Последовательное соединение светодиодов и параллельное подключение: схемы включения светодиодов параллельно и последовательно, как правильно соединить ленты или панели к сети с напряжением 12 и 220 вольт

Принципы подключения

В подсветке и индикации активно используются светодиоды. Сделать светильники можно своими руками, поэтому важно знать, как подключить светодиоды.

Основные способы подключения:

• параллельный;
• последовательный;
• комбинированный.

Основные причины выхода из строя светодиодных цепочек:

• неправильное подключение;
• некачественные диоды или блоки питания.

Конструкция эмиттерного диода предполагает его подключение к источнику постоянного тока. При подключении важно соблюдать полярность компонента: если перепутать катод и анод, диод не будет излучать световой поток.

Важно! На каждый компонент есть техническая документация, в которой указана полярность. Его можно узнать по маркировке компонентов или визуально.

Полярность

Определить, какой из электродов плюс, а какой минус, можно несколькими способами.

Первый конструктивный. Обычный светодиодный компонент имеет две ножки, длинная из которых является самой длинной (анод), а короткая — катодом.

С помощью тестера. Для этого нужно взять мультиметр, поставить его в положение «Звонок» и приложить щупы к электродам. Когда красный зонд касается анода и черного катода, загорается светодиод. Если на шкале отображается «бесконечное» сопротивление и не меняется при перестановке, проблема с элементом. Затем мультитестер также используется для проверки работоспособности излучающих устройств.

Визуальный осмотр. Вы можете заглянуть внутрь колбы. Широкая часть — это катод, а узкая — анод. Сверхъяркие мощные светодиоды отмечены контактами «+» и «-». Компоненты SMD обычно имеют специальный скос, указывающий на катод.

Включение в блок питания. Диод можно подключить к батарее, батарее или другому устройству. Необходимо постепенно увеличивать подкормку, что вызовет свечение. Если компонент выключен, необходимо поменять полярность. Такая схема управления обязательно собирается с использованием токоограничивающего резистора.

Согласно технической документации. В паспорте прибора будет написана полярность.

Определив плюс и минус электродов, нужно разобраться в способе подключения.

ТАК ДЕЛАТЬ НЕЛЬЗЯ.

Как отмечалось выше, светодиоды не обязательно соответствуют техническим характеристикам, заявленным производителем. Всегда есть разброс. И так выставляем ток 0,35 ампера и смотрим на яркую линию светодиодов. Но всем им нужен разный ток. Один, как мы подсчитали, — 25 мА, другой — 20 мА, третий — 21 мА, но был полностью изогнутый светодиод, ему нужно всего 15 мА. И проходим 25 — почти в 2 раза больше. Светодиод быстро нагревается и перегорает. В линейке стало на 1 светодиодов меньше. Теперь нам нужно 35 мА для питания остальных светодиодов. Пока это не выглядит особенно плохо. Мы ограничили ток с запасом. У нас все отлично. Но другой светодиод не выдержал. Их 13. Теперь весь наш ток делится не на 15, а на 13 светодиодов. У каждого из них 26 мА. Теперь абсолютно все светодиоды работают с более высоким током. Сосед очень быстро нагревается. Самые стойкие уже получат 29 мА — 116% от номинала. Только 2 перегоревших светодиода запустили цепную реакцию. Скоро закончится вся строчка, а почему вы так и не поймете (ну или поймете, мы только что исправили). На самом деле, от такого печального сценария легко избавиться. К каждому светодиоду нужно поставить собственный токоограничивающий резистор. Для тока 25 мА и напряжения 12 В требуется резистор на 480 Ом. От проблемы «кривых» светодиодов это не избавит, а вот на остальных их исчерпание никак не повлияет.

Достоинства: максимальная надежность.
Недостатки: большой ток потребления, дороговизна схемы.

Правильное параллельное подключение трех светодиодов

Параллельное подключение светодиодов идеально. Всегда старайтесь подключать светодиоды параллельно и ограничивать ток каждого светодиода индивидуально с помощью собственного резистора. При использовании драйверов светодиодов (стабилизаторов тока) к каждому светодиоду должен быть подключен собственный драйвер. Вот почему параллельные схемы с большим количеством светодиодов становятся слишком дорогими. Собственно, придется пойти на компромисс и объединить светодиоды в цепочки.

Способы подключения

Фазы подключения:

• определение полярности;
• составление схемы подключения;
• выбор драйвера и блока питания;
• расчет прочности;
• цепная коллекция;
• протестировать подключенную систему.

Есть 2 способа подключения: к сети 220 В и 12 Вольт. Вы можете подключать последовательно или параллельно. Лучше всего подключить светодиоды последовательно.

Виды и основные параметры светодиодов

На схеме светодиод обозначен как обычный диод с двумя параллельными стрелками, направленными наружу и указывающими на характер его излучения. На рынке представлено большое количество типов светодиодов, которые различаются по функциональному назначению, конструкции, мощности, цвету свечения и другим свойствам.

По своему назначению светодиоды делятся на два типа — индикаторные и световые.

Показатель:

• светодиоды SMD;
• super Flux супер яркая «Пиранья”;
• DIP LED (прямой онлайн-пакет);
• Соломенная шляпа («соломенная шляпа»).

Осветительные приборы:

• COB LED (чип на плате;
• SMD светодиод;
• нить накала (светодиодная нить).

Показатель

Индикаторные светодиоды отличаются малой мощностью и умеренной яркостью. Они используются для цветовой индикации режимов работы различных устройств и оборудования, а также для подсветки дисплеев и приборных панелей. Разнообразие светодиодных индикаторов:

• DIP-светодиод. Кристаллический эмиттер расположен в выходном корпусе, который часто представляет собой выпуклую линзу. Минус — малый угол рассеивания излучения.
• «Пиранья» — излучатель очень высокой яркости с четырьмя кабелями, которые обеспечивают его удобный монтаж на плате. Осветительные приборы необходимы в автомобилях и рекламных вывесках.
• Соломенная шляпа. Устройство двойной выходной цилиндрической формы со значительным углом рассеивания излучения и увеличенным диаметром линзы. Применяется в декоративных конструкциях и сигнальных светильниках.
• SMD светодиод. Устройства сверхвысокой яркости размещаются в корпусах для поверхностного монтажа. В их маркировке указаны размеры в дюймах (сотых долях) или в мм. Светодиодные ленты производятся на основе светодиодов SMD.

Осветительные приборы

Светодиоды встречаются в конструкции фонарей, маяков, лент. Они отличаются мощностью и яркостью. Большинство светильников размещаются в корпусах для монтажа на SMT. Они производятся в двух вариантах белого цвета:

• холодный белый — холодный;
• теплый белый — теплый.

Освещающий SMD-светодиод — это теплоотводящая подложка, на которой установлен излучающий кристалл, обработанный люминофорным составом.

Системы СД напряжением 220 В

Такие диодные системы наиболее распространены. Светодиоды серии 220 В используются для освещения больших пространств, мощных прожекторов, уличного освещения, систем сигнализации аэропортов и т.д.

Последовательное подключение светодиодных диодов к сети 220 В.

Вышеупомянутое последовательное соединение 220 В — это самый простой способ соединить цепочку диодов с небольшим количеством компонентов.

Подключение к напряжению 220 В

Чтобы светодиод загорелся, должен протекать ток 20 мА или более, а падение напряжения не должно превышать 2,2 — 3 В, в зависимости от материалов кристалла. С учетом этих параметров выбирается токоограничивающий резистор по закону Ома. Его формула:

R = (Упит-Упад) / (I * 0,75), где R — номинал резистора, Упит — напряжение источника, Упад — падение диода, I — номинальный ток, 0,75 — коэффициент надежности.

Падение напряжения — это уровень напряжения, при котором светодиод превращается в свечение.

Также нужно знать мощность резистора. Он рассчитывается как P = I * I * R = (Upit-Upad) * (Upit-Upad) / R.

Следовательно, при токе 20 мА, сети 220 В и падении напряжения на диоде 2,2-3 В номинальное сопротивление должно быть 30 кОм. Мощность резистора 2 Вт.

Упрощенная схема подключения будет состоять из светодиода, диода, конденсатора и резисторов.

Но такое подключение используется все реже. Для подключения светодиодов к сети используются специальные устройства — драйверы. Они преобразуют переменное напряжение 220 В в постоянное напряжение, пригодное для работы элемента. В большинстве светодиодных лент драйверы уже включены в конструкцию. В основе драйвера — диодный мост, делитель напряжения и стабилизатор. Главное преимущество — простота исполнения и надежность в эксплуатации.

Как правильно выбрать драйвер, зависит от трех параметров:

• выходной ток;
• максимальное и минимальное выходное напряжение;

Рабочий ток — самая важная характеристика. Ток драйвера должен быть немного меньше или равен току светодиода.

Простые примеры расчётов

1) Рассчитываем сопротивление, с которым хотим запитать зеленый светодиод от батареи 9 В. Диод следует использовать как сигнализатор, поэтому достаточно, чтобы он немного светился.

• U пит = 9 В
• Диод U = 2,85 В
• I диод = 2 мА

Идеальное сопротивление резистора: (9 — 2,85) / 0,002 = 3075 Ом. Соответствующее последовательное сопротивление: 3 кОм.

2) Рассчитываем сопротивления, которыми хотим запитать два желтых светодиода, соединенных последовательно. Источник питания — 6 В. Светодиоды должны быть достаточно яркими.

• U пит = 6 В
• Диод U = 2,15 В, всего 2 х 2,15 = 4,3 В
• I диод = 7 мА

Идеальное сопротивление резистора: (6 — 4,3) / 0,007 = 242 Ом. Соответствующее сопротивление: 240 Ом.

Подключение к сети 12 в

Напряжение 12В оптимально для работы светодиодов. Он безопасен и используется для розжига в особо опасных средах (ванная, гаражные люки, ванны).

для подключения 12 В требуется резистор. Он рассчитывается по той же формуле, что и 220 В.

Важным преимуществом 12 В является то, что он постоянный. Это упрощает схему подключения.

Как выбрать нужный драйвер?

Здесь все очень просто. Вам остается только выбирать по трем параметрам:

1. выходной ток;
2. максимальное выходное напряжение;
3. минимальное выходное напряжение.

Выходной (рабочий) ток драйвера светодиода — важнейшая характеристика. Ток должен быть равен оптимальному току для светодиодов.

Например, в нашем распоряжении 10 светодиодов полного спектра для фитоламп:

Номинальный ток этих диодов — 700 мА (взято из справочника). Итак, нам нужен токовый драйвер на 700 мА. Или чуть меньше, чтобы продлить срок службы светодиодов.

Максимальное выходное напряжение драйвера должно быть больше суммы прямого напряжения всех светодиодов. Для наших фито-светодиодов прямое напряжение находится в пределах 3,4 вольт. Берем максимум: 4В х 10 = 40В. Наш драйвер должен обеспечивать напряжение не менее 40 вольт.

Затем минимальное напряжение рассчитывается из минимального прямого напряжения на светодиодах. То есть оно не должно быть больше 3 В x 10 = 30 Вольт. Другими словами, наш драйвер должен уметь снижать выходное напряжение до 30 вольт (или меньше).

Следовательно, мы должны выбрать схему драйвера, рассчитанную на ток 650 мА (что немного меньше номинального) и способную при необходимости выдавать напряжение в диапазоне от 30 до 40 вольт.

Следовательно, для наших целей подойдет что-то вроде этого:

Конечно, при выборе драйвера всегда можно расширить диапазон напряжений в любую сторону. Например, вместо драйвера с выходом 30-40 В подойдет тот, который выдает от 20 до 70 вольт.

В таблице приведены примеры драйверов, идеально совместимых с разными типами светодиодов:

ВЕЛ	Какой драйвер нужен
60 мА, 0,2 Вт (smd 5050, 2835)	см схему на TL431
150 мА, 0,5 Вт (smd 2835, 5630, 5730)	драйвер 150 мА, 9-34 В (одновременно можно подключить от 3 до 10 светодиодов)
300 мА, 1 Вт (smd 3528, 3535, 5730-1, светодиод 1 Вт)	драйвер 300мА, 3-64В (для 1-24 последовательно подключенных светодиодов)
700 мА, 3 Вт (светодиод 3 Вт, фито-светодиод)	драйвер 700 мА (для 6-10 светодиодов)
3000 мА, 10 Вт (XML2 T6)	драйвер 3А, 21-34В (для 7-10 светодиодов) или см схему

Кстати, для правильного подключения светодиодов вовсе не обязательно приобретать готовый драйвер, можно просто взять подходящий блок питания (например, зарядное устройство от телефона) и прикрутить простой стабилизатор тока к нему на транзисторе или LM317.

Зачем параллельно катушке реле ставят диод? Для чего он нужен

В схемах, где есть катушка реле на коллекторе или сток транзистора в нагрузке, вы можете видеть, что диод установлен параллельно катушке, а катод — к источнику питания Plus. При таком подключении диода пересекающийся ток будет не переходить на транзистор.Так зачем он нужен?
Этот диод нужен для обхода реле в момент пропадания питания. В момент выключения на выводах катушки формируется импульс ЭДС (самодвижущая сила катушки), и этот импульс может достигать десятков вольт, что может привести к выходу из строя транзистора, не рассчитанного на такое напряжение. Эти импульсы могут просто мешать работе схемы. Диод, открываясь, отклоняет реле, так как в момент импульса ЭДС полярность на выводах катушек меняется и диод открывается, т.е на катоде будет меньше ЭДС, а на аноде — больше.

Это напряжение самоиндукции катушки в выключенном состоянии можно проверить с помощью неоновой лампы 45 В. Когда вы подаете питание 3,7 В через кнопку на катушку реле и закрываете и открываете кнопку, вы можете видеть, как мигает неоновая лампа.

вы можете подключить щупы осциллографа к катушке реле и проверить напряжение этих импульсов: в выключенном состоянии оно будет составлять 30 В (от пика до пика), напряжение питания на катушке — 7,4 В, а длительность импульса около 40 мкСм или меньше.Если напряжение коллектор-эмиттер выдерживает это напряжение, то диод ставить нельзя.Диод должен быть рассчитан на напряжение не менее 100В.

Основные теоретические вопросы

Вольт-амперная характеристика (сокращенно VAC) — это график, показывающий зависимость амплитуды тока, протекающего через любое устройство, от приложенного к нему напряжения. Простая и очень емкая функция для анализа нелинейных компонентов. С его помощью можно выбрать режимы работы и определить характеристики источника питания для устройства.

Взгляните на пример линейной и нелинейной ВАХ.

График под номером 1 на рисунке показывает линейную зависимость тока от напряжения, это имеет место для всех устройств резистивной природы, например:

• Лампа накаливания;
• обогреватель;
• резистор (сопротивление);

График № 2 — это ВАХ pn переходов диодов, транзисторов и диодов.

Два важных момента

При первом включении рекомендуется измерить ток в цепи и падение напряжения на каждом светодиоде с помощью мультиметра. Если полученные данные отличаются от расчетных, необходимо произвести пересчет сопротивления резистора. В противном случае ток в цепи может быть слишком заниженным (с потерей яркости) или завышенным (с перегревом светодиодного чипа).

Независимо от того, соединены ли светодиоды последовательно или параллельно, невозможно произвести вычисления, относящиеся исключительно к способности источника питания обеспечивать требуемый ток или напряжение. Оба этих параметра важны, произведение которых дает мощность. Мощность блока питания всегда должна быть больше потребляемой мощности, чтобы обеспечить стабильную и долгую работу всего устройства.

Как правильно подключать?

При параллельном подключении светодиодов необходимо использовать ограничительный резистор для каждого из диодов, как показано на рисунке ниже. Это позволяет установить ток для каждого из элементов электрической схемы.

Параллельное подключение светодиодов

Ниже представлена ​​схема НЕПРАВИЛЬНОГО подключения резистора в цепи.

 

 

 

 

 

 

 

 

Значит подключать некорректно

При параллельном подключении светодиодов и любых других потребителей напряжение на их выходах будет одинаковым. С одной стороны, это хорошо, но не для диодов. Каждый светодиод, даже набор, взятый из одной партии, имеет небольшую технологическую вариацию параметров. Напряжение, необходимое для достижения номинального тока, может незначительно изменяться в пределах десятых долей вольта.

Выше вы видели вольт-амперную характеристику устройства и легко можете сделать вывод, что небольшое превышение номинального напряжения приводит к лавинообразному увеличению тока и перегреву. Некоторые предлагают исключить из этой схемы резистор, такое подключение светодиодов самое неудачное!

Полный ток в цепи равен сумме токов в каждой из ветвей параллельной цепи. При выборе способа подключения светодиодов для работы в цепи высокого напряжения (6 и более вольт) лучше всего использовать последовательное соединение.

Схема подключения точечных светильников 220В и 12В

Два основных стандарта мощности для точечных светильников существуют неспроста, каждый вариант подключения имеет свои положительные и отрицательные стороны и выбирается исходя из существующих условий.

Схема подключения точечных светильников 220в

Схема подключения точечных светильников 220в, с аналогичным бытовым стандартом напряжения, принятым в нашей стране, кажется наиболее естественной и правильной. Обычно схема подключения через переключатели выглядит так (см. Изображение ниже):

Электрический ток, проходящий через электросчетчик и автоматику защиты, поступает в распределительную коробку, где рабочий ноль и земля (защитный ноль) идут прямо на отражатель, а фазный провод идет на выключатель.

Последовательное подключение

Для последовательного подключения светодиодов необходимо припаять анод другого к катоду одного устройства и так далее до нужной длины цепи. Подключение осуществляется через токоограничивающий резистор. Схема будет пропускать одинаковый ток через все элементы. Уровень напряжения будет суммой падений в каждой секции.

Итак, для подключения к источнику питания 12 Вольт необходимо не более четырех светодиодов по 3 Вольта (3 * 4 = 12). Больше диодов требует более мощного аккумулятора.

Преимущества и недостатки

Преимущества:

• тот же текущий уровень;
• простота.

Недостатки:

• количество светодиодов ограничено падением напряжения;
• если один элемент сломается, вся цепочка станет непригодной.

Ранее узор использовался в гирляндах на елку. Теперь он был заменен смешанным составом.

​Параллельное и последовательное соединение силовых полупроводниковых приборов (СПП)

Максимальные токи и напряжения блокировки производимых сетей СПП ограничены, и часто бывает необходимо подключать СПП одного типа группами для увеличения мощности разрабатываемого оборудования.

Основные типы соединений:

• Параллельный — используется, когда необходимо увеличить максимальный ток;
• Последовательный — используется, когда необходимо увеличить максимальное напряжение блокировки;
• Смешанный — параллельный + последовательный.

При параллельном подключении тиристоров или диодов необходимо добиваться равного распределения тока нагрузки между устройствами. Необходимо обеспечить идентичность режимов работы СЭС и равенство вольт-амперных характеристик с учетом технологического разброса параметров.

Для решения этой задачи необходимо следующее:

• Установите индуктивные или омические делители тока последовательно с каждым полупроводниковым прибором;
• Сделайте выбор полупроводниковых приборов на статические потери в рабочей точке (исходя из значения U tm / U fm при рабочем токе). Следует отметить, что всегда существует определенное технологическое размытие параметров SPP;
• При проектировании преобразователей с параллельным включением полупроводниковых приборов рекомендуется выбирать рабочие токи выше точки разворота вольт-амперной характеристики PSD.
  В этом случае выравнивание токов в параллельных ветвях будет происходить автоматически, так как в характеристической области I — V, расположенной выше точки инверсии, действует отрицательная обратная связь, то есть при повышении температуры pn перехода увеличивается его сопротивление la и уменьшается прямой ток, что приводит к снижению температуры перехода pn;
• Для минимизации влияния времени зажигания отдельных тиристоров и, как следствие, неравномерного распределения тока по ветвям в начальный момент необходимо использовать мощные управляющие импульсы с крутым фронтом, что приводит к уменьшению времени задержки при включении тиристора и минимизировать влияние этого эффекта на распределение тока по параллельным ветвям;
• В схемах, где используются высокомощные высоковольтные тиристоры; тиристоры, выполненные на кристаллах больших диаметров (более 56 мм), а также при наличии в силовой части больших индуктивностей, ограничивающих скорость изменения силового тока, также необходимо учитывать время распространения активного состояния тиристора. Это связано с тем, что в начальный момент времени мощные тиристоры включаются на ограниченном участке вблизи управляющего электрода, после чего происходит продольное распространение состояния зажигания за ограниченное время;
• Конструктивное расположение параллельных ветвей должно гарантировать равенство сопротивлений токоведущих шин, в том числе предохранителей;
• Для всех агрегатов, соединенных параллельно, условия охлаждения должны быть одинаковыми.

При последовательном соединении тиристоров или диодов необходимо добиваться равного распределения напряжения блокировки (прямого и (или) обратного) как в установившемся режиме, так и в динамическом режиме, то есть при включении тиристоров и когда свойства блока сбрасываются при выключении тиристора или диода.

Причины неравномерного распределения блокирующих напряжений:

• Различия в потерях в устройствах, соединенных последовательно, из-за естественных технологических изменений и / или различных рабочих температур, например, из-за различных условий охлаждения (примечание: в среднем изменение температуры на 8 ° C приводит к двойному изменению потерь).
  Перенапряжение возникает на устройствах с меньшим током утечки;
• Распространение времени зажигания одиночного тиристора, включенного последовательно в ответвлениях, приводит к перераспределению напряжения между ранее активированными и задержанно активированными тиристорами.
  Перенапряжение возникает на тиристорах, которые включаются с задержкой;
• Разброс значений заряда обратного восстановления в последовательно соединенных устройствах приводит к тому, что в момент сброса такие устройства получают обратное напряжение в разное время. Перенапряжение возникает на тиристорах, которые имеют меньший заряд обратного восстановления.

Схема лед драйвера на 220 вольт

Схема драйвера льда на 220 вольт — не что иное, как импульсный источник питания.

В качестве самодельного драйвера светодиода от сети 220 В рассмотрим простейший импульсный блок питания без гальванической развязки. Главное достоинство таких схем — простота и надежность.

Но будьте осторожны при сборке, так как такая схема не имеет ограничений по току. Светодиоды возьмут свои ожидаемые полтора ампера, но если коснуться оголенных проводов рукой, ток достигнет десяти ампер, и такой толчок очень заметен.

Простейшая схема драйвера для светодиодов 220В состоит из трех основных фаз:

• емкостной делитель напряжения;
• диодный мост;
• ступень стабилизации напряжения.

Первый этап — это емкостное сопротивление конденсатора С1 с резистором. Сопротивление необходимо для саморазряда конденсатора и не влияет на работу самой схемы. Его номинал не особо критичен и может колебаться от 100 кОм до 1 МОм при мощности 0,5–1 Вт. Конденсатор не обязательно электролитический на 400-500 В (эффективное пиковое напряжение сети).

Когда полуволна напряжения проходит через конденсатор, он пропускает ток, пока пластины не заряжаются. Чем меньше его емкость, тем быстрее он полностью заряжается. При емкости 0,3-0,4 мкФ время зарядки составляет 1/10 периода полуволны сетевого напряжения.

Проще говоря, только одна десятая входного напряжения проходит через конденсатор.

Вторая ступень — диодный мост. Преобразует переменное напряжение в постоянное. Срезав большую часть полуволны напряжения с конденсатора, мы получаем на выходе диодного моста около 20-24 В постоянного тока.

Третий этап — сглаживающий стабилизирующий фильтр. Конденсатор диодного моста действует как делитель напряжения. При изменении напряжения в сети изменится и амплитуда на выходе диодного моста.

Чтобы сгладить пульсации напряжения, параллельно цепи подключаем электролитический конденсатор. Его емкость зависит от мощности нашей нагрузки. В схеме драйвера напряжение питания светодиодов не должно превышать 12 В. Обычный элемент L7812 можно использовать как стабилизатор.

Собранная схема светодиодной лампы на 220 вольт начинает работать сразу, но перед подключением к сети тщательно изолируйте все оголенные провода и места пайки элементов схемы.

Вариант драйвера без стабилизатора тока

В сети огромное количество схем драйверов для светодиодов от сети 220В, не имеющих стабилизаторов тока.

Проблема с любым бестрансформаторным драйвером — это пульсации выходного напряжения и, следовательно, яркость светодиодов. Конденсатор, установленный после диодного моста, частично решает эту проблему, но не решает ее полностью.

На диодах будет пульсация амплитудой 2-3В. Когда мы устанавливаем в схему стабилизатор 12 В, даже при пульсации амплитуда входного напряжения будет выше диапазона отсечки.

Схема напряжения в цепи без стабилизатора

Схема в цепи со стабилизатором

Таким образом, драйвер для диодных ламп, даже собранный вручную, по уровню пульсации не будет уступать аналогичным узлам дорогих заводских ламп.

Как видите, собрать драйвер самостоятельно не представляет особой сложности. Изменяя параметры элементов схемы, мы можем изменять значения выходного сигнала в широком диапазоне.

Если вы хотите построить схему светодиодного освещения 220 В на основе такой схемы, лучше переделать выходной каскад на напряжение 24 В с помощью соответствующего стабилизатора, так как выходной ток L7812 составляет 1,2 А, это ограничивает мощность нагрузки до 10Вт.

Для более мощных источников освещения увеличьте количество выходных каскадов или используйте более мощный стабилизатор с выходным током до 5 А и установите его на радиатор.

Включение в сеть переменного тока

Не всегда целесообразно подключать светодиоды от источника питания. Особенно если речь идет о необходимости сделать выключатель подсветки или индикатор наличия напряжения в удлинителе. Для таких целей достаточно будет собрать одну из простых схем подключения светодиода к сети 220 В. Например, схему с токоограничивающим резистором и выпрямительным диодом, защищающим светодиод от обратного напряжения.

Сопротивление и мощность резистора рассчитываются по упрощенной формуле без учета падения напряжения на светодиоде и диоде, так как оно на 2 порядка меньше напряжения сети:

Из-за большой рассеиваемой мощности (2-5 Вт) резистор часто заменяют неполярным конденсатором. Работая на переменном токе, он «отключает» избыточное напряжение и практически не нагревается.

Ещё раз о трёх важных моментах

1. Номинальный прямой ток — главный параметр любого светодиода. Недооценивая его, мы теряем яркость, а переоценивая его, мы резко сокращаем продолжительность. Поэтому лучшим источником питания является драйвер светодиода, при подключении к которому через светодиод всегда будет протекать постоянный ток необходимой величины.
2. Напряжение, указанное в техническом паспорте светодиода, не является решающим и показывает только, сколько вольт упадет на pn переход при протекании номинального тока. Его значение необходимо знать, чтобы правильно рассчитать сопротивление резистора, если светодиод запитан от обычного источника питания.
3. Для подключения мощных светодиодов важно не только наличие надежного блока питания, но и качественная система охлаждения. Установка на радиатор светодиодов с потребляемой мощностью более 0,5 Вт обеспечит их стабильную и длительную работу.

Arduino, DIY и немного этих ваших линуксов.

Особенности трассировки печатной платы

На рисунке 11 показана типичная схема расположения дорожек на печатной плате для четырех параллельно подключенных микросхем MAX40200. Как видите, схемы VDD и OUT на плате имеют большие медные контактные площадки для уменьшения сопротивления и плотности тока. Обе схемы — VDD и OUT — расположены на верхней стороне платы без использования межслойных перемычек. Поскольку физический механизм распределения тока нагрузки является тепловым, идеальные диоды, подключенные параллельно, следует размещать как можно ближе друг к другу. Учитывая вероятность увеличения токов или отсутствия компонентов, подключенных параллельно, необходимо использовать более толстую медную печатную плату. Это помогает лучше рассеивать выделяемое тепло и уменьшать падение напряжения при высоких токах. Учтите, что корпус WLP оптимален для параллельного подключения нескольких устройств — этому способствуют его небольшие размеры и хорошая теплопроводность.

Рис. 11. Пример компоновки печатной платы

Как показано на Рисунке 12, отдельные компоненты разнесены на 12 мм друг от друга, чтобы гарантировать тепловую эквивалентность между всеми микросхемами MAX40200. Параллельно подключенные интегральные схемы должны быть защищены от повышенного теплового воздействия внешних источников тепла. В противном случае все устройства, работающие при высоких температурах, будут иметь более высокое RON. Неравномерное распределение температуры по плате под установленными ИС приводит к неравномерному распределению тока. Использование переходных отверстий на основных проводящих участках платы (VDD или OUT) не рекомендуется, поскольку они добавляют паразитную индуктивность и увеличивают эффективное RON в главной цепи, тем самым увеличивая прямое падение напряжения (VFWD).

Рис. 12. Расстояние между соседними MAX40200

На рисунке 13 показана разница температур в помещении и плате при параллельном подключении MAX40200. Обратите внимание, что разница температур прямо пропорциональна постоянному току нагрузки, протекающему через эти устройства. Этот результат был получен на плате, показанной на рисунке 12.

Рис. 13. Температура печатной платы, изменяемая в зависимости от температуры окружающей среды

Как подключить светодиоды к сети переменного тока 220 В через блок питания

Есть несколько типов блоков питания:

• Стабилизированные источники постоянного напряжения для светодиодов на 5 и 12 вольт. При колебаниях параметров сети напряжение на выходе такого источника питания остается постоянным и равным заявленному в паспорте значению. Светодиодные лампы подключаются через резисторы.
• Драйвер — импульсный блок питания со стабилизированным током. Характеристики, которые учитываются при его выборе: максимальное и минимальное выходное напряжение, выходной ток (рабочий). Драйвер содержит схему стабилизации тока при входном напряжении 220 В. При подключении светодиодного эмиттера к драйверу резистор не требуется.

Что требуется для коммутации LED-элементов

Параллельное подключение светодиодов предполагает использование ограничивающих резисторов и эмиттеров, максимально приближенных друг к другу по характеристикам. Если подобрать светодиодные элементы по их показателям несложно, все равно необходимо рассчитать сопротивление, необходимое для их правильной работы. Стоит разобраться, какие формулы для этого используются.

При параллельном подключении светодиодов расчет сопротивления следует начинать с расчета его номинального сопротивления, измеряемого в омах. Для этого разделите разницу напряжений между источником питания и самим светодиодным элементом на произведение тока светодиода в 0,75 раза. В этом случае данные о светодиодных элементах берутся из технической документации.

Для нормальной работы схемы необходимо будет рассчитать еще один параметр. Когда светодиоды подключены параллельно, расчет силового сопротивления также чрезвычайно важен. Производится он следующим образом. Необходимо разделить квадрат разницы между напряжением блока питания и светодиодного элемента на сопротивление, полученное из предыдущих расчетов.

Плюсы и минусы параллельного соединения светодиодов

Большим преимуществом параллельного подключения является то, что если светодиоды подключены правильно, когда один из них перегорит, остальные будут работать. Когда светодиоды соединены последовательно, выход из строя одного из них приведет к тому, что линейка последовательно соединенных микросхем перестанет светиться.

Недостатком параллельного подключения светодиодов является повышенная стоимость конструкции, из-за того, что в схеме появляются новые элементы. В результате конечный продукт может быть довольно громоздким.

Стоит представить себе гирлянду на елку с такой диодной связью… Чтобы она заработала, нужно будет подключить к паре светодиод-резистор еще один проводник. Таким образом, 99,9% всех гирлянд собраны из последовательно соединенных светодиодов.

Параллельное подключение

При параллельном подключении уровень напряжения на каждом светодиоде одинаков. С другой стороны, сила тока складывается из суммы токов, проходящих через элементы. Диоды тоже подключаются через резисторы, но для каждого устройства он разный. Это связано с тем, что любой светодиод имеет разные характеристики. Если вы вставите резистор, через светодиоды пройдет несколько токов, а некоторые могут выйти из строя.

Параллельное соединение может использоваться для реализации двухцветного освещения ламп.

Плюсы и минусы

Преимущества:

• можно использовать несколько диодов;
• если светодиод горит, схема продолжит работу.

Недостатки:

• нужно много резисторов;
• если один элемент сломается, нагрузка на остальные увеличится.

Смешанное подключение

Смешанный тип подключения является наиболее оптимальным. Он используется во всех светодиодных лентах, гирляндах, светодиодных панелях и представляет собой смесь параллельного и последовательного подключения.

Таким образом, параллельно включаются не отдельные элементы, а группы светодиодов. В группах диоды подключаются последовательно через резистор в каждой цепи.

Выгода:

• если один элемент цепочки порвется, дальше засияет вся гирлянда;
• не нужно большого сопротивления.

В этом методе учтены и исправлены все недостатки параллельного и последовательного подключения.

Защитный диод последовательно с нагрузкой

Это, пожалуй, самый простой и безопасный вариант защиты нагрузки от обратной полярности источника питания. Плохо только одно: падение напряжения на диоде. В зависимости от используемого диода оно может падать примерно от 0,2 В (Шоттки) и до 0,7… 1 В — на обычных выпрямительных диодах с pn переходом. Такие потери могут быть неприемлемыми в случае батарейного питания или стабилизированного питания. Кроме того, при относительно высоких токах потребления потери мощности на диоде могут быть очень нежелательными.

Как подключить мощный светодиод

Для мощного светодиода требуется качественный блок питания. Таким образом, диод на 1 В загорится, если через него пройдет ток не менее 350 мА. Для элемента на 5 В требуется источник тока с нагрузкой не менее 1,4 А.

Подключение также будет включать в себя резистор ограничения тока и встроенный регулятор напряжения. Помогает защитить светодиод от скачков напряжения. Чаще всего используется микросхема LM317 для стабилизации. Вы можете подключить мощный светодиод параллельно, последовательно и в комбинации.

Распространенные ошибки при подключении

Наиболее частые ошибки при подключении светодиодов:

1. Выбор резистора неправильного номинала: Если вы выберете слишком низкое сопротивление, светодиод может перегореть. При большом значении диод не будет светить на полную мощность.
2. Прямое подключение к источнику питания без токоограничивающего резистора. Излучающий компонент немедленно сгорит.
3. Параллельное соединение с одним резистором для всех диодов. Компоненты начнут выходить из строя, поскольку у каждого свой рабочий ток.
4. Последовательное соединение светодиодов, рассчитанных на разные токи. В этом случае одни диоды перегорят, а другие будут светиться слабее.
5. Прямое подключение к сети 220 В без защиты.

Важно! Совершение описанных ошибок приведет к негативным последствиям в виде выхода из строя диода или членовредительства.