Светодиоды схема подключения: Правильные схемы подключения светодиода
Правильное подключение светодиода: схема включения, распиновка
На чтение 12 мин Просмотров 3к. Опубликовано Обновлено
Содержание
- Немного теории
- Распиновка светодиода
- Схема включения светодиода
- Последовательное соединение
- Параллельное соединение
- Смешанное
- Подключение светоизлучающего диода к сети 220 В
- Как запитать диоды от блока питания
- Особенности подключения RGB и COB светодиодов
- Подключение светодиодов типа COB
В нашей жизни светодиоды уверенно теснят из светотехники другие источники искусственного света. Но если лампы накаливания можно включать прямо к источнику электропитания, то подключение светодиода и разрядных ламп требует особых мер.
При этом подключение единичного светодиода проблем не вызывает.
Немного теории
Для нормальной работы светодиода требуется постоянное напряжение или ток. Они должны быть:
- Постоянными по направлению. Т. е. ток в цепи светодиода при приложении напряжения должен течь от «+» источника напряжения к его «–».
- Стабильными, т. е. постоянными по величине, в течение времени работы диода.
- Не пульсирующими – после выпрямления и стабилизации величины постоянных напряжения или тока не должны периодически изменяться.
Схема формы напряжения на выходе двухполупериодного выпрямителя при фильтрации электролитическим конденсатором (на схеме черный и белый прямоугольники с маркировкой «+»). Пунктир – напряжение на выходе выпрямителя. Конденсатор заряжается до амплитуды полуволны и постепенно разряжается на сопротивлении нагрузки. «Ступеньки» – это пульсации. Отношение амплитуд ступеньки и полуволны в процентах – это коэффициент пульсации.
Для светодиодов вначале использовали имевшиеся источники напряжения – 5, 9, 12 В. А рабочее напряжение p-n перехода от 1,9-2,4 до 3,7-4,4 В. Поэтому включение диода напрямую – это почти всегда его физическое сгорание от перегрева большим током. Ток нужно ограничивать токоограничивающим резистором, тратя энергию на его нагрев.
Светодиоды можно включать последовательно по несколько штук. Тогда, собрав из них цепочку, можно по сумме их прямых напряжений дойти почти до напряжения источника питания. А оставшуюся разницу «погасить», рассеяв ее в виде тепла на резисторе.
Распиновка светодиода
Полярность светодиода – анод или плюс и катод – минус определить легко по картинкам:
У цилиндрических корпусов катод обозначен срезом на боковой части, у анода вывод длиннее, а у катода – короче.Катод у SMD светодиодов обозначен срезом на корпусе.В матрицах мощных COB светодиодов «+» и «-» выдавлены на контактных площадках для пайки.Схема включения светодиода
Светодиод питают постоянным напряжением.
Но особенности нелинейной зависимости его внутреннего сопротивления требуют держать рабочий ток в узких пределах. При токе меньше номинального уменьшается световой поток, а при большем – кристалл перегревается, яркость свечения растет, а «жизнь» сокращается. Простейший способ ее продлить– ограничить ток через кристалл включая токоограничивающий резистор. У мощных светодиодов это экономически невыгодно, потому их питают постоянным током от специсточника стабильного тока – драйвера.
Последовательное соединение
Светодиод – это довольно сложный светотехнический прибор. Работает он от вторичного источника постоянного напряжения. При мощности более 0,2-0,5 Вт в большинстве светодиодных устройств используют источники тока. Их не совсем корректно, на американский манер, называют драйверами. При последовательном включении диодов часто используют источники питания с напряжением 9, 12, 24 и даже 48 В. В этом случае выстраивают последовательную цепочку, в которой может быть от 3-6 до нескольких десятков элементов.
При последовательном соединении в цепочке анод первого светодиода включают через токоограничивающий резистор к «+» источника питания, а катод – к аноду второго. И так соединяется вся цепочка.
Схема последовательно- параллельного соединения трех последовательных групп светодиодов в цепочки из трех ЛЕД-элементов. В каждой цепочке слева стоит токоограничивающий резистор. Он «гасит» избыток суммы прямых напряжений диодов.Например, красные светодиоды имеют прямое рабочее напряжение от 1,6 до 3,03 В. При Uпр. = 2,1 В одного светодиода на резисторе при напряжении источника 12 В будет напряжение 5,7 В:
12 В — 3×2,1 В = 12 — 6,3 = 5,7 В.
А уже 3 последовательные цепочки соединяют параллельно.
Таблица прямого напряжения на светодиоде от цвета его свечения.
| Цвет свечения | Напряжение рабочее, прямое, В | Длина волны, нм |
|---|---|---|
| Белый | 3,5 | Широкий спектр |
| Красный | 1,63–2,03 | 610-760 |
| Оранжевый | 2,03–2,1 | 590-610 |
| Желтый | 2,1–2,18 | 570-590 |
| Зеленый | 1,9–4,0 | 500-570 |
| Синий | 2,48–3,7 | 450-500 |
| Фиолетовый | 2,76–4 | 400-450 |
| Инфракрасный | до 1,9 | от 760 |
| Ультрафиолетовый | 3,1–4,4 | до 400 |
Свойства последовательного соединения:
- обрыв одного элемента приводит к выключению всех;
- закорачивание – перераспределяет его напряжение на все оставшиеся, на них увеличивается яркость свечения и ускоряется деградация.
Рекомендуем: Как узнать на сколько вольт светодиод
Параллельное соединение
В этой схеме подключения светодиодов все аноды соединяют между собой и с «+» источника питания, а катоды – с «-».
Такое соединение было на первых светодиодных гирляндах, линейках и лентах при питании от напряжения 3-5 В.
Это неправильное соединение. При неизбежном разбросе параметров токи через светодиоды будут разные. И светить они будут по-разному. И греться не одинаково. В результате перегревшийся перегорит, например, с обрывом цепи. Ток через остальные диоды D2, D3 увеличится и на них вырастет напряжение, потому что меньший суммарный ток через R1 даст на нем меньшее падение напряжения. Вторым сгорит тот диод, у которого будет меньшее внутреннее сопротивление p-n перехода. Если перегорание произойдет с замыканием p-n перехода, то всё напряжение батареи приложится к резистору R1. Он перегреется и сгорит.Схема параллельного подключения светодиодов. Каждый светодиод правильно соединять последовательно с собственным токоограничивающим резистором.
Так может выглядеть реальная конструкция из шести параллельно соединенных светодиодов. На картинке:
- серые полоски – токоведущие шины, т. е. провода без изоляции;
- синие цилиндрики со скругленным торцом – цилиндрические светодиоды с линзой на торце;
- красные – резисторы для ограничения рабочего тока.
Неправильно будет подключать все диоды на один резистор. Из-за разброса характеристик светодиодов, даже в одной партии могущего достигнуть от 50 до 200% и более, через диоды может протекать ток, который будет различаться в разы. Поэтому и светиться, и нагружаться они будут также по-разному. Позднее наиболее нагруженный, светящийся ярче других, перегорит или деградирует до почти полного затухания, потеряв 70-90% светового потока. Или сменит оттенок свечения с белого на желтый.
Читайте также
Основы параллельного и последовательного подключения светодиодов
Смешанное
Комбинированное или смешанное подключение применяют при создании светодиодных матриц, состоящих из многих десятков или сотен элементов или бескорпусных кристаллов.
Самые известные из них – это COB-матрицы.
Питающее напряжение и рабочий ток при комбинированном включении будут меньше номинальных рабочих. Только при таком условии матрица будет более-менее долго работать. На номинальном токе быстро выгорит самое слабое звено и начнется постепенное выгорание остальных. Оно закончится обрывами в последовательных цепочках и закорачиванием параллельных.
Подключение светоизлучающего диода к сети 220 В
Если запитать светодиод прямо от 220 В с ограничением его тока, то светить он будет при положительной полуволне и гаснуть при отрицательной. Но это только в том случае, когда обратное напряжение p-n перехода будет много больше 220 В. Обычно это в районе 380-400 В.
Второй способ включения– через гасящий конденсатор.
Сетевое напряжение подают на «мост» на диодах VD1-VD4. Конденсатор С1 «погасит» около 215-217 В. Остаток выпрямится. После фильтрации конденсатором С2 постоянное напряжение подают на светодиод. Не забудьте об ограничении тока через диод резистором.Еще одна схема подключения – с однополупериодным выпрямителем на диоде и с ограничивающим резистором, величиной 30 кОм.
Подробная информация о подключении светодиода к сети 220 В описана тут.
Как запитать диоды от блока питания
Самые популярные бестрансформаторные импульсные блоки питания (БП) дают 12 В с защитами по току, к.з., перегреву и пр.
Поэтому светодиоды соединяют последовательно и ограничивают их ток обычным резистором. В цепочку включают 3 или 6 диодов. Их количество определяется прямым напряжением диода. Их сумма для токоограничения должна быть меньше выходного напряжения БП на 0,5-1 В.
Читайте также
Подключение светодиода к 12 вольтам
Особенности подключения RGB и COB светодиодов
Светодиоды с аббревиатурой RGB – это полихромные или многоцветные излучатели света разных цветов.
Большинство из них собираются из трех светодиодных кристаллов, каждый из которых излучает свой цвет. Такая сборка называется цветовая триада.
Подключение RGB-светодиода производят так же, как и обычных светодиодов. В каждом корпусе такого многоцветного источника света располагаются по одному кристаллу: Red – красный, Green – зеленый и Blue – синий. Каждому светодиоду соответствует свое рабочее напряжение:
- синему – от 2,5 до 3,7 В;
- зеленому – от 2,2 до 3,5 В;
- красному – от 1,6 до 2,03 В.
Кристаллы могут быть соединены между собой по-разному:
- с общим катодом, т. е. три катода соединены между собой и с общим выводом на корпусе, а аноды – каждый имеет свой вывод;
- с общим анодом – соответственно для всех анодов вывод общий, а катоды – индивидуальные;
- независимая цоколевка – каждый анод и катод имеет собственный вывод.
Поэтому номиналы токоограничивающих резисторов будут разными.
Соединение кристаллов RGB-светодиода по схеме с общим катодом.
Соединение «с общим анодом».В обоих случаях корпус диода имеет по 4 проволочных вывода, контактных площадок в SMD-светодиодах или штырька в корпусе «пиранья».
В случае с независимыми светодиодами выводов будет 6.
В корпусе SMD 5050 кристаллы-светодиоды располагают так:
В корпусе многоцветного 3 независимых кристалла зелёного, красного и синего цвета. Поэтому при расчёте номиналов резисторов помните – каждому цвету соответствует свое напряжение диода.Подключение светодиодов типа COB
Аббревиатура COB – это первые буквы английского словосочетания chip-on-board. По-русски это будет – элемент или кристалл на плате.
Кристаллы клеят или паяют на теплопроводящую подложку из сапфира или кремния. После проверки правильности электрических соединений, кристаллы заливают желтым люминофором.
Светодиоды типа COB – это матричные конструкции, состоящие из десятков или сотен кристаллов, которые соединены группами с комбинированным включением полупроводниковых p-n-переходов.
Группы – это последовательные цепочки светодиодов, количество которых соответствует напряжению питания светодиодной матрицы. Например, при 9 В это 3 кристалла, 12 В – 4.
Читайте также
Как подключить светодиод к плате Arduino
Цепочки с последовательным включением соединяют параллельно. Таким образом набирают требуемую мощность матрицы. Кристаллы синего свечения заливают желтым люминофором. Он переизлучает синий свет в желтый, получая белый.
Качество света, т. е. цветопередачу регулируют в процессе производства составом люминофора. Одно- и двухкомпонентный люминофор дает невысокое качество, т. к. имеет в спектре 2-3 линии излучения. Трех- и пятикомпонентный – вполне приемлемую цветопередачу. Она может быть до 85-90 Ra и даже выше.
Подключение этого вида излучателей света не вызывает проблем. Их включают как обычный мощный светодиод, питаемый источником тока стандартного номинала. Например, 150, 300, 700 мА. Производитель СОВ-матриц рекомендует выбирать источники тока с запасом.
Он поможет при запуске светильника с COB-матрицей в эксплуатацию.
Схемы включения RGB светодиода
22.03.2021
Многоцветные светодиоды, иначе называемые RGB-светодиодами, применяются для индикации, а также создания динамически изменяющейся по цвету подсветки. Фактически, ничего сложного в этих светодиодах нет, однако, в службу технической поддержки компании «ЧИП и ДИП» с завидным постоянством приходят письма с вопросами – как правильно подключить RGB-светодиод, какой источник питания выбрать, обязательно ли нужны специализированные источники питания, или можно обойтись тем, что есть «под рукой»?
Для того, чтобы ответить на все эти вопросы необходимо разобраться с тем, а что же представляет из себя RGB-светодиод, и почему возникают такие вопросы…
Фактически, RGB-светодиод представляет собой сборку из трех светодиодов красного, зеленого и синего цвета, расположенных в одном корпусе. И вот тут возникает первая сложность – кристаллы светодиодов могут быть соединены по схеме с общим катодом, с общим анодом, и с раздельными выводами.
Схему включения кристаллов можно определить визуально – светодиоды с общим катодом, или анодом имеют 4 вывода, светодиоды с раздельными выводами – 6 выводов. Собственно, на этом сложности и заканчиваются. В любом из этих случаев можно рассматривать подключение RGB-светодиода, как подключение трех обычных светодиодов, соединенных параллельно.
На что следует обратить внимание? В первую очередь обязательно необходимо ознакомиться с документацией на RGB-светодиод. Так как используются три различных кристалла, то и параметры их могут различаться. Так, например, для мощного RGB-светодиода TDS-P030L4RGB значение прямого напряжения для кристаллов красного и синего цвета составляет MAX 15VDC, для кристалла зеленого цвета — MAX 17VDC. То есть, если подключить светодиод к источнику питания «напрямую», то одни кристаллы будут светиться ярче, другие – слабее. Поэтому, также как и в случае с обычными светодиодами, нам необходимо включить в схему «гасящее» сопротивления для каждого канала.
Расчет «гасящего» сопротивления здесь приводить не будем. Подробно об этом рассказывается в видеоролике, размещенном на сайте нашей компании. При этом необходимо иметь в виду, что резистор должен рассчитываться на троекратную величину потребления тока. В этом случае, даже в случае перегорания одного из кристаллов оставшиеся не выйдут из строя. Таким образом, для включения RGB-светодиода можно использовать как специализированные блоки питания, так и источники питания, предназначенные для других целей. Необходимо лишь помнить, что источник питания должен иметь «запас» по току в 15-20%.
Но для управления RGB-светодиодом нам необходимо устройство управления светодиодом, или контроллер. Простейших контроллер представляет собой обычный трехклавишный выключатель. Схема такого включения приведена на рисунке. В этом случае мы получим устройство, с помощью которого можно создать семь цветов свечения светодиода.
А вот для динамического плавного изменения цвет свечения нам не обойтись без контроллера управления цветом светодиода.
Возможно использование готовых контроллеров, схемы управления на базе Arduino, с использованием ШИМ-контроллеров. Подробно останавливаться на этом не будем, т.к. полную информацию об этом можно легко найти в Интернете.
и схема подключения неоновых ламп | Top Forum Picks
Что касается этих диаграмм, важно отметить, что черные точки, представленные на первой диаграмме (см. внизу страницы), означают, что провода подключены.
Для справки, когда провод изображен на схеме так, как будто он «перепрыгивает», это означает, что в реальной жизни они не подключены.
Чтобы соединить провод, как показано на схеме, вы можете разрезать и соединить или использовать соединители 3M Scotchlok, которые обжимают провод для соединения.
В качестве альтернативы можно снять изоляцию, обернуть вокруг нее другой провод и припаять соединение изолентой или термоусадочной трубкой. Вы также можете использовать проволочные гайки для фиксации соединения, обжимные колпачки или клеммные колодки.
PROJECT LED LIGHTS
Дополнительная информация
Спасибо PTCruzr!!!
Схема подключения неоновой акцентной лампы №1
(для неоновых ламп БЕЗ внешнего трансформатора). ПРИМЕЧАНИЕ. При использовании выключателя освещения подключите 3-й разъем выключателя к земле.
Схема подключения неоновой акцентной лампы № 2
(для неоновых ламп С внешним трансформатором). ПРИМЕЧАНИЕ. При использовании выключателя освещения подключите 3-й разъем выключателя к земле.
Комплект Neon Underbody Kit Схема #1
(для комплектов БЕЗ внешнего трансформатора). ПРИМЕЧАНИЕ. При использовании выключателя освещения подключите 3-й разъем выключателя к земле.
Комплект Neon Underbody Kit Diagram #2
(для комплектов С внешним трансформатором). ПРИМЕЧАНИЕ. При использовании выключателя освещения подключите 3-й разъем выключателя к земле 9.0003
Форсунки неоновых омывателей Схема
ПРИМЕЧАНИЕ.
При использовании выключателя освещения соедините 3-й контакт выключателя с землей.
Схема неоновых педалей
Схема неоновых педалей
Схема электропроводки EL
ПРИМЕЧАНИЕ: При использовании выключателя освещения соедините 3-й разъем выключателя с землей.
Схема подключения светодиодов
Обратите внимание на нагрузочный резистор, который необходим. Также обратите внимание, что анод светодиода подключен к плюсу. Анод является ДЛИННЫМ выводом.
ПРИМЕЧАНИЕ. При использовании выключателя освещения подключите 3-й разъем выключателя к земле 9.0003
Аналогичная схема подключения светодиодов
Вот аналогичная схема подключения светодиодов, показывающая 4 отдельных светодиода (НЕ подключены). Обратите внимание на нагрузочный резистор, который необходим для каждого светодиода. Также обратите внимание, что анод светодиода подключен к плюсу. Анод является ДЛИННЫМ выводом. ПРИМЕЧАНИЕ. При использовании выключателя освещения подключите 3-й разъем выключателя к земле.
Схема подключения нескольких светодиодов
Обратите внимание, что нагрузочный резистор не требуется. Также обратите внимание на соединения анода и катода. Анод является ДЛИННЫМ выводом. Светодиоды ДОЛЖНЫ быть подключены последовательно, НЕ параллельно.
ПРИМЕЧАНИЕ. При использовании выключателя освещения подключите 3-й разъем выключателя к земле.
12 Схема подключения светодиодов
Обратите внимание, что нагрузочный резистор не требуется. Также обратите внимание на соединения анода и катода. Анод является ДЛИННЫМ выводом. Светодиоды ДОЛЖНЫ быть подключены последовательно, НЕ параллельно.
ПРИМЕЧАНИЕ. При использовании выключателя освещения подключите 3-й разъем выключателя к земле
Последние сообщения в блоге
Простая схема светодиодов
Всякий раз, когда мы слышим название «Электроника», первое, что приходит на ум, это светодиод и резистор. Светодиоды и резисторы — первые несколько компонентов, которые вводятся в начале изучения электроники в школах.
Итак, здесь мы строим самую простую схему в электронике, которая представляет собой . Светящийся светодиод с использованием резистора и батареи .
Это первая базовая светодиодная схема , которую я построил много лет назад в школьные годы и доставил мне огромное удовольствие, видя светящийся светодиод. Для построения этой схемы вам нужно всего четыре вещи:
- Светодиод-1
- Резистор- 1 (220к или 330к или 1к)
- Источник питания — батарея — 9 В
- Макет
Простая схема цепи светодиодов
Вот схема для простой цепи светодиодов . Вам просто нужно соединить положительную клемму светодиода с одним концом резистора, а затем соединить другой конец резистора с положительной клеммой батареи. Затем соедините отрицательную клемму светодиода с отрицательной клеммой аккумулятора. это Отрицательная клемма аккумулятора также называется заземлением .
Вся установка построена на макетной плате, как показано выше.
Определение полярности светодиода:
Если вы внимательно посмотрите на светодиод, то обнаружите, что одна ножка светодиода больше другой. Таким образом, большая ножка — это положительная сторона светодиода , а меньшая ножка — отрицательная сторона. Ниже приведено изображение того же:
Полярность батареи можно легко определить, взглянув на батарею, плюс (+) и минус (-) указаны на самой батарее. Мы также можем сделать ту же схему, используя две батареи размера AA 1,5 В.
Выбор номинала резистора для светодиода:
Резистор здесь очень важный компонент, если вы подключите светодиод к батарее без резистора, то ваш светодиод сразу же сгорит. Таким образом, мы должны использовать резистор последовательно со светодиодом, чтобы ограничить ток, протекающий через светодиод.
Теперь общий вопрос: « Какое значение резистора мы должны использовать со светодиодом », ответ прост.