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LED连接方法的详细信息

发布时间:2021 年 8 月 2 日
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在我们的生活中,LED 自信地从照明技术中挤出了其他人造光源。但是如果白炽灯可以直接连接到电源,那么LED和放电灯的连接就需要特殊的措施。

同时,连接单个 LED 不会造成问题。而且从几个单位打开到数百个并不像看起来那么容易。

一点理论

LED 需要恒定的电压或电流才能正常工作。他们应该是:

  1. 方向不变.也就是说,当施加电压时,LED电路中的电流必须从“+”电压源流向其“-”。
  2. 稳定的,即在二极管工作期间大小恒定。LED连接方法的详细信息
  3. 不搏动 - 整流稳压后,恒压或恒流的值不应周期性变化。

    电压波形图
    由电解电容器滤波时全波整流器输出的电压波形示意图(图中标有“+”的黑白矩形)。虚线是整流器输出端的电压。电容器以半波幅度充电,并在负载电阻处逐渐放电。 “脚步”是脉动。以百分比表示的阶跃幅度和半波幅度的比率是纹波因子。

为了 发光二极管 起初,使用了可用的电压源 - 5、9、12 V。而 p-n 结的工作电压为 1.9-2.4 到 3.7-4.4 V。因此,直接打开二极管几乎总是从物理燃烧大电流过热。当前需要 用限流电阻限制,消耗能量来加热它。

LED 可以分几块串联打开。然后,通过组装它们的链,有可能通过它们的正向电压之和,几乎达到电源的电压。剩余的差额通过在电阻器上以热量的形式消散来“偿还”。

当有几十个二极管时,它们是串联的,它们是并联的。

LED 引出线

LED极性 - 阳极或正极和负极 - 从图片中很容易确定负极:

对于圆柱形外壳,阴极用切口表示
在圆柱形情况下,阴极由侧面的切口表示,阳极较长,阴极较短。
SMD LED 的阴极
SMD LED 的阴极由外壳上的切口表示。
在强大的 COB LED 矩阵中,“+”和“-”在接触垫上被挤出
在大功率 COB LED 的矩阵中,“+”和“-”被挤出在焊盘上。

LED开关电路

LED由恒压供电。但其内阻非线性相关的特点要求工作电流保持在较窄的范围内。在小于额定电流时,它会减小 光流,而在较高的值下,晶体过热,辉光的亮度增加,“寿命”降低。扩展它的最简单方法是通过包含一个限流电阻来限制通过晶体的电流。对于功能强大的 LED,这在经济上是无利可图的,因为它们是由一个特殊的稳定电流源提供的直流电 - 司机.

串行连接

LED 是一种相当复杂的照明设备。它由二次直流电压源工作。大多数 LED 设备的功率超过 0.2-0.5 W,使用电流源。它们并不完全正确,以美国的方式称为驱动程序。二极管串联时,多采用9V、12V、24V甚至48V的电源,这种情况下就建立了一个串联链,其中可以有3-6个到几十个元素。

串联时,第一个LED的阳极通过限流电阻连接到电源的“+”,阴极连接到第二个的阳极。所以整个链条是相连的。

三组LED串并联方案
三个 LED 元件链中的三组 LED 串并联方案。每个电路的左侧都有一个限流电阻。它“消除”了二极管正向电压总和的多余部分。

例如,红色 LED 的正向工作电压为 1.6V 至 3.03V。 üETC. = 2.1V 电源电压为 12 V 的电阻器上的一个 LED 的电压为 5.7 V:

12V - 3x2.1V = 12 - 6.3 = 5.7V。

并且已经有 3 个连续的链并联连接。

LED 上的直流电压表来自其发光颜色。

发光颜色工作电压,直接,V波长,纳米
白色的3,5大范围
红色的1,63–2,03610-760
橙子2,03–2,1590-610
黄色2,1–2,18570-590
绿色的1,9–4,0500-570
蓝色的2,48–3,7450-500
紫色2,76–4400-450
红外线的高达 1.9从 760
紫外线3,1–4,4最多 400

通过 LED 的串联连接,通过 LED 的电流将相同,并且每个元件上的压降是独立的。这取决于二极管的内阻。

串行连接属性:

  • 一个元素的破坏导致所有元素的关闭;
  • 短路 - 将其电压重新分配给所有剩余的,发光的亮度在它们上增加并且退化加速。

推荐的: 如何找出一个LED有多少伏

并联

在这种 LED 连接方案中,所有阳极都相互连接并连接到电源的“+”,阴极连接到“-”。

当由 3-5 V 的电压供电时,第一个 LED 花环、尺子和色带上就有这样的连接。

错误的连接。
这是错误的连接。随着参数的不可避免的传播,通过 LED 的电流会有所不同。他们会以不同的方式发光。而且它们不会以同样的方式升温。结果,过热的会烧坏,例如,开路。通过剩余二极管 D2、D3 的电流将增加,它们上的电压也会增加,因为通过 R1 的总电流越小,其两端的电压降就越小。第二个二极管会烧坏,这将具有较低的p-n结内阻。

如果在关闭 p-n 结时发生烧毁,则整个电池电压将施加到电阻器 R1。它会过热并烧毁。

LED并联方案。串联每个 LED
LED并联方案。每个 LED 都与自己的限流电阻正确串联。
 真正的设计
这就是六个并联 LED 的真实设计可能的样子。 

图片上:

  • 灰色条纹 - 载流轮胎,即没有绝缘的电线;
  • 带有圆形末端的蓝色圆柱体 - 末端带有透镜的圆柱形 LED;
  • 红色 - 限制工作电流的电阻器。

将所有二极管连接到一个电阻器是不正确的.由于 LED 特性的分散性,即使在一批可以达到 50% 到 200% 或更多的情况下,电流也会流过二极管,这将有很大差异。因此,它们也会以不同的方式发光和加载。之后,负载最多的、比其他人更亮的会烧坏或退化到几乎完全衰减,损失 70-90% 的光通量。或者将发光的色调从白色更改为黄色。

另请阅读

LED的并联和串联基础知识

 

混合

在创建由数十或数百个元件或未封装晶体组成的 LED 矩阵时,使用组合或混合连接。其中最著名的是 COB 矩阵。

LED的混合连接
矩阵中 LED 的组合连接方案:“标准” - 每个中 4 个晶体的串联链并联并连接到电源,“混合” - 晶体,在这种情况下,8 个,串联连接/ 与电源并联。

组合开启的电源电压和工作电流将低于额定工作电流。只有在这种情况下,矩阵才会或多或少地长时间工作。在额定电流下,最薄弱的环节会很​​快烧坏,其余的会逐渐烧坏。它将以串行链的中断和并行链的短路而告终。

将发光二极管连接到 220 V 网络

如果您直接从 220 V 电流限制为 LED 供电,那么它会以正半波发光并以负半波熄灭。但这只是在p-n结的反向电压远大于220 V的情况下,通常在380-400 V的范围内。

第二种开启方式是通过淬灭电容器。

电源电压被施加到“桥”
电源电压施加在二极管 VD1-VD4 上的“桥”上。电容器 C1 将“熄灭”大约 215-217 V。其余的将理顺。经电容 C2 滤波后,向 LED 施加恒定电压。不要忘记用电阻限制通过二极管的电流。
另一个连接图
另一种连接方案是在二极管上使用半波整流器和 30 kOhm 的限流电阻。

注意力!大多数直接连接到 220 V 网络的电路都有一个严重的缺点 - 它们对 220 V 高压造成人身伤害是危险的。因此,应谨慎使用它们,并仔细隔离所有载流部件。

有关将 LED 连接到 220 V 网络的详细信息 这里描述.

如何从电源为二极管供电

最流行的无变压器开关电源 (PSU) 提供 12 V 电压,具有电流、短路、过热等保护功能。

因此,LED 是串联连接的,它们的电流受到传统电阻器的限制。该链包括 3 或 6 个二极管。它们的数量由二极管的正向电压决定。它们的电流限制之和应比 PSU 的输出电压小 0.5-1 V。

另请阅读

将 LED 连接到 12 伏

 

连接RGB和COB LED的特点

带缩写的 LED RGB - 这些是不同颜色的多色或多色发光体。它们中的大多数由三个 LED 晶体组装而成,每个 LED 晶体发出不同的颜色。这样的组合称为三色组。

连接 RGB LED 的方式与传统 LED 相同。在这种多色光源的每一种情况下,都有一个晶体:红色-红色、绿色-绿色和蓝色-蓝色。每个 LED 都有自己的工作电压:

  • 蓝色 - 从 2.5 到 3.7 V;
  • 绿色 - 从 2.2 到 3.5 V;
  • 红色 - 从 1.6 到 2.03 V。

水晶可以通过不同的方式相互连接:

  • 共阴极,即三个阴极相互连接,在外壳上有一个公共端子,每个阳极都有自己的端子;
  • 使用公共阳极 - 对于所有阳极,输出是公共的,阴极是单独的;
  • 独立引脚 - 每个阳极和阴极都有自己的输出。

因此,限流电阻的值会有所不同。

RGB水晶接法
根据方案连接 RGB-LED 晶体与共阴极。
连接“与一个共同的阳极”。
连接“与一个共同的阳极”。

在这两种情况下,二极管外壳都有 4 根导线、SMD LED 中的焊盘或食人鱼外壳中的引脚。

在独立 LED 的情况下,将有 6 个输出。

如果 贴片5050 LED晶体排列如下:

LED连接方法的详细信息
在多色的情况下,绿色、红色和蓝色的 3 个独立晶体。因此,在计算电阻值时,请记住每种颜色都有自己的二极管电压。

连接 COB LED

缩写COB是英文短语chip-on-board的第一个字母。在俄语中,它将是 - 板上的元素或水晶。

晶体被胶合或焊接到导热蓝宝石或硅基板上。在检查正确的电气连接后,晶体被黄色荧光粉填充。

COB LED - 这些是由数十或数百个晶体组成的矩阵结构,它们成组连接,并包含半导体 p-n 结。组是 LED 的顺序链,其数量对应于 LED 矩阵的电源电压。例如,在 9 V 时,这些是 3 个晶体​​,12 V - 4。

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如何将 LED 连接到 Arduino 板

 

串联的链是并联的。这样就得到了矩阵所需的幂。蓝色发光晶体充满黄色荧光粉。它将蓝光重新辐射为黄色,使其变为白色。

光质,即 显色 在生产过程中调节荧光粉的成分。一组分和二组分荧光粉质量低,因为它在光谱中有 2-3 条发射线。三分量和五分量 - 相当可接受的色彩再现。它可以高达 85-90 Ra 甚至更高。

连接这种类型的光发射器不会引起问题。它们像普通的大功率 LED 一样打开,由标准电流源供电。例如,150、300、700 mA。 COB 矩阵制造商建议选择有裕量的电流源。将带有 COB 矩阵的灯具投入运行时会有所帮助。

注释:
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