, и все, что сказано для светоизлучающих диодов, верно и для входных цепей оптоэлектроники.

Параллельное включение

Когда возникает описанная выше задача, первое, что приходит в голову — соединить параллельно. Но такое лобовое решение на самом деле неприемлемо. Дело в том, что напряжение, при котором светодиод начинает светиться, разное у разных светодиодов даже одного типа и одной производственной партии. Разброс может составлять несколько процентов, а отклонение питающего напряжения от оптимального на несколько процентов приводит к изменению яркости свечения в разы.

Читать еще:  Как подключить провод от кабельного телевидения

Вашему вниманию подборка материалов:

Практика проектирования электронных схем Искусство разработки устройств. Элементная база. Типовые схемы. Примеры готовых устройств. Подробные описания. Онлайн расчет. Возможность задать вопрос авторам

Светодиод ведет себя, как стабилитрон. Ток через него практически не идет, когда напряжение ниже номинального и экспоненциально нарастает при превышении напряжением этого значения. Таким образом яркость светодиодов, соединенных параллельно, может отличаться в разы. Соединенные таким образом оптроны или реле ведут себя странно. Одно реле открывается, а другое принципиально не хочет. Теперь Вам стала понятна причина этого явления.

Но на самом деле все намного хуже. Напряжение отпирания сильно снижается при даже небольшом росте температуры. Так что тот светодиод, который с самого начала горит ярче, еще и сильнее нагревается, начинает отбирать все больший ток, и светиться еще ярче, в то время, как его соседи совсем перестают работать.

Решение есть. В любом случае светодиоды нельзя подключать к источнику напряжения напрямую, так как напряжение источника может отличаться от напряжения отпирания. Применяется токоограничивающий резистор. При параллельном включении светодиодов нужно применять отдельный резистор на каждый светодиод, а параллельно включать уже пары светодиод — резистор. Резисторы выровняют силу тока через разные светодиоды и обеспечат стабильную работу.

Такой подход хорошо работает, если напряжение питания в разы превышает напряжение включения светодиода. Тогда можно выбрать резистор довольно большого сопротивления и получить относительно стабильный ток через светодиод.

[Сопротивление токоограничивающего резистора, кОм] = ([Напряжение питания, В] — [Рабочее напряжение светодиода, В]) / [Рабочий ток светодиода, мА]

Что делать, если напряжение питания превышает рабочее напряжение светодиода всего на 1 — 2 вольта. Есть такое оригинальное решение использующее, что ток коллектора биполярного транзистора пропорционален току базы и мало зависит от напряжения коллектор — эмиттер. При этом напряжение насыщения коллектор — эмиттер может составлять десятые доли вольта, так что предлагаемая схема работает при условии превышения питающего напряжения над рабочим напряжением светодиода всего на несколько десятых вольта.

Коэффициент передачи тока транзистора имеет большой разброс, так что сопротивление резистора в цепи базы нужно подбирать в широких пределах для каждого конкретного транзистора, чтобы получить нужный ток коллектора. Чтобы не спалить транзистор и светодиод, начинать подбор нужно со следующего значения.

[Сопротивление резистора в цепи базы, кОм] = [Напряжение питания, В] * [Максимально возможный для этого транзистора коэффициент передачи тока] / [Рабочий ток светодиода, мА]

При параллельном включении каждый светодиод обвязывается описанным способом, а потом такие блоки включаются параллельно.

Если нам нужно включить только один светодиод, то опять же подход зависит от напряжения питания. Если оно довольно велико, используем резистор, если близко к рабочему напряжению, то — токозадающую цепь на транзисторе.

Описанная схема с транзистором хороша тем, что позволяет проектировать цепи питания светодиодов с напряжением, очень близким к рабочему напряжению светодиода, а значит — высоким КПД. Потери на питание цепи базы при выборе транзистора с высоким коэффициентом передачи, минимальные.

Последовательное соединение

А вот последовательно соединять светодиоды очень легко. Через всю цепь будет течь одинаковый ток. Все светодиоды будут светить с одинаковой яркостью (яркость свечения зависит именно от силы тока), а напряжение питания автоматически правильно распределится между светодиодами. При этом суммарное рабочее напряжение цепи будет равно сумме рабочих напряжений светодиодов. Полученная цепь будет вести себя, как один светодиод с большим рабочим напряжением.

Для полученной цепи верны все соображения по питанию одиночного светодиода. Необходимы токоограничивающие цепи, резисторная или другая. Такие цепочки можно дальше соединять параллельно (с учетом сказанного выше для одиночных элементов). Получится параллельно — последовательное соединение.

1 2

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.

Как не спутать плюс и минус? Защита от переполярности. Описание.
Схема защиты от неправильной полярности подключения (переполюсовки) зарядных уст.

Резонансный инвертор, преобразователь напряжения повышающий. Принцип р.
Сборка и наладка повышающего преобразователя напряжения. Описание принципа работ.

Транзисторы КТ502, 2Т502. Справочник, справочные данные, параметры, цо.
Характеристики и применение биполярных транзисторов КТ502 (КТ502А, КТ502Б, КТ502.

Датчик уровня жидкости. Реле. Автоматическое включение / выключение на.
Автомат наполнения емкости с водой включает и выключает насос в зависимости от у.

Сила тока при параллельном соединении светодиодов

Текущее время: Вт сен 28, 2021 16:49:55

Часовой пояс: UTC + 3 часа

Последовательно-параллельное включение светодиодов

Страница 1 из 1[ Сообщений: 5 ]

Я конечно понимаю, что эта тема обмуслонеа уже везде и всюду, но все же спрошу.
Существует утверждение, что последовательно-параллельное включение светодиодов, является смертоносным для входящих в него светодиодов.
———-|- LED-LED-LED-|
VCC — RES|- LED-LED-LED-| GND
———-|- LED-LED-LED-|
Утверждается, что светодиоды имеют неравномерное токовое потребление, из-за чего некоторые светодиоды потребляют меньше а некоторые больше. А те которые больше, кушают намного больше чем можно, соответственно в скором времени им придет the end. Верно ли это утверждение. Сомнение вызывает тот факт, что почти все разобранные мной низковольтные led лампы с большим количеством светодиодов, имели в схеме именно такую конструкцию.

Вопрос второй — требуемая мощность рассеивания резистора в случае со светодиодом определяется только проходящим через резистор током? Вопрос связан в связи вот с этим вот калькулятором http://www.casemods.ru/services/raschet_rezistora.html
Мне неясно откуда берется минимальная мощность резистора?

_________________
О сколько нам открытий чудных готовят просвещенья дух.

«Когда у общества нет цветовой дифференциации штанов, то нет цели!»

Лучшее враг хорошего .

JLCPCB, всего $2 за прототип печатной платы! Цвет — любой!

Зарегистрируйтесь и получите два купона по 5$ каждый:https://jlcpcb.com/cwc

_________________
Мудрость приходит вместе с импотенцией.

Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет

Тут вопрос куда их пихать. У меня в лампе 19 цепочек по три светодиода. При этом максимальный размер драйвера, который может влезть внутрь составляет 15ммx30мм. Т.е. резисторы то я может быть еще и упакую, а вот систему стабилизации (выпрямитель, фильтр, стаб) уже впихивать некуда будет.
Т. е. вероятно этими проблемами и обусловлено столь малое количество моделей замкнутых, много светодиодных низковольтных ламп?

Хорошо, вопрос с другой стороны. А если я эти светодиоды запитаю все последовательно, т. е. напряжение питания будет 182 вольта. Тогда внутрь можно будет запихнуть небольшой импульсник или емкостное сопротивление. А как они будут вести себя светодиоды при одном резисторе?

Приглашаем всех желающих 13 октября 2021 г. посетить вебинар, посвященный искусственному интеллекту, машинному обучению и решениям для их реализации от Microchip. Современные среды для глубинного обучения нейронных сетей позволяют без детального изучения предмета развернуть искусственную нейронную сеть (ANN) не только на производительных микропроцессорах и ПЛИС, но и на 32-битных микроконтроллерах. А благодаря широкому портфолио Microchip, включающему в себя диапазон компонентов от микроконтроллеров и датчиков до ПЛИС, средств скоростной передачи и хранения информации, возможно решить весь спектр задач, возникающий при обучении, верификации и развёртывании модели ANN.

_________________
О сколько нам открытий чудных готовят просвещенья дух.

«Когда у общества нет цветовой дифференциации штанов, то нет цели!»

Лучшее враг хорошего .

Компания Компэл приглашает 30 сентября на вебинар посвященный экономичным решениям МЕAN WELL. На вебинаре мы рассмотрим, как решения MEAN WELL позволяют сэкономить при выборе оптимального источника питания для ваших приложений. Будут представлены основные группы источников питания по конструктивным признакам и по областям применения в контексте их стоимости или их особенностей, позволяющих снизить затраты на электропитание конечного устройства.

Часовой пояс: UTC + 3 часа

Кто сейчас на форуме

Сейчас этот форум просматривают: 0xFF, Fajustov и гости: 39

Питание светодиодов от 220В своими руками — схема подключения

Без светодиодов трудно обойтись при проектировании электронной аппаратуры, а также при изготовлении экономичных осветительных приборов. Их надежность, простота монтажа и относительная дешевизна привлекают внимание разработчиков бытовых и промышленных светильников. Поэтому многих пользователей интересуют схемные решения по включению светодиода, предполагающие прямую подачу на него фазного напряжения. Неспециалистам в области электроники и электрики полезно будет узнать, как подключить светодиод к 220В.

  1. Технические особенности диода
  2. Полюса светодиода
  3. Способы подключения
  4. Шунтирование светодиода обычным диодом (встречно-параллельное подключение)
  5. Ограничение с помощью конденсатора
  6. Нюансы подключения к сети 220 Вольт
  7. Схема лед драйвера на 220 вольт
  8. Вариант драйвера без стабилизатора тока
  9. Безопасность при подключении

Технические особенности диода

По определению светодиод, схема которого схожа с обычным диодом, – это тот же полупроводник, пропускающий ток в одном направлении и излучающий свет при его протекании. Его рабочий переход не рассчитан на высокие напряжения, поэтому для загорания светодиодного элемента вполне достаточно всего нескольких вольт. Другой особенностью этого прибора является необходимость подачи на него постоянного напряжения, так как при переменных 220 Вольт светодиод будет мигать с частотой сети (50Герц). Считается, что глаз человека не реагирует на такие мигания и что они не причиняют ему вреда. Но все же согласно действующим стандартам для его работы нужно использовать постоянный потенциал. В противном случае приходится применять особые меры защиты от опасных обратных напряжений.

Большинство образцов осветительной техники, в которых диоды используются в качестве элементов освещения, включаются в сеть через специальные преобразователи – драйверы. Эти устройства необходимы для получения из исходного сетевого напряжения постоянных 12, 24, 36 или 48 Вольт. Несмотря на их широкое распространение в быту нередки ситуации, когда обстоятельства вынуждают обходиться без драйвера. В этом случае важно уметь включать светодиоды в 220 В.

Полюса светодиода

Чтобы ознакомиться со схемами включения и распайкой диодного элемента, нужно узнать, как выглядит распиновка светодиода. В качестве его графического обозначения используется треугольник, к одному из углов которого примыкает короткая вертикальная полоса – на схеме она называется катодом. Он считается выходным для постоянного тока, втекающего с обратной стороны. Туда подается положительный потенциал от источника питания и поэтому входной контакт называется анодом (по аналогии с электронными лампами).

Выпускаемые промышленностью светодиоды имеют всего два вывода (реже – три или даже четыре). Известны три способа определения их полярности:

  • визуальный метод, позволяющий определить анод элемента по характерному выступу на одной из ножек;
  • с помощью мультиметра в режиме «Проверка диодов»;
  • посредством блока питания с постоянным выходным напряжением.

Для определения полярности вторым способом плюсовой конец измерительного шнура тестера в красной изоляции подсоединяется к одному контактному выводу диода, а черный минусовой – к другому. Если прибор показывает прямое напряжение порядка полвольта, со стороны плюсового конца расположен анод. Если на табло индикации появляется знак бесконечности или «0L», с этого конца располагается катод.

При проверке от источника питания на 12 Вольт его плюс следует соединить с одним концом светодиода через ограничивающий резистор 1 кОм. Если диод загорается, его анод находится со стороны плюса блока питания, а если нет – с другого конца.

Способы подключения

Установка дополнительного резистора гасит излишки мощности электричества

Простейший подход к решению проблемы недопустимого для диода обратного напряжения – установка последовательно с ним дополнительного резистора, который способен ограничить 220 Вольт. Этот элемент получил название гасящего, так как он «рассеивает» на себе излишки мощности, оставляя светодиоду необходимые для его работы 12-24 Вольта.

Последовательная установка ограничивающего резистора также решает проблему обратного напряжения на переходе диода, которое снижается до тех же величин. В качестве модификации последовательного включения с ограничением напряжения рассматривается смешанная или комбинированная схема подключения светодиодов в 220 В. В ней на один резистор последовательный резистор приходится несколько параллельно соединенных диодов.

Подключение светодиода можно организовать по схеме, в которой вместо резистора используется обычный диод, имеющий высокое напряжение обратного пробоя (желательно – до 400 Вольт и более). Для этих целей удобнее всего взять типовое изделие марки 1N4007 с заявленным в характеристиках показателем до 1000 Вольт. При его установке в последовательную цепочку (при изготовлении гирлянды, например), обратная часть волны выпрямляется полупроводниковым диодом. Он в этом случае выполняет функцию шунта, защищающего чип светового элемента от пробоя.

Шунтирование светодиода обычным диодом (встречно-параллельное подключение)

Другой распространенный вариант «нейтрализации» обратной полуволны состоит в использовании совместно с гасящим резистором еще одного светодиода, включаемого параллельно и навстречу первому элементу. В этой схеме обратное напряжение «замыкается» через параллельно подключенный диод и ограничивается дополнительным сопротивлением, включенным последовательно.

Такое соединение двух светодиодов напоминает предыдущий вариант, но с одним отличием. Каждый из них работает со «своей» частью синусоиды, обеспечивая другому элементу защиту от пробоя.

Существенный недостаток схемы подключения через гасящий резистор – значительная величина непроизводительно расходуемой мощности, выделяемой на нем вхолостую.

Подтверждением этому является следующий пример. Пусть используется гасящий резистор номиналом 24 кОм и светодиод с рабочим током 9 мА. Рассеиваемая на сопротивлении мощность будет равна 9х9х24=1944 мВт (после округления – порядка 2-х Ватт). Чтобы резистор работал в оптимальном режиме, он выбирается со значением P не менее 3 Вт. На самом светодиоде расходуется совсем ничтожная часть энергии.

С другой стороны, при использовании нескольких последовательно подключенных LED элементов ставить гасящий резистор из соображений оптимального режима их свечения нецелесообразно. Если выбрать очень маленькое по номиналу сопротивление, оно быстро сгорит из-за большого тока и значительной рассеиваемой мощности. Поэтому функцию токоограничивающего элемента в цепи переменного тока естественнее выполнять конденсатору, на котором энергия не теряется.

Ограничение с помощью конденсатора

Использование накопительного конденсатора

Простейшая схема подключения светодиодов через ограничительный конденсатор C характеризуется следующими особенностями:

  • предусматриваются цепочки заряда и разряда, обеспечивающие режимы работы реактивного элемента;
  • потребуется еще один светодиод, необходимый для защиты основного от обратного напряжения;
  • для расчета емкости конденсатора используется полученная опытным путем формула, в которую подставляются конкретные цифры.

Для вычисления значения номинала C нужно умножить силу тока в цепи на выведенный эмпирически путем коэффициент 4,45. После этого следует разделить полученное произведение на разницу между предельным напряжением (310 Вольт) и его падением на светодиоде.

В качестве примера рассмотрим подключение конденсатора к RGB или обычному LED-диоду с падением напряжения на его переходе, равным 3 Вольта и током через него в 9 мА. Согласно рассмотренной формуле его емкость составит 0,13 мкФ. Для введения поправки на ее точное значение следует учитывать, что на величину этого параметра в большей мере влияет токовая составляющая.

Выеденная опытным путем эмпирическая формула действительна лишь для расчета емкостей и параметров светодиодов на 220 В., установленных в сетях частотой 50 Гц. В других частотных диапазонах питающих напряжений (в преобразователях, например), коэффициент 4,45 нуждается в перерасчете.

Нюансы подключения к сети 220 Вольт

Схема подключения светодиода к сети 220В

При использовании различных схем подключения светодиода к сети 220 В возможны некоторые нюансы, учет которых поможет избежать элементарных ошибок в коммутации электрических цепей. Они в основном связаны с величиной тока, протекающего через цепочку при подаче на нее питания. Для их понимания потребуется рассмотреть простейший прибор типа подсветки для декорирования, состоящий из целого набора светодиодных элементов или обычный светильник на их основе.

Значительное внимание обращается на особенности процессов, протекающих в выключателе в момент подачи питания. Для обеспечения «мягкого» режима включения к его контактам потребуется подпаять в параллель гасящий резистор и светодиод-индикатор, обозначающий включенное состояние.

Значение сопротивления подбирается по методикам, описанным ранее.

Только после выключателя с резистором в схеме располагается сама лента с чипами светодиодных элементов. В ней не предусмотрены защитные диоды, так что величина гасящего резистора подбирается из расчета протекающего по цепи тока, он не должен превышать значения порядка 1 мА.

Светодиодный индикатор-лампочка в этой схеме выполняет функцию нагрузки, еще больше ограничивающей ток. Из-за небольшой величины он будет светиться очень тускло, но этого вполне хватает для ночного режима. При действии обратной полуволны напряжение частично гасится на резисторе, что защищает диод от нежелательного пробоя.

Схема лед драйвера на 220 вольт

Более надежный способ, позволяющий запитать светодиоды от сети, – применение специального преобразователя или драйвера, понижающего напряжение до безопасного уровня. Основное назначение драйвера под светодиод 220 вольт – ограничить ток через него в рамках допустимого значения (согласно паспорту). В его состав входят формирователь напряжения, выпрямительный мостик и микросхема токового стабилизатора.

Вариант драйвера без стабилизатора тока

При желании собрать устройство питания светодиодов от 220 В своими руками потребуется знать следующее:

  • при использовании выходного стабилизатора амплитуда пульсаций существенно снижается;
  • в этом случае на самой микросхеме теряется часть мощности, что сказывается на яркости свечения излучающих приборов;
  • при использовании вместо фирменного стабилизатора фильтрующего электролита большой емкости пульсации не полностью сглаживаются, но остаются в допустимых пределах.

При самостоятельном изготовлении драйвера схему можно упростить, поставив на место выходной микросхемы электролит.

Безопасность при подключении

Не следует устанавливать в цепь диодов полярные конденсаторы

При работе со схемой включения диодов в сеть 220 Вольт основную опасность представляет соединенный последовательно с ними ограничивающий конденсатор. Под воздействием сетевого напряжения он заряжается до опасного для человека потенциала. Чтобы избежать неприятностей в этой ситуации рекомендуется:

  • предусмотреть в схеме специальную разрядную резисторную цепочку, управляемую отдельной кнопкой;
  • если сделать это невозможно, перед началом настойки после отключения от сети следует разряжать конденсатор с помощью жала отвертки;
  • не устанавливать в цепь питания диодов полярные конденсаторы, обратный ток которых достигает значений, способных «выжечь» схему.

Подключить светодиодные элементы на 220 Вольт удается лишь с помощью специальных элементов, вводимых в схему дополнительно. В этом случае можно обойтись без понижающего трансформатора и блока питания, традиционно используемых для подключения низковольтных осветителей. Основная задача добавочных элементов в схеме подключения светодиода в 220В – ограничить и выпрямить ток через него, а также защитить полупроводниковый переход от обратной полуволны.

Светлый угол — светодиоды

. форум о светодиодах и свете

  • Список форумовСВЕТОДИОДЫ — практическое применениеПитание и подключение светодиодов
  • Изменить размер шрифта
  • Для печати
  • FAQ
  • Регистрация
  • Вход

Паралельно и последовательно. Объясните чайнику

Паралельно и последовательно. Объясните чайнику

evidence » 09 июн 2014, 02:17

Собственно, в предыдущую тему о создании 20 прожекторов в цех, столкнулся с тем, что хочу использовать массив из 50-ти светодиодов Кри — 3в, 500-550мА, но не соображаю ничего в электрике, и хочу пододбрать максимально эффективный драйвер.
Т.е., если я запитываю последовательно все 50 штук, то мне нужен драйвер, способный выдавать, к примеру, 550ма и 150 с лишним вольт. А если я хочу запитать параллельно по 25 штук? Мне нужен драйвер на 1100мА, но сколько нужно вольт? 150 или же тоже в два раза меньше, т.е. 75 ?

Смотрю в сторону Meanwell LPC серии. А может и HLG, но они в 3 раза дороже. В раздумиях, вообщем

Заранее благодарен за разъяснения

Re: Паралельно и последовательно. Объясните чайнику

Invisible_Light » 09 июн 2014, 03:27

При параллельном соединении токи суммируются 550*25=13.750 мА (13,75А). Напряжение равно одному диоду =>3V. Итого 6-7V. Но какой смысл?? При параллельном соединении большого количества далеко разнесённых диодов начнёт сильно влиять сопротивление проводов. Как следствие, будет большое падение на проводах, перекос напряжений и токов на диоды. Ближние к подключению диоды будут в дикой перегрузке, дальние в недогрузке. Вся схема посыплется как карточный домик, если будет предусмотрена стабилизация выходного тока с источника.
Неспроста предпочтительно именно последовательное соединение диодов — ток единый во всей цепи, независимо от возможной разности падений напряжения на разных диодах.

Похоже, вы хотите запитать две параллельные цепи по 25 последовательно? Из ваших расчетов так получается.
Лучше запитывать раздельными драйверами последовательные цепи.

Re: Паралельно и последовательно. Объясните чайнику

evidence » 09 июн 2014, 21:44

Re: Паралельно и последовательно. Объясните чайнику

Invisible_Light » 09 июн 2014, 22:01

Re: Паралельно и последовательно. Объясните чайнику

казанец » 09 июн 2014, 22:04

Re: Паралельно и последовательно. Объясните чайнику

evidence » 09 июн 2014, 22:46

Re: Паралельно и последовательно. Объясните чайнику

Дилетант » 09 июн 2014, 23:25

При последовательном соединении (в цепочку один за другим) напряжения для отдельных диодов суммируется. Если, например, падение напряжения одного светодиода (это и есть напряжение, требуемое для одного светодиода) 3,2В (вольт) и вы соедините последовательно 25 штук таких светодиодов, то понадобится источник питания, который обеспечивает напряжение не меньше чем 3,2В х 25 = 80В. Если вы соедините 50 таких светодиодов, понадобится 3,2В х 50 = 160В. При этом ток, который потребуется для этой ветки последовательно соединенных светодиодов, нужен будет один и тот же и равен он току, который требуется отдельному светодиоду. Если один светодиод требует, например, 350мА (милиампер), то и 25 и 50 таких светодиодов, соединенных последовательно в одну цепочку, потребуют тоже 350мА.

Если же вы соедините параллельно две, три или более цепочек светодиодов, состоящих из 50 светодиодов каждая, всей конструкции все равно понадобится 160В. Параллельное подсоединение новых веток не увеличивает требуемого напряжения. Параллельное соединение увеличивает потребляемый ток. Например, если отдельный светодиод (и вся последовательная цепочка) требует 350мА, а вы соединяете параллельно две такие ветки, то всей конструкции понадобится уже
350мА х 2 = 700мА. Если соедините 3 такие ветки, то понадобится 350мА х 3 = 1050мА и т.д.

Re: Паралельно и последовательно. Объясните чайнику

evidence » 10 июн 2014, 02:46

Спасибо, доходчиво и понятно! Но меня все же смущает одно: почему в приведенной мной выше ссылке, подключено две параллельные линейки по 12 светодиодов, которые в сумме потребляют 24 * 3.2 = 76,8 вольт к драйверу, который выдает максимум 48В. По амперажу, понятно — суммируется, т.е. диоду нужно 600ма, драйвер выдает 1200ма, но так как параллельных линий две, каждому выдается 600. Но вот с вольтажом не понятно.

А самая нижняя линейка? Все тех же, но уже, 48 диодов, подключено к драйверу, который выдает максимум 48В, но 3.2А. И указано, что они рекомедуют такую конфигурацию и такой драйвер, если нужно запитать 4 линейки по 12 штук светодиодов «прожорливостью» 3.2В и 700-800мА.

Меня ставят в тупик именно эти «маневры» с вольтажом

Re: Паралельно и последовательно. Объясните чайнику

Invisible_Light » 10 июн 2014, 03:03

Re: Паралельно и последовательно. Объясните чайнику

evidence » 10 июн 2014, 04:29

Re: Паралельно и последовательно. Объясните чайнику

Invisible_Light » 10 июн 2014, 08:08

Re: Паралельно и последовательно. Объясните чайнику

evidence » 11 июн 2014, 02:32

Re: Паралельно и последовательно. Объясните чайнику

казанец » 11 июн 2014, 13:07

Специально для Вас!
. Применение драйверов на практике

Большинство людей, планирующих использовать светодиоды, совершают типичную ошибку. Сначала приобретаются сами СИД, затем под них подбирается драйвер. Ошибкой это можно считать потому, что в настоящее время мест, где можно приобрести в достаточном ассортименте драйвера, не так уж и много. В итоге, имея на руках вожделенные светодиоды, вы ломаете голову — как подобрать драйвер из имеющегося в наличии. Вот купили вы 10 светодиодов — а драйвера только на 9 есть. И приходится ломать голову — как быть с этим лишним светодиодом. Может быть, проще было сразу на 9 рассчитывать. Поэтому выбор драйвера должен происходить одновременно с выбором светодиодов. Далее, нужно учитывать особенности светодиодов, а именно падение напряжения на них. К примеру, красный 1 Вт светодиод имеет рабочий ток 300 мА и падение напряжения 1,8-2 В. Потребляемая им мощность составит 0,3 х 2 = 0,6 Вт . А вот синий или белый светодиод имеет при таком же токе падение напряжения 3-3,4 В, то есть мощность 1 Вт. Стало быть, драйвер с током 300 мА и мощностью 10 Вт «потянет» 10 белых или 15 красных светодиодов. Разница существенная. Типовая схема подключения 1 Вт светодиодов к драйверу с выходным током 300 мА выглядит так :

подключение светодиодов к драйверу 300 мА

У стандартных 1 Вт светодиодов минусовой вывод больше плюсового по размеру, поэтому его легко отличить.

Как же быть, если доступны только драйвера с током 700 мА ? Тогда придется использовать четное количество светодиодов, включая их по два параллельно.

подключение светодиодов к драйверу 700 мА

Хочу заметить, что многие ошибочно предполагают, что рабочий ток 1 Вт светодиодов — 350 мА. Это не так, 350 мА — это МАКСИМАЛЬНЫЙ рабочий ток. Это означает, что при продолжительной работе необходимо использовать источник питания с током 300-330 мА. Это же верно и для параллельного включения — ток на один светодиод не должен превышать указанной цифры 300-330 мА. Вовсе не значит, что работа на повышенном токе вызовет отказ светодиода. Но при недостаточном теплоотводе каждый лишний миллиампер способен сократить срок службы. К тому же чем выше ток — тем ниже КПД светодиода, а значит, сильнее его нагрев.

Если речь пойдет о подключении светодиодной ленты или модулей, рассчитанных на 12 или 24 вольта, нужно принимать во внимание, что предлагаемые для них источники питания ограничивают напряжение, а не ток, то есть не являются драйверами в принятой терминологии. Это означает, во первых, что нужно внимательно следить за мощностью нагрузки, подключаемой к определенному блоку питания. Во-вторых, если блок недостаточно стабилен, скачок выходного напряжения может погубить вашу ленту. Слегка облегчает жизнь то, что в лентах и модулях (кластерах) установлены резисторы, позводяющие ограничить ток до определенной степени. Надо сказать, светодиодная лента потребляет относительно большой ток. Например, лента smd 5050 , количество светодиодов в которой составляет 60 штук на метр, потребляет около 1,2 А на метр. То есть для запитки 5 метров понадобится блок питания с током не менее 7-8 ампер. При этом 6 ампер потребит сама лента, а один-два ампера нужно оставить про запас, чтобы не перегружить блок. А 8 ампер — это почти 100 ватт. Такие блоки недешевы.
Драйверы более оптимальны для подключения ленты, но найти такие специфические драйвера проблематично.

Подытоживая, можно сказать, что выбору драйвера для светодиодов нужно уделять не меньше, а то и больше внимания, чем светодиодам. Небрежность при выборе чревата выходом из строя светодиодов, драйвера, чрезмерным потреблением и другими прелестями

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector