اگر استفاده از ال ای دی برای بشریت بی فایده بود، آنگاه فقط دایره محدودی از دانشمندان در مورد آنها می دانستند. اما منبعی با نوع اساساً جدید تشعشع بسیار مؤثر بود. با گذشت زمان، کریستال های کوچک شروع به ترکیب چندین بار در یک مورد کردند، و همچنین یاد گرفتند که کریستال های فوق العاده با اندازه های افزایش یافته را رشد دهند. نتیجه، ال ای دی های بسیار روشن یا همان طور که به آنها ال ای دی های فوق روشن می گویند، با طیف وسیعی از امکانات کاربردی است.

خود LED ابتدایی برای ولتاژ بیش از 3-5 ولت طراحی شده است. ویژگی های آن امکان استفاده از چنین عنصری را برای اهداف نمایشی و برای نورپردازی تزئینی فراهم می کند. با این حال، دانشمندان با استفاده از تعدادی ترفند موفق به ساخت دستگاه های قدرتمندتر شدند. اینگونه بود که سوپر ال ای دی های 12 ولتی فوق روشن متولد شدند. با استفاده از درایور می توان یک دستگاه 12 ولتی را به ولتاژ بالاتر از جمله شبکه 220 ولت متصل کرد.

تغییر روشنایی پالس

مزیت اصلی سوپر ال ای دی 12 ولتی فوق روشن، مصرف کم انرژی و در عین حال نور روشن آن است. یک مزیت اضافی تغییر کنترل شده در روشنایی LED است که برای آن از یک کنترلر استفاده می شود. به نظر می رسد دستگاهی که از ال ای دی های فوق روشن استفاده می کند می تواند شدت تابش آن را کاهش یا افزایش دهد.

برای کنترل روشنایی LED ها از مدولاسیون عرض پالس استفاده می شود. با این روش می توانید با خاموش کردن دوره ای لامپ روشنایی را کاهش دهید. لامپ می تپد و پارامترهای ضربان شدت درخشش آن را تعیین می کند.

این اصل عملکرد به شما اجازه می دهد تا قابلیت های LED های با روشنایی بالا را گسترش دهید. در نتیجه، عملکردی به دست می آوریم:

• چراغ قوه؛
• چراغ ماشین؛
• هشدار نور؛
• لامپ های خانگی

توجه داشته باشید که دزدگیر از یک LED چشمک زن 5، 12 و حتی 14 ولتی استفاده می کند که به جلب توجه به ویترین، پیشخوان یا پنجره صندوق کمک می کند. از دستگاه های ولتاژ پایین نیز استفاده می شود. یک LED چشمک زن کمی متفاوت از چراغ نشانگر معمولی طراحی شده است. یک تراشه مولد پالس در محفظه ای که کریستال در آن قرار دارد قرار می گیرد.

اغلب، LED های 12 ولتی فوق روشن جایگزین لامپ های هالوژن می شوند که نور جهت را ارائه می دهند.به همین دلیل است که هنگام تولید لامپ با استفاده از LED، آنها با پایه استاندارد E14، GU10 و برخی دیگر ساخته می شوند.

ویژگی های مهم

همه منابع بسیار روشن دارای ویژگی های نوری مشابه LED های معمولی هستند:

• جریان نور؛
• روشنایی؛
• خروجی نور؛
• روشنایی

هنگام نصب یک لامپ LED 12 ولت بر روی یک دستگاه خاص، باید بدانید که اثربخشی آن به طول موج تابش یا به عبارت ساده تر، به رنگ بستگی دارد. در اینجا جدولی وجود دارد که وابستگی را نشان می دهد.

اما با مطالعه این ویژگی ها، هر فردی نمی تواند بفهمد که کدام وسیله برای او مناسب است. تصمیم گیری با نگاه کردن به پارامترهای الکتریکی بسیار ساده تر است: ولتاژ، حداکثر جریان رو به جلو، قدرت دستگاه.

علاوه بر این ویژگی های دیگری نیز وجود دارد. ال ای دی های فوق روشن را می توان بر اساس یک کریستال یا چند تراشه ای ایجاد کرد. ویژگی هایی مانند طول موج و دمای رنگ مسئول رنگ درخشش هستند. پارامترهای مهم زاویه پرتو، اندازه بدنه و تعداد LED در یک لامپ است.

توسعه مدل های جدید منجر به ظهور یک ویژگی متمایز دیگر - شکل کیس شده است. یک بسته محبوب برای LED های 12 ولتی فوق روشن "پیرانها" است که دارای چهار پایانه است. همچنین مدل‌های پایه دوگانه و نصب سطحی نیز موجود است.

هر مدل دستگاه جدول پارامترهای مخصوص به خود را دارد که با بررسی آن می توانید به ویژگی های عملکرد این دستگاه پی ببرید.

چند اخطار

مشکل اصلی در تولید ال ای دی های فوق روشن، مشکل اتلاف حرارت است. LED نباید بیش از حد گرم شود، در غیر این صورت شدت نور به طور غیر قابل برگشتی کاهش می یابد. دستگاه های فوق روشن و پرقدرت به ویژه در معرض گرمای بیش از حد هستند، بنابراین هنگام نصب خود آنها، لازم است از خنک شدن آنها با استفاده از رادیاتور اطمینان حاصل کنید.

به پارامترهای الکتریکی توجه ویژه داشته باشید، از اتصال به ولتاژ بالاتر از ولتاژ مشخص شده در دستورالعمل خودداری کنید و فقط جریان مجاز را تامین کنید. بنابراین، منابع فوق‌العاده می‌توانند تا زمانی که ممکن است بدرخشند.

با احتیاط سرب های مسی را مدیریت کنید، زیرا انحراف یا تغییر شکل شدید باعث تغییر قدرت سیگنال می شود.

از لحاظ تاریخی، منبع تغذیه 12 ولت رایج ترین و مورد تقاضا بوده است. آنها هر دو برای سلامت انسان ایمن و قابل اعتماد هستند. سیستم های الکتریکی سواری خودروها نیز در اکثر موارد دارای برق دوازده ولتی هستند. تمرین نشان می دهد که اتصال یک LED به 12 ولت و همچنین به منبع تغذیه با ولتاژ متفاوت، ساده است اگر قوانین و قوانین مهندسی برق را بدانید.

ویژگی های LED

همه دیودهای ساطع کننده نور دارای مشخصات گذرنامه هستند که جریان نامی و افت ولتاژ در آن برای اتصال آنها مهم است. با توجه به مشخصه جریان-ولتاژ، که غیر خطی است، مقدار کمی بیش از ولتاژ نامی به شدت جریان جریان را افزایش می دهد و این منجر به خرابی کل عنصر می شود.

دیودهای ساطع کننده نور معمولاً هستند دارای ولتاژ معکوس پایین(حدود 5 ولت). توصیه می شود قبل از اتصال المنت به منبع الکتریکی، صحت قطبیت را بررسی کنید.

برای محافظت در برابر معکوس شدن قطبیت، یک دیود معمولی با ولتاژ معکوس بالا باید به موازات LED نصب شود.

بررسی اجمالی منبع تغذیه

بهترین گزینه اتصال LED به 12 ولت از طریق تثبیت کننده جریان است. اما برخی از تولیدکنندگان در این عنصر صرفه جویی می کنند و منابع فعلی را بدون تثبیت آن تولید می کنند.

رایج ترین منبع تغذیه بدون ترانسفورماتورمجهز به خازن خاموش کننده و خروجی با مقاومت تنظیم کننده جریان. این مدار در برابر نوسانات برق در شبکه محافظت نمی شود، اما به دلیل هزینه کم و طراحی فشرده، در بسیاری از دستگاه ها از جمله منابع نور LED استفاده می شود.

هنگام استفاده از باتری برای تامین برق LED، کافی است یک مقاومت محدود کننده با قدرت و مقاومت صحیح به مدار اضافه کنید. شبکه سواری خودروها نیز در بیشتر موارد دارای 12 ولت است، اما افزایش ولتاژ آن در حالت های مختلف عملکرد بسیار قابل توجه است. بنابراین، برای اتصال LED به برق از سیستم برق خودرو، یک تثبیت کننده (درایور) مورد نیاز است.

گاهی اوقات می توانید یک منبع تغذیه بدون تثبیت کننده با ترانسفورماتور پیدا کنید. آنها عناصر زیر را به صورت سری متصل می کنند:

• تبدیل کننده؛
• پل دیودی برای اصلاح جریان؛
• فیلتر خازنی (خازن معمولی).

هر گونه افزایش در منبع تغذیه با چنین منبع تغذیه ای به LED ها منتقل می شود و این بر عملکرد آنها تأثیر می گذارد. استفاده از چنین منابع تغذیه در مواردی که شبکه دارای پارامترهای پایدار است توجیه پذیر است.

منابع تغذیه ای که برق متناوب تولید می کنند را نمی توان برای اتصال LED ها استفاده کرد. حداقل آنها باید با یکسو کننده و خازن و در بهترین حالت با یک تثبیت کننده تکمیل شوند.

الگوریتم اقدامات هنگام اتصال

کل این روش شامل پنج مرحله است که به صورت متوالی انجام می شود.

الگوریتم اقدامات به شرح زیر است:

1. تعیین نوع منبع تغذیه و پارامترهای عملکرد آن.
2. تعیین میزان مصرف برق، جریان نامی و افت ولتاژ LED.
3. محاسبه تعداد LED هایی که می توان به طور ایمن به منبع تغذیه موجود وصل شد و در صورت نیاز محاسبه مقاومت.
4. نصب مدار، که در طی آن عناصر با در نظر گرفتن قطبیت متصل می شوند.
5. بررسی لحیم کاری کنتاکت ها و عایق بودن آنها.

اطلاعات مربوط به پارامترهای جریان تامین شده توسط منبع تغذیه را می توان در برگه اطلاعات فنی یا صفحه روی کیس یافت. مشخصات LED های لازم برای محاسبه مقاومت را می توان در کتاب های مرجع یا اسناد فنی در صورت وجود یافت.

فرمول های محاسبه توان و مقاومت یک مقاومت بر اساس قانون اهم است. توان به صورت زیر تعریف می شود: P=(Upit - (Uled1 + Uled2 +…+ Uledn)) * Iled.

و مقاومت مورد نیاز را می توان با استفاده از یک فرمول مشابه پیدا کرد، فقط در انتها ولتاژ در جریان ضرب نمی شود، بلکه بر آن تقسیم می شود. در هر دو فرمول، Uledn افت ولتاژ در هر LED، Upit ولتاژ منبع تغذیه، و Iled جریان نامی LED ها است.

بسته به شرایط، روشنایی ماتریس های SOV را می توان با تغییر قدرت جریان تنظیم کرد. برای این کار مدار آنها مجهز به درایور است. هر ماتریس SOV دارای پارامترهای جریان عملیاتی و افت تقریبی ولتاژ خود است که در برگه اطلاعات عنصر نشان داده شده است.

استفاده از منبع تغذیه 12 ولت برای تغذیه ماتریس OWL کاملاً صحیح نیست. حتی با افت ولتاژ حدود 12 ولت، یک مقاومت محدود کننده برای عملکرد آن مورد نیاز است. در نتیجه جریان عملیاتی کمتر از مقدار نامی است و المان با راندمان کمتری می درخشد. راه خروج استفاده از مبدل ولتاژ به جریان کم ولتاژ در مدار است.

اتصال LED 12 ولت حتی برای کسانی که آشنایی نزدیکی با مدار ندارند یک کار کاملاً قابل انجام است. قبل از شروع مونتاژ زنجیر، توصیه می شود اشتباهات معمولی را در نظر بگیرید که نه تنها توسط آماتورها، بلکه توسط برخی از تولید کنندگان انبوه نیز انجام می شود.

باید به وضوح به خاطر داشت که LED ها دستگاه های فعلی هستند، به این معنی که جریان عبوری باید توسط یک مقاومت محدود شود.

برای محاسبه مقدار می توانید از فرمول زیر استفاده کنید:

R= (Upit-Upad)/0.75I، که در آن

Upit و Upad - ولتاژ منبع تغذیه و ولتاژ سقوط.
R مقدار مورد نظر مقاومت مقاومت محدود کننده است.
I – جریان عبوری

به نظر می رسد این محاسبات نظری برای مونتاژ هر دستگاه کاربردی ضروری باشد. با استفاده از نمونه صنایع دستی مختلف چینی، می توانید ببینید که در واقعیت همیشه از یک مقاومت محدود کننده استفاده نمی شود.

اتصال ال ای دی 12 ولت در انواع سوغاتی، جاکلیدی و چراغ قوه به روشی کمی متفاوت انجام می شود. چندین باتری دیسک استاندارد مستقیماً به دیود متصل می شوند. محاسبه این است که جریان توسط مقاومت داخلی باتری محدود می شود و قدرت آن برای سوزاندن سایر عناصر کافی نخواهد بود.

اتصال نادرست LED های 12 ولتی نه تنها با فرسودگی عجولانه آنها مملو است. همچنین مهم است که در مورد تخریب دستگاه ها، زمانی که روشنایی درخشش به سرعت در هنگام جریان طبیعی کاهش می یابد، به یاد داشته باشید.

LED به طور کامل سوختن را متوقف نمی کند، اما دیگر نمی تواند به طور موثر نه تنها به عنوان بخشی از یک چراغ قوه عمل کند، بلکه حتی در دکوراسیون فقط در تاریکی کامل قابل توجه است. این را می توان به سرعت در دستگاه های سفید و آبی مشاهده کرد، بنابراین می توانید ابتدا یک LED با سایه متفاوت انتخاب کنید.

در غیاب مقاومت محدود کننده، اتصال LED 12 ولت را می توان با خیال راحت ناموفق دانست. تخریب کامل دستگاه در عرض چند دقیقه پس از اعمال برق قابل مشاهده است.

طرح هایی از این نوع صرفه جویی واضح در پول و نیروی کار است، اما محصولات یکبار مصرف نیز هستند.

نمونه های دیگر اتصال، یا نحوه رفع آنها

یکی دیگر از اتصالات نادرست LED های 12 ولت را می توان در دستگاه های پیچیده تر و قدرتمندتر مشاهده کرد. با افزایش تعداد دیودها، سازندگان همچنان به مقاومت باتری با اتصال عناصر به صورت سری ادامه می دهند. رایج ترین دلیلی که چنین دستگاه ها و صنایع دستی برای تعمیر ارسال می شوند این است که یک LED یا کل دسته آنها سوخته است.

می توانید سعی کنید نمودار را به چند روش کامل کنید:

1. اتصال یک مقاومت. چنین اتصالی نیز نتیجه مورد انتظار را به همراه نخواهد داشت. نکته این است که حتی دستگاه های نیمه هادی تولید شده در همان دسته تفاوت های بسیار قابل توجهی دارند. نکته حتی این نیست که ممکن است تفاوت محسوسی در روشنایی LED ها وجود داشته باشد. در اینجا ما در مورد پارامتری مانند افت ولتاژ صحبت خواهیم کرد. هر دستگاه با جریان خاص خود مشخص می شود. LED با بالاترین امتیاز به احتمال زیاد زمانی که جریان آن از جریان نامی خود بیشتر شود، می سوزد. پس از این، LED های باقی مانده با برق 12 ولت مدت زیادی دوام نمی آورند. سپس LED با بالاترین رتبه جریان بعدی، و به دنبال آن ال ای دی باقیمانده خواهد سوخت.
2. یک مقاومت برای هر LED. چنین اتصال دیود زنر 12 ولت با قوانین طراحی مدار در تضاد نیست. جریان ها مستقل می شوند، اما عیب آشکار چنین زنجیره ای حجیم بودن و بار نامناسب عناصر است.
3. زنجیره ای از LED های سری متصل تنها این گزینه برای اتصال دستگاه ها امکان دستیابی همزمان به حداکثر فشردگی با عملکرد بالا را فراهم می کند. تنها چیزی که ارزش توجه دارد افزایش ولتاژ تغذیه است.

پارامترهای LED ها به رنگ آنها نیز بستگی دارد که باید هنگام فکر کردن در مورد اتصال دستگاه ها به 12 ولت در نظر گرفته شود.

چند عدد LED را می توان به 12 ولت وصل کرد و نحوه محاسبه همه آن

برای دریافت پاسخ این سوال، می توانید Upit را بر Upad تقسیم کنید یا به سادگی از مقدار متوسط ​​2 ولت استفاده کنید. معلوم می شود که حداکثر تعداد LED هایی که می توان وصل کرد 6 است. اما بخش خاصی از ولتاژ باید به مقاومت خاموش کننده برود، بگذارید این مقدار نیز حدود 2 ولت باشد.

تعداد عناصر همچنان در حال کاهش است.

شایان ذکر است که ولتاژ پیشروی LED ها همیشه برابر با 2 ولت نیست. شما باید نه تنها نوع خاص LED، بلکه سایه درخشش آن را نیز در نظر بگیرید. در این مورد، بهتر است از حداکثر مقادیر افت ولتاژ شروع کنید، زیرا در غیر این صورت ممکن است دیودها به سادگی روشن نشوند.

محاسبات لازم نیست به صورت دستی انجام شوند - یک برنامه ویژه برای محاسبه پارامترهای عناصر مدار می تواند در هر شرایطی کمک کند. مقادیر به‌دست‌آمده به شما کمک می‌کند بفهمید که چند دیود خاص را می‌توان به منبع برق موجود متصل کرد.

چرا ممکن است لازم باشد LED ها را به 12 ولت وصل کنید؟

یکی از پرطرفدارترین حوزه های کاربرد چنین مدارهایی، سیستم روشنایی خودرو است. ولتاژ باتری خودرو برای اجرای ایده های مختلف برای روشنایی داخلی کاملاً کافی است، اما در عین حال اغلب برای روشنایی خارجی از LED استفاده می شود.

منابع تغذیه 12 ولت را می توان کاملاً رایج نامید که به شما امکان می دهد دامنه چنین اتصالاتی را به میزان قابل توجهی گسترش دهید. قاب های مختلف برای ساعت ها، عکس ها، عکس ها، نورپردازی برای آکواریوم ها، تراریوم ها و سایر وسایل داخلی - همه اینها را می توان در 12 ولت اجرا کرد. LED به عنوان یک دستگاه کاملاً همه کاره است، به ویژه در منبع تغذیه نیازی ندارد و می تواند انواع مختلفی از تأثیرات را تحمل کند.

مفهوم دیودهای ساطع نور قدرتمند و درخشان (LED) بسیار مبهم است و تعریف دقیقی وجود ندارد. محصولات با روشنایی و مصرف انرژی بالا در این دسته قرار می گیرند. این تعریف اخیراً ظاهر شد و به دلیل توسعه فعال دیودهای ساطع کننده نور در سال های اخیر است. قبلا نقش چراغ های نشانگر را بازی می کردند و حداکثر ده ها مایل وات مصرف می کردند. در حال حاضر آنها در روشنایی همه جا استفاده می شوند. از روشنایی یک اتاق آپارتمان گرفته تا روشنایی جاده در چراغ های جلوی خودرو. و مصرف برق آنها به 100 وات یا بیشتر می رسد (بیشتر اینها مجموعه های LED هستند). به طور طبیعی، چنین LED هایی باید دارای سطح بالایی از روشنایی ساطع شده و بر این اساس، قدرت بالایی داشته باشند. در این مقاله متوجه خواهیم شد که ال ای دی های قدرتمند چه هستند و کدام یک از آنها درخشان ترین هستند.

چه کسی قوی ترین و درخشان ترین LED ها را تولید می کند

در بازار محصولات ال ای دی جایگاهی در این راستا توسط شرکت معروف آمریکایی CREE اشغال شده است.

خط تولید این شرکت حتی شامل دو دسته LED است:

• XLamp - قدرتمند؛
• روشنایی بالا - روشن.

البته، CREE تنها شرکت نیست، بلکه یکی از محبوب‌ترین شرکت‌هاست. شرکت های دیگری مانند بریجلوکس، OSRAM، NICHIA نیز رقابت می کنند.

شایان ذکر است که بازار مملو از تقلبی های چینی است که قدرت و روشنایی آنها تفاوت قابل توجهی با نمونه های اصلی دارد. به عنوان مثال، طول عمر LED های اصلی 50000 ساعت محاسبه شده است، در حالی که تقلبی های چینی به سختی به 20000 ساعت می رسد.

ویژگی های LED های پرقدرت

اکثر ال ای دی های روشن و قدرتمند با ولتاژ 12 ولت کار می کنند. در موارد نادر، ولتاژ تغذیه 24 - 48 ولت است.

همانطور که قبلاً اشاره کردیم، مفهوم یک LED قدرتمند به طور خاص تعریف نشده است، بنابراین برخی یک دیود ساطع کننده نور قدرتمند با پارامتر 1 وات و برخی دیگر با پارامتر 10 وات تعریف می کنند. حد پایین 0.5 وات را تعریف می کنیم. زیرا از این مرز، CREE اولین LED پرقدرت را به جهان نشان داد. رونق بزرگ با محدودیت 1 وات شروع شد.

درخشان ترین و قدرتمندترین

بیایید به ویژگی های فوق العاده روشن LED از CREE - XLamp XM-L نگاه کنیم.

به عنوان مرجع، در سال 2010 LED XLamp XM-L توسعه یافته یک رکورد جهانی را ثبت کرد. نسبت روشنایی به توان آن 160 لومن بر وات با مصرف جریان 350 میلی آمپر بود. برای آن زمان، این یک دستاورد در صنعت بود.

ویژگی های LED قدرتمند 10 واتی XLamp XM-L.

• ولتاژ: 12 ولت؛
• راندمان: تا 160 لومن در هر وات.
• خروجی نور: تا 840 لومن (در جریان 3 A)؛
• قدرت: 10 وات؛
• حداکثر جریان: 3 آمپر؛
• اندازه پایه: 5 x 5 میلی متر;
• دمای رنگ: سفید سرد؛
• مقاومت حرارتی: 2.5 درجه بر وات؛
• افت ولتاژ جلو: حداکثر 2.9 ولت.

حداکثر مقدار جریان به 3 آمپر می رسد، در حالی که دیود ساطع کننده نور 910 لومن تولید می کند. زمانی دیود ساطع کننده نور XLamp XM-L سر و صدای زیادی ایجاد کرد و در آن زمان همه شرکت های رقیب محصولاتی حتی نزدیک به مشابه در پارامترهای فنی نداشتند. به همین دلیل است که من CREE را به عنوان پیشرو در این زمینه از فناوری LED یاد کردم. آنها همیشه یک قدم جلوتر هستند.

تا به امروز، خط LED XLamp XM-L فقط در رنگ سرد برای بازار تولید می شود، دلیل این امر مشخص نیست. اما یافتن این LED در قفسه های فروشگاه با دمای رنگی غیر از محدوده 5000 تا 8300 غیرممکن است.

بچه ML-E

یکی دیگر از دیودهای تابش نور قدرتمند و درخشان از یک شرکت آمریکایی از کلاس XLamp، ML-E نام دارد.

توان آن تنها 0.5 وات است. در واقع، این LED عملکرد خوبی دارد، بیایید به آنها نگاه کنیم:

• ولتاژ: 12 ولت؛
• نوع اجرا: در محفظه PLCC4 (نصب سطحی) با سکوی عایق حرارتی HeatSink.
• ابعاد: 3.5 x 3.5 x 1.2;
• راندمان: 112 lm/W (مقدار بسیار بالا)؛
• مقاومت حرارتی: 11 درجه / وات (خوب)؛
• حداکثر جریان: 175 میلی آمپر (نرمال شده: 150 میلی آمپر)؛
• محدوده دمای رنگ تولید شده: 2600 - 8300 K;
• روشنایی: 30 لومن (سفید گرم)، 51 لومن (سفید سرد).

برای نشان دادن واضح قابلیت‌های CREE ML-E، نمونه‌ای از روشنایی صندوق عقب خودرو را بیان می‌کنیم.

مثالی از روشنایی درخشش ML-E

لیست LED های قدرتمند و روشن را می توان بی پایان ادامه داد، زیرا ما به عنوان مثال ویژگی های دو مورد محبوب ترین آنها را در 0.5 و 10 وات در نظر گرفته ایم و همچنین 3w، 20w، 50w، 100w و غیره وجود دارد. امیدواریم این برای شما کافی باشد تا تصویر خاصی در ذهن خود شکل دهید و پاسخ سوالات خود را بیابید. امیدواریم سوالی مانند این نداشته باشید که کدام LED ها درخشان ترین و قوی ترین هستند؟ اگر هنوز هم دارید، در نظرات بنویسید، ما سعی خواهیم کرد پاسخ های دقیقی بدهیم.

مقالات قبلی مسائل مختلف اتصال LED را شرح داده اند. اما شما نمی توانید همه چیز را در یک مقاله بنویسید، بنابراین باید این موضوع را ادامه دهید. در اینجا ما در مورد روش های مختلف روشن کردن LED صحبت خواهیم کرد.

همانطور که در مقالات مذکور بیان شد، i.e. جریان عبوری از آن باید با استفاده از یک مقاومت محدود شود. نحوه محاسبه این مقاومت قبلاً توضیح داده شده است ، ما در اینجا آن را تکرار نمی کنیم ، اما در هر صورت ، دوباره فرمول را ارائه می دهیم.

تصویر 1.

اینجا Upit. - ولتاژ تغذیه، Upad. - افت ولتاژ در LED، R - مقاومت مقاومت محدود کننده، I - جریان از طریق LED.

با این حال، با وجود تمام تئوری ها، صنعت چین انواع سوغاتی، حلقه کلید، فندک را تولید می کند که در آن LED بدون مقاومت محدود کننده روشن می شود: فقط دو یا سه باتری دیسکی و یک LED. در این حالت، جریان توسط مقاومت داخلی باتری محدود می شود، که قدرت آن به سادگی برای سوختن LED کافی نیست.

اما در اینجا، علاوه بر فرسودگی، یک خاصیت ناخوشایند دیگر نیز وجود دارد - تخریب LED ها، که بیشتر مشخصه LED های سفید و آبی است: پس از مدتی، روشنایی درخشش بسیار ناچیز می شود، اگرچه جریان از طریق LED عبور می کند. در سطح اسمی کاملاً کافی است.

این به این معنی نیست که اصلا نمی درخشد، درخشش به سختی قابل توجه است، اما این دیگر یک چراغ قوه نیست. اگر در جریان نامی تخریب زودتر از یک سال درخشش مداوم اتفاق بیفتد، در جریان افزایش یافته می توان این پدیده را در نیم ساعت انتظار داشت. این گنجاندن LED را باید بد نامید.

چنین طرحی را فقط می توان با تمایل به صرفه جویی در یک مقاومت، لحیم کاری و هزینه های نیروی کار توضیح داد، که ظاهراً با توجه به مقیاس عظیم تولید قابل توجیه است. علاوه بر این، فندک یا جاکلیدی یک کالای یکبار مصرف، ارزان است: اگر بنزین تمام شود یا باتری تمام شود، سوغات به سادگی دور ریخته می شود.

شکل 2. طرح بد است، اما اغلب استفاده می شود.

اگر با استفاده از این مدار یک LED را به یک منبع تغذیه با ولتاژ خروجی 12 ولت و جریان حداقل 3 آمپر وصل کنید (البته به طور تصادفی) اتفاقات بسیار جالبی می افتد: یک فلاش کور کننده رخ می دهد، یک انفجار نسبتاً بلند و دود شنیده می شود. ، و بوی خفه کننده ای باقی می ماند. این تمثیل را به ذهن می آورد: «آیا می توان از طریق تلسکوپ به خورشید نگاه کرد؟ بله، اما فقط دو بار. یک بار با چشم چپ، یک بار با چشم راست.» به هر حال، اتصال LED بدون مقاومت محدود کننده رایج ترین اشتباهی است که توسط مبتدیان مرتکب می شود و من می خواهم در مورد آن به شما هشدار دهم.

برای اصلاح این وضعیت و افزایش طول عمر LED باید مدار را کمی تغییر داد.

شکل 3. نمودار خوب، درست است.

این همان طرحی است که باید خوب یا صحیح در نظر گرفته شود. برای بررسی اینکه آیا مقدار مقاومت R1 به درستی نشان داده شده است، می توانید از فرمول نشان داده شده در شکل 1 استفاده کنید. ما فرض می کنیم که افت ولتاژ در سراسر LED 2 ولت، جریان 20 میلی آمپر، ولتاژ تغذیه 3 ولت به دلیل استفاده از دو عدد باتری قلمی

به طور کلی، نیازی به تلاش برای محدود کردن جریان به حداکثر سطح مجاز 20 میلی آمپر نیست؛ می توانید LED را با جریان کمتری، خوب، حداقل 15 ... 18 میلی آمپر تغذیه کنید. در این صورت کاهش بسیار جزئی در روشنایی ایجاد می شود که چشم انسان با توجه به ویژگی های دستگاه به هیچ وجه متوجه آن نمی شود اما طول عمر ال ای دی به میزان قابل توجهی افزایش می یابد.

نمونه دیگری از گنجاندن ضعیف LED ها را می توان در چراغ قوه های مختلف یافت که در حال حاضر قدرتمندتر از جا کلیدی و فندک هستند. در این مورد، تعداد معینی از LED ها، گاهی اوقات بسیار بزرگ، به سادگی به صورت موازی و همچنین بدون مقاومت محدود کننده متصل می شوند، که دوباره به عنوان مقاومت داخلی باتری عمل می کند. چنین چراغ قوه هایی اغلب دقیقاً به دلیل سوختن LED ها به تعمیر ختم می شوند.

شکل 4. مدار سوئیچینگ بسیار بد.

به نظر می رسد که می توان وضعیت را با مدار نشان داده شده در شکل 5 اصلاح کرد. فقط یک مقاومت، و به نظر می رسید که اوضاع بهتر می شود.

شکل 5. این کمی بهتر است.

اما حتی چنین گنجاندن کمک کمی خواهد کرد. واقعیت این است که در طبیعت شما به سادگی نمی توانید دو دستگاه نیمه هادی یکسان را پیدا کنید. به همین دلیل است که، برای مثال، ترانزیستورهای یک نوع بهره‌های متفاوتی دارند، حتی اگر از یک دسته تولید باشند. تریستورها و تریاک ها نیز متفاوت هستند. برخی به راحتی باز می شوند، در حالی که برخی دیگر آنقدر سخت هستند که باید رها شوند. همین امر را می توان در مورد LED ها نیز گفت - یافتن دو کاملاً یکسان و بسیار کمتر سه یا یک دسته کامل به سادگی غیرممکن است.

یادداشتی در مورد موضوع در DataSheet برای مجموعه LED SMD-5050 (سه LED مستقل در یک بسته)، گنجاندن نشان داده شده در شکل 5 توصیه نمی شود. آنها می گویند که به دلیل تغییر در پارامترهای LED های جداگانه، ممکن است تفاوت قابل توجهی در درخشش آنها وجود داشته باشد. و به نظر می رسد، در یک ساختمان!

ال ای دی ها البته هیچ بهره ای ندارند، اما پارامتر مهمی مانند افت ولتاژ رو به جلو را دارند. و حتی اگر LED ها از یک دسته فناوری، از همان بسته گرفته شوند، به سادگی دو مورد یکسان وجود نخواهد داشت. بنابراین، جریان برای همه LED ها متفاوت خواهد بود. ال ای دی که جریان آن بیشترین مقدار را داشته باشد و دیر یا زود از حد مجاز فراتر رود، ابتدا می سوزد.

با توجه به این رویداد ناگوار، تمام جریان ممکن از طریق دو LED باقیمانده عبور می کند، که به طور طبیعی از یک نامی فراتر می رود. پس از همه، مقاومت "برای سه"، برای سه LED طراحی شده است. افزایش جریان باعث افزایش گرمایش کریستال های LED می شود و کریستال هایی که "ضعیف تر" هستند نیز می سوزند. ال ای دی آخر هم چاره ای جز الگو گرفتن از رفقا ندارد. اینگونه است که یک واکنش زنجیره ای معلوم می شود.

در این مورد، کلمه "سوختن" به سادگی به معنای شکستن مدار است. اما ممکن است اتفاق بیفتد که در یکی از LED ها به سادگی یک اتصال کوتاه وجود داشته باشد و دو LED دیگر را قطع کند. طبیعتاً آنها قطعاً بیرون خواهند رفت، اگرچه زنده می مانند. با چنین نقصی، مقاومت به شدت گرم می شود و در نهایت، شاید سوخته شود.

برای جلوگیری از این اتفاق، مدار باید کمی تغییر کند: همانطور که در شکل 6 نشان داده شده است، برای هر LED، مقاومت خود را نصب کنید.

شکل 6. اینگونه است که LED ها مدت زمان زیادی دوام می آورند.

در اینجا همه چیز مطابق با نیاز است، همه چیز طبق قوانین طراحی مدار است: جریان هر LED توسط مقاومت خود محدود می شود. در چنین مداری، جریان های عبوری از LED ها مستقل از یکدیگر هستند.

اما این گنجاندن باعث لذت زیادی نمی شود، زیرا تعداد مقاومت ها برابر با تعداد LED ها است. من دوست دارم LED های بیشتری و مقاومت های کمتری وجود داشته باشد. چگونه بودن؟

راه برون رفت از این وضعیت بسیار ساده است. همانطور که در شکل 7 نشان داده شده است، هر LED باید با زنجیره ای از ال ای دی ها که به صورت سری به هم متصل شده اند، جایگزین شود.

شکل 7. اتصال موازی گلدسته ها.

قیمت چنین بهبودی افزایش ولتاژ تغذیه خواهد بود. اگر فقط سه ولت برای یک LED کافی باشد، حتی دو LED متصل به صورت سری نیز نمی توانند با چنین ولتاژی روشن شوند. بنابراین چه ولتاژی برای روشن کردن یک حلقه LED نیاز است؟ یا به عبارتی چند ال ای دی را می توان به یک منبع تغذیه با ولتاژ مثلا 12 ولت وصل کرد؟

اظهار نظر. از این پس، نام "تقریبا" را نه تنها باید به عنوان تزئین درخت کریسمس، بلکه به عنوان هر وسیله روشنایی LED که در آن LED ها به صورت سری یا موازی متصل می شوند، درک کرد. نکته اصلی این است که بیش از یک LED وجود دارد. گارلند، در آفریقا هم یک گلدسته است!

برای پاسخ به این سوال، کافی است ولتاژ تغذیه را بر افت ولتاژ LED تقسیم کنید. در بیشتر موارد، این ولتاژ در محاسبات 2 ولت در نظر گرفته می شود. سپس معلوم می شود 12/2=6. اما نباید فراموش کنیم که بخشی از ولتاژ باید حداقل 2 ولت برای مقاومت خاموش کننده باقی بماند.

معلوم می شود فقط 10 ولت برای ال ای دی ها باقی می ماند و تعداد ال ای دی ها 10/2=5 می شود. در این حالت، برای به دست آوردن جریان 20 میلی آمپر، مقاومت محدود کننده باید دارای مقدار نامی 2V/20mA = 100 اهم باشد. قدرت مقاومت P=U*I=2V*20mA=40mW خواهد بود.

این محاسبه کاملاً منصفانه است اگر ولتاژ مستقیم LED های موجود در حلقه، همانطور که نشان داده شد، 2 ولت باشد. این مقدار است که اغلب در محاسبات به عنوان مقداری میانگین در نظر گرفته می شود. اما در واقع این ولتاژ به نوع LED و رنگ درخشش بستگی دارد. بنابراین، هنگام محاسبه گلدسته ها، باید بر روی نوع LED ها تمرکز کنید. افت ولتاژ برای انواع مختلف LED در جدول نشان داده شده در شکل 8 آورده شده است.

شکل 8. افت ولتاژ در LED های رنگ های مختلف.

بنابراین، با ولتاژ منبع تغذیه 12 ولت، منهای افت ولتاژ در مقاومت محدود کننده جریان، در مجموع 10/3.7 = 2.7027 LED سفید را می توان وصل کرد. اما شما نمی توانید یک قطعه را از یک LED برش دهید، بنابراین فقط می توانید دو LED را متصل کنید. اگر حداکثر مقدار افت ولتاژ را از جدول بگیریم این نتیجه به دست می آید.

اگر 3 ولت را در محاسبه جایگزین کنیم، کاملاً واضح است که امکان اتصال سه LED وجود دارد. در این حالت، هر بار باید با زحمت مقاومت مقاومت محدود کننده را دوباره محاسبه کنید. اگر ال‌ای‌دی‌های واقعی دارای افت ولتاژ 3.7 ولت یا شاید بالاتر باشند، ممکن است سه LED روشن نشوند. پس بهتر است در دو توقف کنید.

در اصل مهم نیست که LED ها چه رنگی خواهند بود، فقط این است که هنگام محاسبه باید افت ولتاژ متفاوتی را بسته به رنگ LED در نظر بگیرید. نکته اصلی این است که آنها برای یک جریان طراحی شده اند. مونتاژ یک سری حلقه LED غیر ممکن است که برخی از آنها دارای جریان 20 میلی آمپر و بخشی دیگر دارای جریان 10 میلی آمپر هستند.

واضح است که در جریان 20 میلی آمپر، LED های با جریان نامی 10 میلی آمپر به سادگی می سوزند. اگر جریان را به 10 میلی آمپر محدود کنید، آن‌ها 20 میلی‌آمپر به اندازه کافی روشن نمی‌شوند، دقیقاً مانند یک سوئیچ با LED: می‌توانید آن را در شب ببینید، اما نه در روز.

آماتورهای رادیویی برای آسان‌تر کردن زندگی خود، برنامه‌های ماشین‌حساب مختلفی را توسعه می‌دهند که انواع محاسبات معمول را آسان‌تر می‌کنند. به عنوان مثال، برنامه هایی برای محاسبه اندوکتانس، فیلترهای مختلف، تثبیت کننده های جریان. چنین برنامه ای برای محاسبه حلقه های LED وجود دارد. تصویری از چنین برنامه ای در شکل 9 نشان داده شده است.

شکل 9. اسکرین شات از برنامه "محاسبه_مقاومت_مقاومت__لدز_".

این برنامه بدون نصب بر روی سیستم کار می کند، فقط باید آن را دانلود کرده و از آن استفاده کنید. همه چیز آنقدر ساده و واضح است که هیچ توضیحی برای اسکرین شات لازم نیست. طبیعتاً همه ال ای دی ها باید یک رنگ و با جریان یکسان باشند.

البته مقاومت های محدود کننده خوب هستند. اما فقط زمانی که مشخص شود که این گلدسته با ولتاژ ثابت 12 ولت تغذیه می شود و جریان از طریق LED ها از مقدار محاسبه شده تجاوز نمی کند. اما اگر به سادگی هیچ منبعی با ولتاژ 12 ولت وجود نداشته باشد چه؟

این وضعیت ممکن است، به عنوان مثال، در یک کامیون با ولتاژ داخلی 24 ولت رخ دهد. یک تثبیت کننده جریان، به عنوان مثال، "SSC0018 - تثبیت کننده جریان قابل تنظیم 20..600 میلی آمپر" به خروج از چنین وضعیت بحرانی کمک می کند. ظاهر آن در شکل 10 نشان داده شده است. چنین دستگاهی را می توان در فروشگاه های آنلاین خریداری کرد. قیمت درخواستی 140 ... 300 روبل است: این همه به تخیل و غرور فروشنده بستگی دارد.

شکل 10. تثبیت کننده جریان قابل تنظیم SSC0018

مشخصات فنی تثبیت کننده در شکل 11 نشان داده شده است.

شکل 11. مشخصات فنی تثبیت کننده فعلی SSC0018

تثبیت کننده جریان SSC0018 در ابتدا برای استفاده در لامپ های LED ساخته شد، اما می تواند برای شارژ باتری های کوچک نیز استفاده شود. استفاده از دستگاه SSC0018 بسیار ساده است.

مقاومت بار در خروجی تثبیت کننده جریان می تواند صفر باشد، می توانید به سادگی پایانه های خروجی را اتصال کوتاه کنید. پس از همه، تثبیت کننده ها و منابع جریان از اتصال کوتاه نمی ترسند. در این حالت جریان خروجی درجه بندی می شود. اگر 20 میلی آمپر را تنظیم کنید، این همان چیزی است که می شود.

از موارد فوق می توان نتیجه گرفت که یک میلی متر DC را می توان "مستقیم" به خروجی تثبیت کننده جریان متصل کرد. چنین اتصالی باید از بزرگترین حد اندازه گیری شروع شود، زیرا هیچ کس نمی داند چه جریانی در آنجا تنظیم می شود. در مرحله بعد، به سادگی مقاومت پیرایش را بچرخانید تا جریان مورد نیاز را تنظیم کنید. البته در این مورد، اتصال تثبیت کننده جریان SSC0018 را به منبع تغذیه فراموش نکنید. شکل 12 نمودار مدار SSC0018 را برای تغذیه LED های متصل به موازات نشان می دهد.

شکل 12: اتصالات برای تغذیه LED های متصل به صورت موازی

همه چیز در اینجا از نمودار مشخص است. برای چهار LED با مصرف جریان 20 میلی آمپر برای هر کدام، خروجی تثبیت کننده باید روی 80 میلی آمپر تنظیم شود. در این حالت، همانطور که در بالا ذکر شد، ورودی تثبیت کننده SSC0018 به ولتاژ کمی بیشتر از افت ولتاژ در یک LED نیاز دارد. البته، ولتاژ بالاتر انجام می شود، اما این تنها منجر به گرم شدن اضافی تراشه تثبیت کننده می شود.

اظهار نظر. اگر برای محدود کردن جریان با استفاده از یک مقاومت، ولتاژ منبع تغذیه باید از ولتاژ کل روی LED ها کمی بیشتر شود، فقط دو ولت، پس برای عملکرد عادی تثبیت کننده جریان SSC0018 این مازاد باید کمی بیشتر باشد. کمتر از 3 ... 4 ولت نیست، در غیر این صورت عنصر کنترل تثبیت کننده به سادگی باز نمی شود.

شکل 13 اتصال تثبیت کننده SSC0018 را هنگام استفاده از حلقه ای از چندین LED متصل به صورت سری نشان می دهد.

شکل 13. منبع تغذیه یک حلقه حلقه ای سریال از طریق تثبیت کننده SSC0018

این شکل از مستندات فنی گرفته شده است، بنابراین بیایید سعی کنیم تعداد LED های موجود در حلقه و ولتاژ ثابت مورد نیاز از منبع تغذیه را محاسبه کنیم.

جریان نشان داده شده در نمودار، 350 میلی آمپر، به ما امکان می دهد نتیجه بگیریم که گلدسته از LED های سفید قدرتمند مونتاژ شده است، زیرا همانطور که در بالا گفته شد، هدف اصلی تثبیت کننده SSC0018 منابع روشنایی است. افت ولتاژ در LED سفید در 3 ... 3.7 ولت است. برای محاسبه، باید حداکثر مقدار 3.7 ولت را بگیرید.

حداکثر ولتاژ ورودی تثبیت کننده SSC0018 50 ولت است. ما 5 ولت مورد نیاز برای عملکرد خود تثبیت کننده را از این مقدار کم می کنیم و 45 ولت باقی می ماند. با این ولتاژ می توانید LED های 45/3.7=12.1621621... را "روشن" کنید. بدیهی است که این باید به 12 گرد شود.

ممکن است تعداد LED ها کمتر باشد. سپس ولتاژ ورودی باید کاهش یابد (جریان خروجی تغییر نمی کند و 350 میلی آمپر همانطور که تنظیم شده است باقی می ماند)، چرا 50 ولت را به 3 LED، حتی ال ای دی های قدرتمند، عرضه کنید؟ چنین تمسخر می تواند به شکست ختم شود، زیرا LED های قدرتمند به هیچ وجه ارزان نیستند. هر کسی که بخواهد، و همیشه پیدا خواهد شد، می تواند برای خود محاسبه کند که برای اتصال سه LED قدرتمند چه ولتاژی لازم است.

دستگاه تثبیت کننده جریان قابل تنظیم SSC0018 بسیار خوب است. اما کل سوال این است که آیا همیشه لازم است؟ و قیمت دستگاه تا حدودی گیج کننده است. راه برون رفت از این وضعیت چه می تواند باشد؟ همه چیز بسیار ساده است. یک تثبیت کننده جریان عالی از تثبیت کننده های ولتاژ یکپارچه، به عنوان مثال، سری 78XX یا LM317 به دست می آید.

برای ایجاد چنین تثبیت کننده جریان بر اساس تثبیت کننده ولتاژ، تنها به 2 قسمت نیاز دارید. در واقع خود تثبیت کننده و یک مقاومت واحد که مقاومت و قدرت آن را می توان با برنامه StabDesign محاسبه کرد که اسکرین شات آن در شکل 14 نشان داده شده است.

شکل 14. محاسبه تثبیت کننده جریان با استفاده از برنامه StabDesign.

برنامه نیاز به توضیح خاصی ندارد. در منوی کشویی Type، نوع تثبیت کننده را انتخاب کنید، جریان مورد نیاز را در In line تنظیم کنید و دکمه Calculate را فشار دهید. نتیجه مقاومت مقاومت R1 و قدرت آن است. در شکل، محاسبه برای جریان 20 میلی آمپر انجام شده است. این برای مواردی است که LED ها به صورت سری وصل شده اند. برای اتصال موازی، جریان به همان روشی که در شکل 12 نشان داده شده است محاسبه می شود.

حلقه LED به جای مقاومت Rn وصل شده است که نماد بار تثبیت کننده جریان است. حتی امکان اتصال فقط یک LED وجود دارد. در این حالت کاتد به سیم مشترک و آند به مقاومت R1 متصل می شود.

ولتاژ ورودی تثبیت کننده جریان در نظر گرفته شده در محدوده 15 ... 39 ولت است، زیرا از یک تثبیت کننده 7812 با ولتاژ تثبیت کننده 12 ولت استفاده می شود.

به نظر می رسد این جایی است که داستان در مورد LED ها می تواند پایان یابد. اما نوارهای LED نیز وجود دارد که در مقاله بعدی به آنها پرداخته خواهد شد.