الآن أصبحت إضاءة LED تحظى بشعبية كبيرة. الشيء هو أن هذه الإضاءة ليست فقط قوية بما يكفي ، ولكنها أيضًا فعالة من حيث التكلفة. المصابيح هي صمامات ثنائية أشباه الموصلات في غلاف إيبوكسي.
في البداية كانت ضعيفة ومكلفة للغاية. ولكن في وقت لاحق ، تم إطلاق الثنائيات البيضاء والزرقاء الساطعة جدًا في الإنتاج. بحلول ذلك الوقت ، انخفض سعر السوق. في الوقت الحالي ، توجد مصابيح LED من أي لون تقريبًا ، وهذا هو سبب استخدامها في مختلف مجالات النشاط. وتشمل هذه إضاءة الغرف المختلفة ، وشاشات الإضاءة الخلفية واللافتات ، والاستخدام في إشارات الطرق وإشارات المرور ، وفي الداخل والمصابيح الأمامية للسيارات ، وفي الهواتف المحمولة ، وما إلى ذلك.
الوصف
تستهلك مصابيح LED القليل من الكهرباء ، ونتيجة لذلك تحل هذه الإضاءة تدريجياً محل مصادر الإضاءة الموجودة مسبقًا. في المتاجر المتخصصة ، يمكنك شراء عناصر مختلفة بناءً على إضاءة LED ، بدءًا من المصباح التقليدي وشريط LED ،تنتهي بألواح LED. ما يشتركون فيه جميعًا هو أن اتصالهم يتطلب تيارًا يبلغ 12 أو 24 فولت.
على عكس مصادر الضوء الأخرى التي تستخدم عنصر تسخين ، يستخدم هذا بلورة أشباه الموصلات التي تولد إشعاعًا ضوئيًا عند تطبيق التيار.
لفهم مخططات توصيل مصابيح LED بشبكة 220 فولت ، عليك أولاً أن تقول إنه لا يمكن تشغيلها مباشرةً من هذه الشبكة. لذلك ، للعمل مع مصابيح LED ، يجب اتباع تسلسل معين لتوصيلها بشبكة عالية الجهد.
الخصائص الكهربائية لل LED
خاصية الجهد الحالي لمصباح LED هي خط حاد. بمعنى ، إذا زاد الجهد قليلاً على الأقل ، فإن التيار سيزداد بشكل حاد ، وهذا سيؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الصمام مع نضوبه اللاحق. لتجنب هذا ، يجب عليك تضمين المقاوم المحدد في الدائرة.
لكن من المهم ألا ننسى الحد الأقصى المسموح به للجهد العكسي لمصابيح LED وهو 20 فولت. وإذا كانت متصلة بشبكة ذات قطبية عكسية ، فستتلقى جهد سعة 315 فولت ، أي 1.41 مرات أكثر من الحالية. الحقيقة هي أن التيار في شبكة 220 فولت يتناوب ، وسيتجه في البداية في اتجاه واحد ثم يعود.
من أجل منع التيار من التحرك في الاتجاه المعاكس ، يجب أن تكون دائرة تبديل LED على النحو التالي: يتم تضمين الصمام الثنائي في الدائرة. لن يمر الجهد العكسي. في هذه الحالة ، يجب أن يكون الاتصال متوازيًا.
مخطط آخر لتوصيل LED بالشبكة 220فولت هو تثبيت اثنين من مصابيح LED متتالية.
بالنسبة للطاقة الرئيسية بمقاوم تبريد ، فهذا ليس الخيار الأفضل. لأن المقاوم سوف يعطي قوة قوية. على سبيل المثال ، إذا كنت تستخدم مقاومًا 24 كيلو أوم ، فسيكون تبديد الطاقة حوالي 3 واط. عندما يتم توصيل الصمام الثنائي على التوالي ، ستنخفض الطاقة إلى النصف. يجب أن يكون الجهد العكسي عبر الصمام الثنائي 400 فولت. عند تشغيل مصباحين متقابلين ، يمكنك وضع مقاومين بقدرة 2 وات. يجب أن تكون مقاومتهم أقل مرتين. هذا ممكن عندما يكون هناك بلورتان بألوان مختلفة في حالة واحدة. عادة ما تكون إحدى البلورات حمراء والأخرى خضراء.
عند استخدام المقاوم 200 kΩ ، لا يلزم وجود الصمام الثنائي الواقي لأن تيار الإرجاع صغير ولن يدمر البلورة. يحتوي مخطط توصيل مصابيح LED بالشبكة على واحد ناقص - سطوع المصباح الصغير. يمكن استخدامه ، على سبيل المثال ، لإضاءة مفتاح الغرفة.
نظرًا لحقيقة أن التيار في الشبكة يتناوب ، فإن هذا يتجنب إهدار الكهرباء على تسخين الهواء بمقاوم محدد. المكثف يقوم بالمهمة. بعد كل شيء ، يمر التيار المتردد ولا تسخن.
من المهم أن تتذكر أن كلتا دورتين من الشبكة يجب أن تمر عبر المكثف حتى يمر التيار المتردد. ونظرًا لأن LED يقوم بتوصيل التيار في اتجاه واحد فقط ، فمن الضروري وضع الصمام الثنائي العادي (أو مؤشر LED إضافي آخر) في الاتجاه المعاكس.بالتوازي مع الصمام. ثم سيتخطى الشوط الثاني
عند إيقاف تشغيل دائرة توصيل LED بشبكة 220 فولت ، سيبقى الجهد على المكثف. في بعض الأحيان ، حتى السعة الكاملة عند 315 فولت ، وهذا يهدد بصدمة كهربائية. لتجنب ذلك ، بالإضافة إلى المكثف ، من الضروري أيضًا توفير مقاومة تفريغ عالية القيمة ، والتي ، إذا تم فصلها عن الشبكة ، ستفرغ المكثف على الفور. يتدفق مقدار ضئيل من التيار عبر هذا المقاوم أثناء التشغيل العادي دون تسخينه.
للحماية من تيار الشحن النبضي وكصهر ، نضع مقاومًا منخفض المقاومة. يجب أن يكون المكثف خاصًا ، وهو مصمم لدائرة تيار متردد لا تقل عن 250 فولت ، أو 400 فولت.
يتضمن مخطط تسلسل LED تركيب مصباح كهربائي من عدة مصابيح LED متصلة في سلسلة. في هذا المثال ، يكون الصمام الثنائي المضاد واحدًا كافيًا.
نظرًا لأن انخفاض الجهد عبر المقاوم سيكون أقل ، يجب طرح إجمالي انخفاض الجهد عبر مصابيح LED من مصدر الطاقة.
من الضروري أن يتم تصميم الصمام الثنائي المركب لتيار مشابه للتيار المار عبر مصابيح LED ، ويجب أن يكون الجهد العكسي مساويًا لمجموع الفولتية على مصابيح LED. من الأفضل استخدام عدد زوجي من مصابيح LED وتوصيلها بالتعاقب.
يمكن أن يكون هناك أكثر من عشرة مصابيح LED في سلسلة واحدة. لحساب المكثف ، تحتاج إلى أن تطرح من جهد السعة للشبكة 315 فولت مجموع انخفاض الجهد لمصابيح LED. نتيجة لذلك ، نجد عدد السقوطالجهد عبر المكثف.
أخطاء اتصال LED
- الخطأ الأول هو عندما تقوم بتوصيل مؤشر LED بدون محدد ، مباشرة إلى المصدر. في هذه الحالة ، سوف يفشل مؤشر LED بسرعة كبيرة ، بسبب عدم التحكم في مقدار التيار.
- الخطأ الثاني هو توصيل مصابيح LED المثبتة بالتوازي مع المقاوم المشترك. نظرًا لوجود مبعثر للمعلمات ، فإن سطوع مصابيح LED سيكون مختلفًا. بالإضافة إلى ذلك ، في حالة فشل أحد مصابيح LED ، سيزداد تيار مؤشر LED الثاني ، مما قد يؤدي إلى احتراقه. لذلك عند استخدام مقاوم واحد ، يجب توصيل مصابيح LED في سلسلة. يتيح لك هذا ترك التيار كما هو عند حساب المقاوم وإضافة الفولتية لمصابيح LED.
- الخطأ الثالث هو عندما يتم تشغيل المصابيح المصممة لتيارات مختلفة في سلسلة. هذا يتسبب في إحراق أحدهم بشكل ضعيف ، أو العكس - يبلى.
- الخطأ الرابع هو استخدام المقاوم الذي ليس لديه مقاومة كافية. لهذا السبب ، سيكون التيار المتدفق عبر LED كبيرًا جدًا. يتم تحويل بعض الطاقة ، بجهد تيار مبالغ فيه ، إلى حرارة ، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة البلورة وتقليل كبير في عمر خدمتها. والسبب في ذلك هو عيوب الشبكة البلورية. إذا زاد الجهد الحالي بشكل أكبر وارتفعت درجة حرارة الوصلة pn ، فسيؤدي ذلك إلى انخفاض في العائد الكمومي الداخلي. نتيجة لسوف ينخفض سطوع LED وسيتم تدمير الكريستال.
- الخطأ الخامس هو تشغيل الصمام عند 220 فولت ، ودائرته بسيطة للغاية ، في حالة عدم وجود حد للجهد العكسي. الحد الأقصى للجهد العكسي المسموح به لمعظم مصابيح LED هو 2 فولت تقريبًا ، ويؤثر جهد نصف الدورة العكسي على انخفاض الجهد ، وهو ما يعادل جهد الإمداد عند إيقاف تشغيل مؤشر LED.
- السبب السادس هو استخدام مقاوم قوته غير كافية. يؤدي هذا إلى تسخين قوي للمقاوم وعملية صهر العزل الذي يلامس أسلاكه. ثم يبدأ الطلاء في الاحتراق ويحدث تدمير تحت تأثير درجات الحرارة العالية. هذا لأن المقاوم يبدد فقط الطاقة التي تم تصميمه للتعامل معها.
مخطط لتشغيل مصباح LED قوي
لتوصيل مصابيح LED القوية ، تحتاج إلى استخدام محولات التيار المتردد / التيار المستمر التي لها خرج تيار مستقر. سيؤدي ذلك إلى التخلص من الحاجة إلى المقاوم أو مشغل LED IC. في الوقت نفسه ، يمكننا تحقيق اتصال LED بسيط واستخدام مريح للنظام وخفض التكلفة.
قبل تشغيل مصابيح LED القوية ، تأكد من توصيلها بمصدر طاقة. لا تقم بتوصيل النظام بمصدر طاقة نشط وإلا ستفشل المصابيح.
5050 المصابيح. الخصائص. مخطط الأسلاك
تشتمل مصابيح LED منخفضة الطاقة أيضًا على مصابيح LED المثبتة على السطح (SMD). في أغلب الأحيان يتم استخدامها لأزرار الإضاءة الخلفية في الهاتف المحمول أو لشريط LED الزخرفية.
5050 المصابيح (حجم نوع الجسم: 5 × 5 مم) هي مصادر ضوء أشباه الموصلات ، الجهد الأمامي منها 1.8-3.4 فولت ، وقوة التيار المباشر لكل بلورة تصل إلى 25 مللي أمبير. تكمن خصوصية SMD 5050 LEDs في أن تصميمها يتكون من ثلاثة بلورات ، والتي تسمح لمصباح LED بإصدار ألوان متعددة. يطلق عليهم RGB LEDs. أجسامهم مصنوعة من البلاستيك المقاوم للحرارة. العدسة المنتشرة شفافة ومليئة براتنج الايبوكسي.
لكي تستمر مصابيح 5050 LED لأطول فترة ممكنة ، يجب توصيلها بتصنيفات المقاومة في السلسلة. لتحقيق أقصى قدر من الموثوقية للدائرة ، من الأفضل توصيل مقاوم منفصل لكل سلسلة.
مخططات للتبديل على وميض المصابيح
مصباح LED الوامض عبارة عن مصباح LED مزود بمولد نبض متكامل مدمج فيه. تردد الفلاش الخاص به من 1.5 إلى 3 هرتز.
على الرغم من حقيقة أن مؤشر LED الوامض مضغوط تمامًا ، إلا أنه يحتوي على شريحة مولد أشباه الموصلات وعناصر إضافية.
بالنسبة لجهد LED الوامض ، فهو عالمي ويمكن أن يختلف. على سبيل المثال ، للجهد العالي هو 3-14 فولت ، وللجهد المنخفض 1.8-5 فولت.
وفقًا لذلك ، تشتمل الصفات الإيجابية لمصباح LED الوامض ، بالإضافة إلى الحجم الصغير والاكتناز لجهاز الإشارات الضوئية ، على مجموعة واسعة من الجهد المسموح به. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن ينبعث منها ألوان مختلفة.
في أنواع منفصلة من الوميضتم بناء مصابيح LED في حوالي ثلاثة مصابيح LED متعددة الألوان ، والتي لها فترات وميض مختلفة.
وميض المصابيح هي أيضا اقتصادية للغاية. الحقيقة هي أن الدائرة الإلكترونية لتشغيل الصمام الثنائي الباعث للضوء مصنوعة على هياكل MOS ، وبفضل ذلك يمكن استبدال وحدة وظيفية منفصلة بصمام ثنائي وامض. نظرًا لصغر حجمها ، غالبًا ما تُستخدم مصابيح LED الوامضة في الأجهزة المدمجة التي تتطلب عناصر راديو صغيرة.
في الرسم التخطيطي ، يشار إلى مصابيح LED الوامضة بنفس طريقة الإشارة إلى المصابيح العادية ، والاستثناء الوحيد هو أن خطوط الأسهم ليست مستقيمة فحسب ، بل منقطة. وبالتالي ، فهي ترمز إلى وميض الصمام.
من خلال الجسم الشفاف لمصباح LED الوامض ، يمكنك أن ترى أنه يتكون من جزأين. هناك ، على الطرف السالب لقاعدة الكاثود ، يوجد بلور الصمام الثنائي الباعث للضوء ، وعلى طرف الأنود توجد شريحة مذبذب.
جميع مكونات هذا الجهاز متصلة باستخدام ثلاثة وصلات ربط من الأسلاك الذهبية. لتمييز مؤشر LED الوامض عن الضوء العادي ، ما عليك سوى إلقاء نظرة على الغلاف الشفاف في الضوء. هناك يمكنك أن ترى ركيزتين من نفس الحجم.
على ركيزة واحدة يوجد مكعب باعث ضوئي بلوري. وهي مصنوعة من سبيكة أرضية نادرة. من أجل زيادة التدفق الضوئي والتركيز ، وكذلك لتشكيل نمط الإشعاع ، يتم استخدام عاكس مكافئ من الألومنيوم. حجم هذا العاكس في مصباح LED الوامض أصغر من الحجم العادي. هذا لأنه في النصف الثانيتحتوي العلبة على ركيزة بدائرة متكاملة.
هاتان الركائزتان متصلتان ببعضهما البعض عن طريق جسرين من الأسلاك الذهبية. أما بالنسبة لجسم LED الوامض ، فيمكن صنعه إما من البلاستيك غير اللامع الذي ينشر الضوء أو من البلاستيك الشفاف.
نظرًا لحقيقة أن الباعث الموجود في مؤشر LED الوامض لا يقع على محور تناظر الجسم ، فمن الضروري استخدام دليل ضوئي منتشر ملون متآلف لتشغيل الإضاءة المنتظمة.
لا يمكن العثور على وجود غلاف شفاف إلا في وميض المصابيح ذات القطر الكبير ، والتي لها نمط إشعاع ضيق.
يتكون مولد LED الوامض من مذبذب رئيسي عالي التردد. عملها ثابت ، و ترددها حوالي 100 كيلو هرتز
إلى جانب المولد عالي التردد ، يعمل أيضًا مقسم على العناصر المنطقية. هو ، بدوره ، يقسم التردد العالي حتى 1.5-3 هرتز. سبب استخدام مولد عالي التردد مع مقسم تردد هو أن تشغيل مولد منخفض التردد يتطلب مكثفًا بأكبر سعة لدائرة التوقيت.
يتطلب جلب التردد العالي حتى 1-3 هرتز وجود فواصل على عناصر المنطق. ويمكن تطبيقها بسهولة تامة على مساحة صغيرة من بلورة أشباه الموصلات. على ركيزة أشباه الموصلات ، بالإضافة إلى المقسم والمذبذب الرئيسي عالي التردد ، يوجد صمام ثنائي واقي ومفتاح إلكتروني. تقييديالمقاوم مدمج في المصابيح الوامضة ، والتي تم تصنيفها لجهد من 3 إلى 12 فولت.
المصابيح الوامضة ذات الجهد المنخفض
بالنسبة لمصابيح LED الوامضة ذات الجهد المنخفض ، فهي لا تحتوي على مقاوم محدد. عندما يتم عكس مصدر الطاقة ، يلزم وجود الصمام الثنائي الواقي. من الضروري من أجل منع فشل الدائرة المصغرة.
لكي تعمل مصابيح LED الوامضة ذات الجهد العالي لفترة طويلة وتعمل بسلاسة ، يجب ألا يتجاوز جهد الإمداد 9 فولت. إذا ارتفع الجهد ، فسوف يزداد تبديد الطاقة لمصباح LED الوامض ، مما يؤدي إلى تسخين بلورة أشباه الموصلات. بعد ذلك ، بسبب التسخين المفرط ، سيبدأ تدهور مؤشر LED الوامض.
عندما يكون من الضروري التحقق من صحة وميض LED ، للقيام بذلك بأمان ، يمكنك استخدام بطارية 4.5 فولت ومقاوم 51 أوم متصل في سلسلة مع LED. يجب أن تكون قوة المقاوم 0.25 وات على الأقل.
تركيب المصابيح
تركيب المصابيح مسألة مهمة للغاية لأنها مرتبطة مباشرة بقابليتها للحياة.
نظرًا لأن المصابيح والدوائر الدقيقة لا تحب الكهرباء الساكنة والسخونة الزائدة ، فمن الضروري لحام الأجزاء بأسرع ما يمكن ، ولا تزيد عن خمس ثوانٍ. في هذه الحالة ، تحتاج إلى استخدام مكواة لحام منخفضة الطاقة. يجب ألا تتجاوز درجة حرارة الطرف 260 درجة.
عند اللحام ، يمكنك أيضًا استخدام ملاقط طبية. ملاقط LEDمثبت بالقرب من العلبة ، بسبب إزالة الحرارة الإضافية من البلورة أثناء اللحام. حتى لا تنكسر أرجل LED ، يجب ألا تنثني كثيرًا. يجب أن يبقوا موازيين لبعضهم البعض.
من أجل تجنب الحمل الزائد أو ماس كهربائى ، يجب أن يكون الجهاز مزودًا بصمام.
مخطط الانعطاف السلس لمصابيح LED
يحظى مخطط LED للتشغيل والإيقاف الناعم بشعبية بين آخرين ، ويهتم به مالكو السيارات الذين يرغبون في ضبط سياراتهم. يستخدم هذا المخطط لإلقاء الضوء على الجزء الداخلي للسيارة. لكن هذا ليس تطبيقه الوحيد. يتم استخدامه في مناطق أخرى أيضًا.
تتكون دائرة البداية اللينة البسيطة من ترانزستور ومكثف ومقاومين ومصباح LED. من الضروري اختيار هذه المقاومات الحالية التي يمكنها تمرير تيار قدره 20 مللي أمبير عبر كل سلسلة من مصابيح LED.
لن تكتمل الدائرة الخاصة بتشغيل وإيقاف تشغيل مصابيح LED بسلاسة بدون مكثف. هو الذي يسمح لها بجمع. يجب أن يكون الترانزستور هيكل p-n-p. ويجب ألا يقل التيار على المجمع عن 100 مللي أمبير. إذا تم تجميع دائرة البداية اللينة LED بشكل صحيح ، فعندئذٍ ، باستخدام مثال الإضاءة الداخلية للسيارة ، سوف تضيء المصابيح بسلاسة في ثانية واحدة ، وبعد إغلاق الأبواب ، سوف تنطفئ بسلاسة.
التبديل البديل لمصابيح LED. الرسم البياني
أحد تأثيرات الإضاءة باستخدام مصابيح LED هو تشغيلها واحدة تلو الأخرى. يطلق عليه إطلاق النار.يعمل مثل هذا المخطط من مصدر طاقة مستقل. لتصميمه ، يتم استخدام مفتاح تقليدي ، والذي يوفر الطاقة لكل من مصابيح LED بدوره.
ضع في اعتبارك جهازًا يتكون من دائرتين صغيرتين وعشرة ترانزستورات ، والتي تشكل معًا المذبذب الرئيسي والتحكم والفهرسة نفسها. من خرج المذبذب الرئيسي ، تنتقل النبضة إلى وحدة التحكم ، وهي أيضًا عداد عشري. ثم يتم تطبيق الجهد على قاعدة الترانزستور ويفتحها. أنود LED متصل بمصدر الطاقة الموجب ، مما يؤدي إلى توهج.
تشكل النبضة الثانية وحدة منطقية عند الخرج التالي للعداد ، وسيظهر جهد منخفض في النبض السابق ويغلق الترانزستور ، مما يتسبب في إيقاف تشغيل مؤشر LED. ثم يحدث كل شيء بنفس التسلسل
