Подключение светодиодов последовательно: Страница не найдена – Светодиодное освещение

Содержание

Зачем соединять светодиоды параллельно



Так соединять
светодиоды параллельно
нельзя

Светодиоды параллельно соединяют тогда, когда надо включить одновременно несколько светодиодов от низковольтного источника питания. Лучшим вариантом было бы соединить светодиоды последовательно, но нет источника напряжения, от которого можно было бы их запитать. И в этом случае есть одно большое НО! Соединять все светодиоды параллельно и запитывать их через один резистор (как показано на рисунке справа) НЕЛЬЗЯ! И дело тут вот в чём. Расчёт сопротивления для параллельных светодиодов (в нашем случае — двух) будет производиться из расчёта удвоенного значения потребляемого тока. Т.е., соответственно, резистор будет иметь в два раза меньшее сопротивление, чем при одном светодиоде. А идеально одинаковых светодиодов не бывает. Все они имеют некоторый разброс по потребляемому току, т.е. по внутреннему сопротивлению. Тот светодиод, который будет иметь меньшее сопротивление, «возьмёт» на себя и больший ток. Получится этакий перекос. Этот светодиод будет светить сильнее, а другой, соответственно, слабее. И разница будет на столько большой, на сколько они будут различаться по параметрам. Может получиться критическое превышение тока и светодиод, который имеет меньшее сопротивление, перегорит. Но это ещё не всё. Т.к. резистор рассчитан на двойное потребление тока, то при перегорании одного светодиода получается ситуация, при которой на второй светодиод начинает идти удвоенное напряжение и удвоенный ток. Он тоже этого «не перенесёт». В результате оба светодиода перегорят. Можно даже представить ситуацию, при которой соединили значительно больше светодиодов параллельно через один резистор и после перегорания одного, все они перегорят по очереди. Ибо с перегоранием каждого будет расти напряжение на всех остальных.


Правильное соединение
светодиодов параллельно

Правильное соединение светодиодов параллельно

показано на рисунке слева. Можно видеть, что от предыдущего варианта этот отличается тем, что каждый светодиод соединяется в параллель через свой резистор. При таком соединении не возникает никакого перекоса. При перегорании любого светодиода также не получается увеличения напряжения на остальные.

В заключение надо сказать о плюсах и минусах параллельного подключения. Плюс состоит в том, что при правильном параллельном подключении при перегорании любого количества светодиодов, остальные продолжают светить. При последовательном соединении перегорание любого из них приведёт к тому, что вся гирлянда отключится. А минус в том, что появляются дополнительные элементы — резисторы. При большом количестве элементов всё получается довольно громоздко. Сделать таким образом ёлочную гирлянду вообще практически невозможно, т.к. придётся «тащить» отдельный провод к каждой паре светодиод-резистор. Для ёлочной гирлянды лучше найти возможность для питания последовательно соединённых светодиодов.

 


Как подключить светодиодную ленту: схемы и способы подключения

Современный город украшают световые короба и вывески, изготовление которых предусматривает использование светодиодных лент и, соответственно, требует определенных знаний специфики подключения.

Как известно из общей физики, существует 2 способа соединения элементов электрической цепи: параллельное и последовательное.

Параллельное подключение это соединение, при котором резисторы соединяются между собой обоими контактами. В результате к одной точке (электрическому узлу) может быть присоединено несколько резисторов.


Последовательное подключениеэто соединение двух или более резисторов в форме цепи, в которой каждый отдельный резистор соединяется с другим отдельным резистором только в одной точке.

Как правило, светодиодная лента подключается к блоку питания последовательно только до 5 метров.

Основные правила подключения светодиодной ленты

  • соблюдать полярность
  • не использовать блоки питания с другим напряжением
  • во влажные помещения следует делать герметичные соединения
  • не делать последовательное подключение длиной более 5 метров
  • отрезки длиной более 5 м следует подключать только параллельно

Чтобы правильно подключить светодиодную ленту в первую очередь необходимо знать:

  1. Мощность светодиодной ленты, т.е. потребления тока на 1 метр. Лента может потреблять от 4,8 до 36 Вт/м.п.
  2. Напряжение питания 12 В или 24 В.
  3. Количество ленты (в метрах погонных), необходимое для засветки изделия.
Используя данную информацию можно подобрать мощность и количество блоков питания (трансформаторов) необходимых для засветки изделия.

Пример расчета

Давайте рассмотрим на примере:

Допустим, что для засветки изделия потребуется 15 м.п. светодиодной ленты с напряжением 12 вольт и мощностью 9,6 Вт/м.п. (Данные параметры всегда заявлены компанией-производителем). Для расчета требуемой мощности блоков питания воспользуемся простым расчетом: 9,6 Вт/мп х 15 мп = 144 Вт.
Рассчитав мощность блоков, необходимых для засветки данного количества ленты, следует добавить 20% запаса мощности: 144 Вт + 20% = 172,8 Вт.
По итогу всех расчетов получается 173 Вт.

В зависимости от того, где расположено изделие можно использовать:
  • один блок мощностью 150 Вт и второй блок мощностью 20 Вт;
  • три блока мощностью 60 Вт каждый;
  • один блок мощностью 200 Вт.

Общая мощность блоков может быть выше 173 Вт, ниже − не желательно.

Для того, что бы лента светила равномерно и от противоположной стороны от блока питания не было затухания ленты, её необходимо подключать не более 5 метров в одну линию, далее подключение должно быть параллельным либо от другого блока питания.

Схема подключения светодиодной ленты

Очевидно, что с подключением светодиодной ленты справиться не сложно: достаточно обладать базовыми знаниями и не забывать основные правила подключения.

Если Вам требуется консультация в подборе светодиодной ленты и трансформаторов, а также расчете необходимого их количества, обращайтесь к любому из менеджеров в Вашем регионе. Мы с удовольствием Вам поможем!

Новиков Максим Глебович — Подключение светодиодов к сети 220 вольт, к автомобильному аккумулятору 12 вольт, расчёт сопротивления ограничивающего ток шунтирующего резистора

Содержание

Введение
Напряжение питания
Ток
Параллельное и последовательное включение светодиодов
Часто задаваемые вопросы

Введение

Ранее я уже писал о том, как правильно подключать светодиоды. Статья получилось подробной, большой, но трудной для восприятия. Люди в основной своей массе не хотят вникать в суть вещей, и хватают информацию лишь сверху. А потом тратят уйму времени на задавание вопросов, уже пояснённых в статье. Сейчас я постараюсь изложить основное, не углубляясь в разъяснение причин тех или иных правил, а если что будет непонятно, отсылаю вас к своей предыдущей статье.

[Вернуться в начало]

Напряжение питания

Напряжение, указанное на упаковке светодиодов — это не напряжение питания. Это величина падения напряжения на светодиоде. Эта величина необходима, чтобы вычислить оставшееся напряжение, «не упавшее» на светодиоде, которое принимает участие в формуле вычисления сопротивления резистора, ограничивающего ток, поскольку регулировать нужно именно его.

[Вернуться в начало]

Ток

Величина тока для светодиода является основным параметром, и как правило, составляет 10 или 20 милиампер. Неважно, какое будет напряжение. Главное, чтобы ток, текущей в цепи светодиода, соответствовал номинальному для светодиода. А ток регулируется включённым последовательно резистором, номинал которого вычисляется по формуле:

R = (Uпит. − Uпад.) / (I * 0,75)

  • R — сопротивление резистора в омах.
  • Uпит. — напряжение источника питания в вольтах.
  • Uпад.— прямое падение напряжения на светодиоде в вольтах (указывается в характеристиках и обычно находится в районе 2-х вольт). При последовательном включении нескольких светодиодов величины падений напряжений складываются.
  • I — максимальный прямой ток светодиода в амперах (указывается в характернистиках и составляет обычно либо 10, либо 20 миллиамперам, т.е. 0,01 или 0,02 ампера). При последовательном соединении нескольких светодиодов прямой ток не увеличивается.
  • 0,75 — коэффициент надёжности для светодиода.

Не следует также забывать и о мощности резистора. Вычислить мощность можно по формуле:

P = (Uпит. − Uпад.)2 / R

  • P — мощность резистора в ваттах.
  • Uпит. — действующее (эффективное, среднеквадратичное) напряжение источника питания в вольтах.
  • Uпад.— прямое падение напряжения на светодиоде в вольтах (указывается в характеристиках и обычно находится в районе 2-х вольт). При последовательном включении нескольких светодиодов величины падений напряжений складываются. .
  • R — сопротивление резистора в омах.

[Вернуться в начало]

Параллельное и последовательное включение светодиодов

Параллельное включение светодиодов с общим резистором — плохое решение. Светодиоды имеют разброс характеристик, в результате чего по ним потекут разные токи. Более того, при выходе из строя одного из светодиодов по другим потечет больший ток. Всё это нехорошо.

При последовательном подключении светодиодов сопротивление ограничивающего резистора рассчитывается также, как и с одним светодиодом, просто падения напряжений всех светодиодов складываются между собой. Так, к автомобильному аккумулятору 12 вольт можно подключить 12 / 2 = 6 светодиодов с падением напряжения 2 вольта. В этом случае теоретически можно обойтись вообще без резистора, однако из-за расброса характеристик светодиодов проверить ток в цепи будет не лишним. Он не должен превышать номинального тока светодиода. Если ток выше, следует включить в цепь резистор сопротивлением несколько ом.

[Вернуться в начало]

Часто задаваемые вопросы

1. Я знаю электротехнику и уверяю вас, что ток прекрасно регулируется напряжением! Мне не нужен резистор, я отрегулирую ток напряжением источника питания, и запитаю от него сразу несколько светодиодов!

Было бы хорошо, если помимо электротехники Вы бы знали и электронику. Регулировка тока напряжением — мероприятие довольно грубое. Изменение напряжение питания всего на одну десятую вольта у условного светодиода (с 1,9 до 2 вольт) вызовет пятидесятипроцентное увеличение тока, протекающего через светодиод (с 20 до 30 милиампер). Поэтому вам будет необходим очень точный источник питания. Кроме того, включив в него параллельно несколько диодов и померив их токи, Вы сможете убедиться, что они будут иметь существенный разброс. Это результат расброса характеристик полупроводниковых приборов.

2. Я втыкал один и тот же светодиод и в 2 и в 3 вольта, и он нормально светился и не перегорал! Нафига мне мерить ток, если всё и так работает?

Весь вопрос в том, как долго светодиод должен быть исправным. Если Вам достаточно нескольких дней (недель, при качественных светодиодах — месяцев), то втыкайте их как хотите. Если вам нужно надёжное изделие, стабильно работающее годами, потрудитесь посчитать резисторы.

3. Я правильно подсчитал резистор для питания светодиода от сети 220 вольт переменного тока. Однако светодиоды постоянно перегорают.

Ваши светодиоды не выдерживают постоянный электрический пробой обратным полупериодом. В результате происходит необратимый тепловой пробой. Чтобы этого избежать, параллельно светодиоду, но с обратной полярностью, включите любой кремниевый диод, например КД522Б. Он пропустит через себя обратный полупериод, не давая ему пробить светодиод в обратном направлении. Также обратите внимание на то, что в расчёте номинала резистора следует использовать не среднеквадратичное напряжение 220 вольт, а амплитудную его величину 311 вольт. При расчёте же мощности резистора используем привычное нам среднеквадратичное значение напряжения в 220 вольт.

4. У меня светодиоды подключены вместо контрольных ламп в системе автоматики. Из-за большой длинны кабельной линии они постоянно подсвечиваются от наводок. Как этого избежать?

Самый удачный способ избежать свечения отключенных светодиодов — занулить питающий провод при снятии напряжения питания со светодиода. Обычно это делается на противоположной светодиоду стороне переключающим реле. Общий контакт реле подключается к жиле, питающей светодиод, нормально замкнутый контакт зануляется, а на нормально разомкнутый подаётся напряжение. Теперь срабатывание реле зажжёт светодиод, а при его отключении питающая жила будет занулена и все наводки стекут в ноль.

Часто такое подключение требует переделки схемы автоматики. Если на это пойти нельзя, можно придумать альтернативные варианты. Например, использовать рядом со светодиодами промежуточные реле, или извратиться и включить две связки «светодиод-диод-резистор» последовательно — один на стороне автоматики, другой на удалённой панели индикации, поставить их под напряжение, а отключение производить замыканием средней точки на ноль. Тогда светодиод на стороне панели индикации погаснет, а на стороне автоматики загорится ярче. Минусы такого подключения — дополнительные детали (светодиод, диод и резистор), а также более тусклое горение основного индикатора. Можно также попробовать погасить паразитное подсвечивание светодиода резистором, включённым параллельно связке «светодиод-диод-резистор».

5. У меня есть светодиод, но я не знаю его марку, а значит, мне неизвестен ни его ток, ни величина прямого падения напряжения на нём.

Для простейшего способа определения характеристик светодиода вам понадобится источник питания постоянного тока с плавно регулируемым выходным напряжением (например, от 0 до 12 вольт, хотя в большинстве случаев подойдет  диапазон 1,5—2,5 вольта), вольтметр и амперметр. Ставим регулятор напряжения на минимум и, соблюдая полярность, подключаем светодиод к блоку питания. В цепь последовательно со светодиодом включаем амперметр, а параллельно источнику питания — вольтметр.

Напряжение: регулятором медленно поднимаем напряжение до тех пор, пока светодиод не начнет приемлемо светиться. При этом следим, чтобы ток случайно не превысил 20 миллиампер (максимум для большинства светодиодов). Смотрим напряжение (например, 1,82 В). Округляем его до десятых вольта (1,8). Это и будет величина прямого падения напряжения.

Ток: теперь проверяем разницу свечения светодиода при токах 5, 10 и 20 миллиампер (наиболее распространенные величины), аккуратно выставляя их регулятором напряжения. Интуитивно по характеру изменения свечения определяем, какой ток для светодиода будет оптимальным. При этом если разница в свечении не существенна, выбираем меньшее значение тока (чаще всего используется 10 миллиампер).

Сегодня также существуют светодиоды повышенной яркости, которые рассчитаны на токи в сотни миллиампер. Поэтому, если светодиод горит тускло при 20 миллиамперах, пробуем увеличивать ток далее. При этом если при увеличении тока светодиод перестаёт увеличивать яркость, значит, вы уже слишком сильно превысили его токовый предел, и он близок к тепловому пробою. Срочно снижаем ток.

6. Я подключил светодиоды к аккумулятору в автомобиле, но когда двигатель работает — они горят ярче. Это не опасно?

Опасно. Генератор автомобиля при работе двигателя даёт напряжение в бортовую сеть 13,6—14,7 вольта, и светодиоды могут быстро выйти из строя. Кроме того, это напряжение постоянно изменяется и сильно падает при пуске двигателя. Поэтому необходимо стабилизировать это напряжение, например, на 9 вольтах специальной микросхемой КРЕН8А (КР142ЕН8А, 7809) с максимальным током 1,5 ампера или КРЕН8Г (КР142ЕН8Г) с максимальным током 1 ампер, и расчёт резисторов производить уже относительно этого напряжения. Не забывайте, что при большом токе микросхема будет греться, поэтому её следует устанавливать на радиатор.

Схема подключения светодиода к 12 вольтам


Подключение светодиода к питанию 5 и 12 Вольт: схемы с описанием

С тех пор, как сверхъяркие светодиоды (LED) стали доступны широкому кругу потребителей, к ним сразу проявился большой интерес. На основе LED можно создавать множество интересных светотехнических конструкций. Однако, подключение светодиода к 12 вольтам, принципиально отличается от подключения к 12 вольтам той же лампы накаливания. В этом материале будет подробно рассказано о подключении светоизлучающих диодов к источникам питания, имеющим различное напряжение.

Какие светодиоды подключают к 12 вольтам?

Если коротко ответить на вопрос, вынесенный в качестве подзаголовка, то ответ будет звучать так: никакие! Неспециалисту такой ответ покажется парадоксальным, ведь в продаже имеются светодиоды, которые, как заявляют продавцы, рассчитаны на питание от источника 12 вольт.

Возьмемся утверждать, что на конкретное напряжение могут быть рассчитаны только изделия на основе светодиодов. Говорить о конкретном рабочем напряжении LED не корректно. Это связанно с физическими процессами, протекающими в нем при испускании света.

Главными характеристиками этих процессов являются рабочий ток и максимально допустимый ток прибора. В справочниках и даташитах указывают напряжения на светодиодах при протекании рабочего тока. Эти величины используют для расчетов LED конструкций, а не для выбора источника питания.

Кстати, напряжение в рабочем режиме лежит всего лишь в пределах от 1.5 В до 3.5 В. Величина зависит, в основном, от цвета испускаемого LED. Меньшие напряжения падают на красных светодиодах, большие значения относятся к сверхъярким. Имеющиеся в продаже светоизлучающие диоды на 12 вольт не являются единичными приборами.

Двенадцативольтовые LED это матрицы, состоящие из нескольких светоизлучающих диодов. Матрицы представляют собой светодиодные сборки, собранные из цепочек последовательно подключенных приборов.

В каждой матрице имеется несколько цепочек, которые подключены параллельно между собой. Когда говорят, что светодиод рассчитан на двенадцать вольт, то подразумевают, что падение напряжения на последовательной цепочке из них при протекании рабочего тока составляет примерно 12 В.

Подключение сверхярких и мощных LED к 12В

Сначала рассмотрим способ подключения одного мощного сверхъяркого светодиода к 12 Вольтам. Допустим, в нашем распоряжении имеется прибор, рабочий ток которого 350 мА. При этом падение напряжения на нем в рабочем режиме составляет примерно 3.4 Вольта. Нетрудно подсчитать, что потребляемая мощность такого прибора составляет 1 W.

Понятно, что подключать его напрямую к 12 Вольтам нельзя. Нам придется, каким-то образом, «погасить» часть напряжения. В простейших случаях для этих целей применяются гасящие (токоограничивающие) резисторы. Его соединяют со светодиодом последовательно. Схема питания одного LED показана на фото.

Чтобы рассчитать номинал токоограничивающего резистора пользуются формулой:

R=(Uпит – Uраб)/Iраб.

Вооружившись калькулятором легко подсчитать, что сопротивление будет составлять около 25 Ом. На нем будет рассеиваться мощность, которую рассчитывают по формуле:

P=I2*R.

В нашем примере мощность составит около 3 ватт. Найти сопротивление такой мощности довольно трудно, поэтому в качестве гасящего резистора можно применить два резистора по 100 Ом мощностью 2 Вт, соединенные параллельно.

В принципе на основе этих расчетов уже можно создавать практическую конструкцию. Выполнив подключение светодиода к 12В через выключатель, можно организовать дополнительную подсветку подкапотного пространства автомобиля, багажника или перчаточного бокса.

Мы показали, что создание такой схемы возможно, но применение ее нерационально. Нетрудно заметить, что две трети мощности потребляемой конструкцией приходится на гасящий резистор и, следовательно, тратится впустую. Ниже мы расскажем, как избежать ненужных потерь.

Сколько LED можно подключить к 12В?

Очевидно, что по простейшей схеме к источнику 12 Вольт можно подключить сколько угодно. Главное, чтобы у подключаемого источника питания хватало мощности. Однако мы видели, что при такой схеме подключения много энергии расходуется бесполезно.

Простейшим выходом из этой ситуации является снижение мощности рассеиваемой на токоограничивающем резисторе. Для снижения бесполезно рассеиваемой мощности, несколько светодиодов подключают последовательно и питают через один гасящий резистор. В этом случае падение напряжения на сопротивлении оказывается значительно меньше. Следовательно, существенно снижаются потери энергии. Расчет сопротивления для последовательного подключения светоизлучающих диодов выполняют по формуле:

R=(Uпит – nUраб)/Iраб.

Где n – количество последовательно подключенных LED.

В случае источника 12 Вольт разумно подключать последовательно три светодиода и один гасящий резистор. Падение напряжения на светодиодах не превысит 10.5 Вольта и на долю резистора останется всего 1,5 Вольт.

Такое техническое решение широко применяют, когда количество подключаемых к 12 Вольтам светодиодов кратно трем. Т. е. так можно подключить 6, 9, 12, …, 3N LED. Например, так поступают производители светодиодных лент. В них светодиоды сгруппированы по три и питаются через одно общее сопротивление.

Если нужно подключить 4 светодиода к 12 Вольтам, то целесообразно сгруппировать их по 2, и каждую пару питать через токоограничивающий резистор.

Последовательно следует подключать светодиоды с одинаковым рабочим током. Иначе разные приборы будут светить с различной яркостью или будет превышен ток какого-либо LED, и он выйдет из строя.

Что касается подключения светодиодов «рассчитанных на 12 В» то лучше установить их «рабочее напряжение» опытным путем. Для этого их надо подключить к лабораторному блоку питания и, постепенно поднимая напряжение, контролировать потребляемый ток. Напряжение, при котором рабочий ток будет достигнут, можно использовать для расчета токоограничивающего резистора.

Как подключить LED к 3 или 5 вольтам

Большинство маломощных светодиодов нормально работают и от 3 и тем более от 5 вольт. Выполнить для них расчет токоограничивающих сопротивлений можно по приведенной выше формуле.

При изготовлении конструкций с автономными источниками питания, особенно если в них используются сверхъяркие «мощные» LED, такой подход не приемлем. Мощность, рассеиваемая на гасящем резисторе, значительно сокращает время работы устройства.

Поэтому в современных ручных фонарях, работающих от низковольтных батарей применяют электронные преобразователи напряжения – драйверы. Потери в драйверах намного ниже, чем на токоограничивающих резисторах. Сейчас драйверы доступны и их можно легко найти в магазинах.

Имея некоторые познания в электронике и навыки работы с паяльником, простой драйвер можно изготовить самостоятельно. Одна из простых схем преобразователя для мощного светодиода приведена ниже.

Как подключить к 12 вольтам автомобиля

Подключение светодиодов к бортовой сети автомобиля не имеет существенных отличий от подключения к другим источникам питания. Просто не нужно забывать, что аккумуляторная батарея автомобиля в нормальном состоянии выдает не 12 Вольт, а примерно 14 Вольт.

Еще при подключении надо помнить, что не в каждом автомобиле надежно работает система стабилизации напряжения бортовой сети. Поэтому при расчетах гасящих резисторов лучше принимать напряжение питания равным 15 – 17 вольт. Это несколько снизит яркость свечения, но зато значительно продлит срок службы, так как светодиод будут работать в «щадящем» режиме.

Видео о подключении

Перед подключением советуем посмотреть хорошее видео для закрепления полученных знаний. Автор подробно и доступным языком рассказывает, как подключить светодиод к 12 вольтам от блока питания компьютера, как рассчитать резистор и другие нюансы.

Итоги

В заключении можно сказать, что при подключении сверхъярких светодиодах нужно принимать во внимание следующие соображения:

  • важнейшим параметром светодиода является его рабочий ток;
  • на гасящих резисторах бесполезно рассеивается энергия;
  • применяя последовательное подключение можно уменьшить потери, одновременно уменьшив количество и мощность применяемых резисторов;
  • в бортовой сети автомобиля не 12 Вольт, а несколько больше, и для надежной работы подключаемых светоизлучающих диодов нужно обязательно учитывать этот фактор.

Запомнив все вышеперечисленные аспекты подключения, Вы с легкостью запитаете любой светодиод, в любом количестве, от любого источника питания постоянного тока 12 Вольт.

Какое оно – правильное подключение светодиода на 12В?

Подключение светодиода на 12В – вполне выполнимая задача даже для тех, кто не имеет тесного знакомства со схемотехникой. Прежде чем приступать к сборке цепей, рекомендуется рассмотреть типичные ошибки которые допускают не только аматоры, но и некоторые массовые производители.

Вступление, или как работает светодиод

Следует четко запомнить, что светодиоды относятся к токовым приборам, это значит, что проходимый ток должен быть ограничен посредством резистора.

Для расчета величины можно использовать следующую формулу:

R= (Uпит-Uпад)/0,75I, где

Uпит и Uпад – напряжение питания и падающее; R – искомая величина сопротивления ограничивающего резистора;

I – проходящий ток.

Данные теоретические выкладки, казалось бы, необходимы для сборки любого работоспособного устройства. На примере разнообразных поделок китайского производства можно заметить, что на деле ограничивающий резистор применяется далеко не всегда.

Подключение светодиода на 12 вольт во всевозможных сувенирах, брелоках и фонариках осуществляется несколько иным способом. Несколько стандартных дисковых батареек подсоединяются напрямую к диоду. Расчет идет на то, что ток будет ограничиваться внутренним сопротивлением батареи, а её мощности не хватит на то чтобы попросту спалить другие элементы.

Некорректное подключение светодиодов на 12 вольт чревато не только их поспешным перегоранием. Важно помнить также о деградации устройств, когда яркость свечения стремительно падает при протекании нормального тока.

Светодиод не полностью перестает гореть, но он уже не сможет эффективно служить не только в составе фонарика, но даже в декоре он будет заметен только в полной темноте. Быстрее всего это можно наблюдать на белых и синих устройствах, поэтому для начала можно выбрать светодиод другого оттенка.

При отсутствии ограничивающего резистора подключение светодиода на 12В можно смело назвать неудачным. Полную деградацию устройства можно наблюдать через считанные минуты после подачи питания.

Схемы подобного образца – явная экономия средств и трудозатрат, но и изделия при этом получаются одноразовыми.

Другие примеры подключений, или как их исправить

Другое, не менее некорректное подключение светодиодов на 12В, можно наблюдать в уже более сложных и мощных устройствах. При увеличении количества диодов производители все так же продолжают надеяться на сопротивление батареи, просто соединив элементы последовательно. Наиболее распространенная причина при сдаче в ремонт таких приспособлений и поделок – банально выгорел отдельный светодиод или же вся их связка.

Можно попытаться доделать схему несколькими способами:

  1. Подключение одного резистора.Такое подключение также не принесет ожидаемого результата. Все дело в том, что даже произведенные в одной партии полупроводниковые приборы имеют весьма ощутимые отличия. Дело даже не в том, что может быть заметна разница в яркости свечения светодиодов. Здесь речь пойдет о таком параметре как падение напряжения. Каждый из приборов характеризуется собственным током. Светодиод с наиболее высоким показателем, скорее всего, перегорит, когда его ток превысит номинальный. После этого и остальные светодиоды, питающиеся от 12В, не прослужат долго. Далее перегорит следующий по номиналу тока светодиод, а вслед за ним и оставшийся.
  2. По резистору на каждый светодиод. Такое подключение стабилитрон 12 вольт не вступает в конфликт с правилами схемотехники. Токи становятся независимыми, но очевидный минус такой цепочки – громоздкость и неуместная загруженность элементами.
  3. Цепочки последовательно соединенных светодиодов.Только такой вариант подключения устройств даст возможность одновременно добиться максимальной компактности при высокой результативности. Единственное, что стоит предусмотреть – увеличение напряжения питания.

Параметры светодиодов зависят и от их цвета, что нужно учитывать, продумывая подключение устройств к 12В.

Сколько светодиодов можно подключить к 12В и как это все рассчитать

Для получения ответа на данный вопрос можно разделить Uпит на Uпад, или же просто исходить из усредненного значения 2 вольт. Получается, что максимальное количество светодиодов, которое можно подключить, равняется 6. Но, определенная часть напряжения должна отходить гасящему резистору, пусть эта величина также будет составлять порядка 2 вольт.

Число элементов продолжает уменьшаться.

К этому стоит добавить, что прямое напряжение светодиодов далеко не всегда равняется 2 В. Следует принимать во внимание не только конкретный тип светодиода, но и оттенок его свечения. При этом лучше отталкиваться от максимальных значений падений напряжения, ведь в противном случае диоды могут просто не зажечься.

Расчеты не обязательно проводить вручную – выручить в любой ситуации сможет специальная программка для подсчета параметров элементов цепи. Полученные значения помогут понять, сколько конкретных диодов можно подключить к имеющемуся источнику питания.

Для чего может понадобиться подключение светодиодов к 12В

Одна из наиболее популярных областей применения таких схем – осветительная система автомобиля. Напряжения аккумулятора машины вполне хватает для реализации различных идей для внутренней подсветки, но вместе с этим светодиоды часто применяются и для внешнего освещения.

Блоки питания на 12 вольт можно назвать довольно распространенными, что позволяет существенно расширить область применения таких подключений. Различные рамки для часов, картинок, фотографий, подсветка аквариумов, террариумов, любых других предметов интерьера – все это можно реализовать на 12 вольтах. Светодиод как прибор довольно универсален, он не особо требователен к питанию и может вынести многие типы воздействий.

При конструировании любых поделок рекомендуется не забывать о правилах монтажа, чтобы сувениры и аксессуары могли служить длительное время.

Как подключить светодиод к 12 вольтам

Как подключить светодиод к 12 вольтам? Также просто, как и к 9-ти. Подключение светодиодов к источникам питания производится через ограничивающий резистор. Вся проблема и состоит в правильном расчёте сопротивления для светодиода.

Светодиоды 12 вольт

При подключении светодиода к 12 вольтам вначале выясняем, что за светодиод нам надо подключить. Как правило, у обычных светодиодов падение напряжения на них составляет 2 вольта (у синих и белых по 4 вольта). Также надо знать рабочий ток светодиода. Это, как правило, 10 или 20 мА. Мы будем считать, что у нас красный светодиод, требующий 2 вольта питания и ток 20 мА.

При падении напряжения на светодиоде 2 вольта при 12 вольт-м питании у нас остаётся 10 вольт, которые нам надо погасить резистором. Надо рассчитать его сопротивление.

R = U / I

Получаем 10 / 0.02 = 500 ом. Находим ближайшее большее значение номинала резистора по ряду Е24 (самый распространённый) — 510 ом. Это ещё не всё. Для надёжной работы этой схемы необходимо рассчитать мощность резистора. Мощность — это напряжение, умноженное на ток.

P = U * I

Т.е. напряжение, падающее на резисторе (10 В) умножаем на ток, текущий через него (0.02 А) и получаем 10 * 0.02 = 0.2 Вт или 200 мВт. Стандартный больший номинал резисторов — 0.25 Вт. Всё.

Если мы, к примеру, захотим подключить два светодиода к 12 вольтам, то всё почти также.

Разница будет только в том, что на двух светодиодах будет падать не 2, а уже 2 * 2 = 4 вольта. Т.о. на резистор останется 12 -4 = 8 вольт. Дальше всё также. Сопротивление резистора R = 8 / 0.02 = 400 ом. Ближайшее большее значение по Е24 — 430 ом. Мощность 8 * 0.02 = 0.16 Вт. Ближайшее большее значение такое же, как и в предыдущем примере — 0.25 Вт. Всё просто. Кстати, где поставить резистор, не имеет никакого значения. Со стороны анода, или катода, или, в случае с несколькими светодиодами, между ними. И не светите яркими светодиодами в глаза. Это опасно.

Правильная схема подключения светодиодов: последовательно или параллельно

Самое правильное подключение нескольких светодиодов — последовательное. Сейчас объясню почему.

Дело в том, что определяющим параметром любого светодиода является его рабочий ток. Именно от тока через светодиод зависит то, какова будет мощность (а значит и яркость) светодиода. Именно превышение максимального тока приводит к чрезмерному повышению температуры кристалла и выходу светодиода из строя — быстрому перегоранию либо постепенному необратимому разрушению (деградации).

Ток — это главное. Он указан в технических характеристиках светодиода (datasheet). А уже в зависимости от тока, на светодиоде будет то или иное напряжение. Напряжение тоже можно найти в справочных данных, но его, как правило, указывают в виде некоторого диапазона, потому что оно вторично.

Для примера, заглянем в даташит светодиода 2835:

Как видите, прямой ток указан четко и определенно — 180 мА. А вот напряжение питания светодиодов при таком токе имеет некоторый разброс — от 2.9 до 3.3 Вольта.

Получается, что для того, чтобы задать требуемый режим работы светодиода, нужно обеспечить протекание через него тока определенной величины. Следовательно, для питания светодиодов нужно использовать источник тока, а не напряжения.

Источник тока (или генератор тока) — источник электрической энергии, который поддерживает постоянное значение силы тока через нагрузку с помощью изменения напряжения на своем выходе. Если сопротивление нагрузки, например, возрастает, источник тока автоматически повышает напряжение таким образом, чтобы ток через нагрузку остался неизменным и наоборот. Источники тока, которыми запитывают светодиоды, еще называют драйверами.

Конечно, к светодиоду можно подключить источник стабилизированного напряжения (например, выход лабораторного блока питания), но тогда нужно точно знать какой величины должно быть напряжение для получения заданного тока через светодиод.

Например, в нашем примере со светодиодом 2835, можно было бы подать на него где-то 2.5 В и постепенно повышать напругу до тех пор, пока ток не станет оптимальным (150-180 мА).

Так делать можно, но в этом случае придется настраивать выходное напряжение блока питания под каждый конкретный светодиод, т.к. все они имеют технологический разброс параметров. Если, подключив к одному светодиоду 3.1В, вы получили максимальный ток в 180 мА, то это не значит, что поменяв светодиод на точно такой же из той же партии, вы не сожгете его (т.к. ток через него при напряжении 3.1В запросто может превысить максимально допустимое значение).

К тому же необходимо очень точно поддерживать напряжение на выходе блока питания, что накладывает определенные требования к его схемотехнике. Превышение заданного напряжения всего на 10% почти гарантированно приведет к перегреву и выходу светодиода из строя, так как ток при этом превысит все мыслимые значения.

Вот прекрасная иллюстрация к вышесказанному:

Поэтому самым правильным и простым решением будет использовать для подключения светодиодов драйвера тока (он же источник тока). И тогда будет совершенно неважно, какой вы возьмете светодиод и каким будет прямое напряжение на нем. Нужно просто найти драйвер на нужный ток и дело в шляпе.

Теперь, возвращаемся к главному вопросу статьи — почему все-таки последовательное подключение, а не параллельное? Давайте посмотрим, в чем разница.

Параллельное подключение

При параллельном подключении светодиодов, напряжение на них будет одинаковым. А так как не существует двух диодов с абсолютно одинаковыми характеристиками, то будет наблюдаться следующая картина: через какой-то светодиод будет идти ток ниже номинального (и светить он будет так себе), зато через соседний светодиод будет херачить ток в два раза превышающий максимальный и через полчаса он сгорит (а может и быстрее, если повезет).

Очевидно, что такого неравномерного распределения мощностей нужно избегать.

Для того, чтобы существенно сгладить разброс в ТТХ светодиодов, лучше подключать их через ограничительные резисторы. Напряжение блока питания при этом может быть существенно выше прямого напряжения на светодиодах. Как подключать светодиоды к источнику питания показано на схеме:

Проблема такой схемы подключения светодиода в том, что чем больше разница между напряжением блока питания и напряжением на диодах, тем больше бесполезной мощности рассеивается на ограничительных резисторах и тем, соответственно, ниже КПД всей схемы.

Ограничение тока происходит по простой схеме: повышение тока через светодиод приводит к повышению тока и через резистор тоже (т.к. они включены последовательно). На резисторе увеличивается падение напряжения, а на светодиоде, соответственно, уменьшается (т.к. общее напряжение постоянно). Уменьшение напряжения на светодиоде автоматически приводит к снижению тока. Так все и работает.

В общем, сопротивление резисторов рассчитывается по закону Ома. Разберем на конкретном примере. Допустим, у нас есть светодиод с номинальным током 70 мА, рабочее напряжение при таком ток равно 3.6 В (это все берем из даташита к светодиоду). И нам нужно подключить его к 12 вольтам. Значит, нам нужно рассчитать сопротивление резистора:

Получается, что для питания светодиода от 12 вольт нужно подключить его через 1-ваттный резистор на 120 Ом.

Точно таким же образом, можно посчитать, каким должно быть сопротивление резистора под любое напряжение. Например, для подключение светодиода к 5 вольтам сопротивление резистора надо уменьшить до 24 Ом.

Значения резисторов под другие токи можно взять из таблицы (расчет производился для светодиодов с прямым напряжением 3.3 вольта):

Uпит ILED 5 мА 10 мА 20 мА 30 мА 50 мА 70 мА 100 мА 200 мА 300 мА 5 вольт 12 вольт 24 вольта
340 Ом 170 Ом 85 Ом 57 Ом 34 Ом 24 Ом 17 Ом 8.5 Ом 5.7 Ом
1.74 кОм 870 Ом 435 Ом 290 Ом 174 Ом 124 Ом 87 Ом 43 Ом 29 Ом
4.14 кОм 2.07 кОм 1.06 кОм 690 Ом 414 Ом 296 Ом 207 Ом 103 Ом 69 Ом

При подключении светодиода к переменному напряжению (например, к сети 220 вольт), можно повысить КПД устройства, взяв вместо балластного резистора (активного сопротивления) неполярный конденсатор (реактивное сопротивление). Подробно и с конкретными примерами мы разбирали этот момент в статье про подключение светодиода к 220 В.

Последовательное подключение

При последовательном же подключении светодиодов через них протекает один и тот же ток. Количество светодиодов не имеет значение, это может быть всего один светодиод, а может быть 20 или даже 100 штук.

Например, мы можем взять один светодиод 2835 и подключить его к драйверу на 180 мА и светодиод будет работать в нормальном режиме, отдавая свою максимальную мощность. А можем взять гирлянду из 10 таких же светодиодов и тогда каждый светодиод также будет работать в нормальном паспортном режиме (но общая мощность светильника, конечно, будет в 10 раз больше).

Ниже показаны две схемы включения светодиодов, обратите внимание на разницу напряжений на выходе драйвера:

Так что на вопрос, каким должно быть подключение светодиодов, последовательным или параллельным, может быть только один правильный ответ — конечно, последовательным!

Количество последовательно подключенных светодиодов ограничено только возможностями самого драйвера.

Идеальный драйвер может бесконечно повышать напряжение на своем выходе, чтобы обеспечить нужный ток через нагрузку, поэтому к нему можно подключить бесконечное количество светодиодов. Ну а реальные устройства, к сожалению, имеют ограничение по напряжению не только сверху, но и снизу.

Вот пример готового устройства:

Мы видим, что драйвер способен регулировать выходное напряжение только лишь в пределах 64…106 вольт. Если для поддержания заданного тока (350 мА) нужно будет поднять напряжение выше 106 вольт, то облом. Драйвер выдаст свой максимум (106В), а уж какой при этом будет ток — это от него уже не зависит.

И, наоборот, к такому led-драйверу нельзя подключать слишком мало светодиодов. Например, если подключить к нему цепочку из 10-ти последовательно включенных светодиодов, драйвер никак не сможет понизить свое выходное напряжение до необходимых 32-36В. И все десять светодидов, скорее всего, просто сгорят.

Наличие минимального напряжения объясняется (в зависимости от схемотехнического решения) ограничениями мощности выходного регулирующего элемента либо выходом за предельные режимы генерации импульсного преобразователя.

Разумеется, драйверы могут быть на любое входное напряжение, не обязательно на 220 вольт. Вот, например, драйвер превращающий любой источник постоянного напряжения (блок питания) от 6 до 20 вольт в источник тока на 3 А:

Вот и все. Теперь вы знаете, как включить светодиод (один или несколько) — либо через токоограничительный резистор, либо через токозадающий драйвер.

Как выбрать нужный драйвер?

Тут все очень просто. Выбирать нужно всего лишь по трем параметрам:

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

Выходной (рабочий) ток драйвера светодиодов — это самая важная характеристика. Ток должен быть равен оптимальному току для светодиодов.

Например, в нашем распоряжении оказалось 10 штук полноспектральных светодиодов для фитолампы:

Номинальный ток этих диодов — 700 мА (берется из справочника). Следовательно, нам нужен драйвер тока на 700 мА. Ну или чуточку меньше, чтобы продлить срок жизни светодиодов.

Максимальное выходное напряжение драйвера должно быть больше, чем суммарное прямое напряжение всех светодиодов. Для наших фитосветодиодов прямое напряжение лежит в диапазоне 3…4 вольта. Берем по-максимуму: 4В х 10 = 40В. Наш драйвер должен быть в состоянии выдать не менее 40 вольт.

Минимальное напряжение, соответственно, рассчитывается по минимальному значению прямого напряжения на светодиодах. То есть оно должно быть не более 3В х 10 = 30 Вольт. Другими словами, наш драйвер должен уметь снижать выходное напряжение до 30 вольт (или ниже).

Таким образом, нам нужно подобрать схему драйвера, рассчитанного на ток 650 мА (пусть будет чуть меньше номинального) и способного по необходимости выдавать напряжение в диапазоне от 30 до 40 вольт.

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

Разумеется, при выборе драйвера диапазон напряжений всегда можно расширять в любую сторону. Например, вместо драйвера с выходом на 30-40 В прекрасно подойдет тот, который выдает от 20 до 70 Вольт.

Примеры драйверов, идеально совместимых с различными типами светодиодов, приведены в таблице:

Светодиоды Какой нужен драйвер
60 мА, 0.2 Вт (smd 5050, 2835) см. схему на TL431
150мА, 0.5Вт (smd 2835, 5630, 5730) драйвер 150mA, 9-34V (можно одновременно подключить от 3 до 10 светодиодов)
300 мА, 1 Вт (smd 3528, 3535, 5730-1, LED 1W) драйверы 300мА, 3-64V (на 1-24 последовательно включенных светодиода)
700 мА, 3 Вт (led 3W, фитосветодиоды) драйвер 700мА (для 6-10 светодиодов)
3000 мА, 10 Ватт (XML2 T6) драйвер 3A, 21-34V (на 7-10 светодиодов) или см. схему

Кстати, для правильного подключения светодиодов вовсе не обязательно покупать готовый драйвер, можно просто взять какой-нибудь подходящий блок питания (например, зарядник от телефона) и прикрутить к нему простейший стабилизатор тока на одном транзисторе или на LM317.

Готовые схемы стабилизаторов тока для светодиодов можно взять из этой статьи.

Схема подключения светодиода 3w 12в

Впервые светодиоды начались использоваться в начале 60-х годов. С того времени произошло видоизменений. Светодиоды имеют массу преимуществ, таких как:

  1. Низкое потребление;
  2. Длительный срок службы;
  3. Прочность;
  4. Широкий выбор спектра света;
  5. Могут работать от низкого напряжения;
  6. Являются пожаробезопасными.

Потому как светодиодам для работы нужен только источник постоянного тока, следует производить монтаж с правильной полярностью. Когда диоды подключены неверно, функционировать они не будут. Чтобы их работа происходила правильно важно знать, как подключить светодиод.

Понимание плюса и минуса

Определяется полярность несколькими методами:

В старых моделях, в которых имеются длинные ножки, всё довольно просто. Ножка длиннее имеет полярность плюс (анод), что короче – минус (катод). Также на головке есть срез, который показывает расположение полярностей.

Если посмотреть внутрь диода, то контакт, который выглядит как флажок – это минусовой, тонкий будет плюсом.

Проверить можно посредством мультиметра. Чтобы это сделать, следует настроить его для «прозвона». С помощью щупов следует дотронуться к контактам. Когда он начнёт светиться – значит на красном контакте +, а на чёрном -.

Осуществление питания

Наиболее важным фактором при выборе питания выступают следующие значения: токовая сила и падение напряжения. Почти все они имеют расчет на токовую силу 20 миллиампер, однако, присутствуют модели, имеющие сразу 4 кристаллика, поэтому он должен быть рассчитан на силу тока в четыре раза больше. Также диод имеет свою допускаемую величину напряжения Umax, при прямом включении и Umaxобр, при обратном. Когда подаётся более высокое напряжение, происходит пробой, после чего кристаллы больше не функционируют. Есть также минимум напряжения, которого хватит для питания Umin, его хватит для работы светодиода. Эти минимальные и максимальные пределы значений называются зоной работы. В зоне работы и должна осуществляться работа светодиода. При неправильном расчете, светодиод просто перегорит.

На каждом светодиоде указывается определённое напряжение, маркировка расположена на упаковке. Важно знать, что это указано возможное падения напряжение, а не рабочее напряжение. Это нужно знать для того, чтобы высчитывать сопротивление резистора, задача которого ограничить ток. Для каждого отдельно взятого светодиода одного номинала, требуемое напряжение может отличаться. Важно для подключения следить за током, а не напряжением.

Данные источники света в своём большинстве потребляют номинальное напряжение 2 – 3 вольт. Противопоказано подключать их прямиком к 12 вольтам, без использования ограничительного резистора. Во многих случаях для экономии используют прямую схему подключения светодиода к батарейке, без использования резистора, но такой источник света прослужит очень недолго. Для сверх ярких светодиодов резисторы не используются, так как для них сделаны драйвера, которые могут ограничивать ток. Это наиболее современный вариант светодиодов.

Как рассчитать резистор

Есть формула расчета сопротивления резистора:

Величина сопротивления подразумевается R.

Напряжение питания Uпит.

Падающее напряжение Uпад.

Протекающий ток – I.

Постоянная величина коэффициента надёжности диода – 0.75.

Для примера рассмотрено подключение к 12 вольтному аккумулятору. Тогда будет:

  • Uпит – 12 вольта, что подразумевает аккумуляторное напряжение).
  • Uпад – 2.2 вольт, которым выступает напряжение для питания светодиода).
  • I – 0.01 ампер, показывает ток диода.

По данным цифрам можно произвести подсчёт по формуле, которая покажет, что получилась цифра 1.306. Так как у резисторов имеется определённый шаг, то подойдёт — 1.3 кОм.

Дальнейшей задачей будет вычисление требуемого минимума на мощность резистора. Нужно понимать точную цифру проходящего тока, потому что она может не соответствовать вышеуказанному. Вычисление можно произвести по такой формуле:

I = U / (Rрез.+ Rсвет)

Сопротивление, которым обладает диод:

Rсвет=Uпад.ном. / Iном. = 2.2 / 0,01 = 220 Ом,

что говорит о том, что подсчитанный фактический ток будет:

I = 12 / (1300 + 220) = 0,007 А.

Для понимания фактического падения напряжения нужно посчитать:

Uпад.свет = Rсвет * I = 220 * 0,007 = 1,54 В

Далее, вычисление мощности:

P = (Uпит. — Uпад.)² / R = (12 -1,54)²/ 1300 = 0,0841 Вт.

Мощность лучше брать с небольшим запасом. Сейчас будет в самый раз 0.125 Вт.

При подключении 1 светодиода к аккумулятору 12 вольт потребуется в сети резистор, который обладает сопротивлением 1.3 кОм и мощностью 0.125 Вт.

Подключение к сети 220 В

Для светодиодов, требующих ток от сети 220 В, важно знать важнейший пункт характеристики светодиода. Особенно это касается вопросов по теме, как подключить мощный светодиод. Характеристика состоит в наиболее допускаемой величине обратного напряжения. Во многих случаях оно составляет 20 В. Когда поступает сетевое питание, при обратной полярности (переменный ток) на него придёт полная амплитуда напряжения 315 В. Такое напряжение получилось потому что амплитудное напряжение почти в полтора раза выше действующего. Для работоспособности светодиодов помимо резистора, следует установить светодиод посредством последовательного подключения, который не позволит обратному напряжению пробить его.

Следующий вариант подключения от 220 В подразумевает расстановку двух диодов встречно-параллельно.

Подобный способ, где предусмотрено использование резистора – не считается правильным подключением. При использовании резистора 24 кОм, энергия рассеивания, будет приблизительно 3 Вт. А при подключении диода последовательно, можно уменьшить её в 2 раза. На обратное напряжение светодиод должен иметь напряжение не меньшее 400 В. Когда включаются 2 встречных светодиода, есть возможность вставки двух резисторов на два вата, чтобы сопротивление на каждом получилось в 2 раза меньше.

Важно понимать, что используя резистор с большим сопротивлением, к примеру, 200 кОм, есть возможность включения и без защитного диода. Так происходит, потому что обратный ток будет довольно слабым для повреждения диода. В этом варианте будет хуже яркость, но для некоторых целей, таких как подсветка, вполне хватит.

Так как сетевой ток переменный, имеется возможность включить в цепь конденсатор взамен резистора. Если сравнивать с ограничительным резистором, конденсатор не нагревается. Чтобы конденсатор мог пропускать переменный ток, сквозь него должно пройти оба полупериода сети. Так как светодиод может проводить ток лишь к одной из сторон, нужно поставить другой светодиод или диод встречно-параллельно. Это позволит пропустить второй полупериод.

Важно знать, что когда схема отключена от сети, конденсатор содержит в себе определённое напряжение, которое может равняться 315 В. Чтобы не произошел случайный удар током, следует провести установку разрядного резистора большего номинала, расположив его параллельно конденсатору. Запас мощности на конденсаторе служи для того, чтобы при обычной работе ток был незначительным и не вызывал нагрева. Чтобы обеспечить защиту от импульсных зарядных токов ставится низкоомный резистор, который будет являться предохранителем.

Мощность конденсатора должна быть от 400 В и выше. Есть варианты для цепей с переменным током напряжения, подойдут от 250 В и выше. Если требуется запустить несколько светодиодов, следует использовать последовательное соединение.

Когда происходит монтаж светодиодного освещения, расчёт диода должен происходить на ток, что будет не меньше, чем ток, проходящий сквозь светодиод. С обратным напряжением расчет должен быть таким, чтобы оно было не меньше, чем общее слагаемого напряжения на светодиодах. Используя данные рекомендации можно понять как правильно подключить светодиод.

Варианты подключений от 12 В

От 12 В подключать можно несколькими способами. Источником питания 12 В может использоваться аккумулятор. В этом примере производится подключение 3-х светодиодов.

Есть вариант подключить все через свой резистор, который выполнит функцию ограничения тока.

Другим вариантом будет включение всех светодиодов параллельным подключением, устанавливая 1 резистор, что рассчитан на тройной ток. Однако минус будет в разбросе параметров со светодиодами единого типа. Соответственно светодиод, что обладает самым слабым внутренним сопротивлением, первым пропустит повышенные токи и перегорит. После чего остальные сгорят тоже потому что ток для них будет очень сильный. В итоге приходится, как и в предыдущем варианте, устанавливать для каждого светодиода резистор.

Однако имеется альтернатива этому варианту. Можно сделать соединение последовательно, используя лишь один резистор. Так ток будет проходить сквозь каждый светодиод равномерно. Важно чтобы источник питания не имел напряжение выше сумм падения на каждом светодиоде. Далее важно правильно выбрать резистор ограничивающий ток и такой монтаж светодиодной подсветки способен работать длительный срок.

Вывод и видео

Для подключения светодиодов требуется обладать минимальным уровнем теоретических знаний, а также уметь паять. Если минимальные навыки и знания как правильно подключить светодиод присутствуют, то трудностей это не вызовет. Если есть сомнения, то вопрос как подключить светодиод, лучше доверить специалистам. Наиболее простой вариант, это установка светодиодных светильников, выполнить который можно без проблем самостоятельно.

Самое правильное подключение нескольких светодиодов – последовательное. Сейчас объясню почему.

Дело в том, что определяющим параметром любого светодиода является его рабочий ток. Именно от тока через светодиод зависит то, какова будет мощность (а значит и яркость) светодиода. Именно превышение максимального тока приводит к чрезмерному повышению температуры кристалла и выходу светодиода из строя – быстрому перегоранию либо постепенному необратимому разрушению (деградации).

Ток – это главное. Он указан в технических характеристиках светодиода (datasheet). А уже в зависимости от тока, на светодиоде будет то или иное напряжение. Напряжение тоже можно найти в справочных данных, но его, как правило, указывают в виде некоторого диапазона, потому что оно вторично.

Для примера, заглянем в даташит светодиода 2835:

Как видите, прямой ток указан четко и определенно – 180 мА. А вот напряжение питания светодиодов при таком токе имеет некоторый разброс – от 2.9 до 3.3 Вольта.

Получается, что для того, чтобы задать требуемый режим работы светодиода, нужно обеспечить протекание через него тока определенной величины. Следовательно, для питания светодиодов нужно использовать источник тока, а не напряжения.

Конечно, к светодиоду можно подключить источник стабилизированного напряжения (например, выход лабораторного блока питания), но тогда нужно точно знать какой величины должно быть напряжение для получения заданного тока через светодиод.

Например, в нашем примере со светодиодом 2835, можно было бы подать на него где-то 2.5 В и постепенно повышать напругу до тех пор, пока ток не станет оптимальным (150-180 мА).

Так делать можно, но в этом случае придется настраивать выходное напряжение блока питания под каждый конкретный светодиод, т.к. все они имеют технологический разброс параметров. Если, подключив к одному светодиоду 3.1В, вы получили максимальный ток в 180 мА, то это не значит, что поменяв светодиод на точно такой же из той же партии, вы не сожгете его (т.к. ток через него при напряжении 3.1В запросто может превысить максимально допустимое значение).

К тому же необходимо очень точно поддерживать напряжение на выходе блока питания, что накладывает определенные требования к его схемотехнике. Превышение заданного напряжения всего на 10% почти гарантированно приведет к перегреву и выходу светодиода из строя, так как ток при этом превысит все мыслимые значения.

Вот прекрасная иллюстрация к вышесказанному:

Поэтому самым правильным и простым решением будет использовать для подключения светодиодов драйвера тока (он же источник тока). И тогда будет совершенно неважно, какой вы возьмете светодиод и каким будет прямое напряжение на нем. Нужно просто найти драйвер на нужный ток и дело в шляпе.

Теперь, возвращаемся к главному вопросу статьи – почему все-таки последовательное подключение, а не параллельное? Давайте посмотрим, в чем разница.

Параллельное подключение

При параллельном подключении светодиодов, напряжение на них будет одинаковым. А так как не существует двух диодов с абсолютно одинаковыми характеристиками, то будет наблюдаться следующая картина: через какой-то светодиод будет идти ток ниже номинального (и светить он будет так себе), зато через соседний светодиод будет херачить ток в два раза превышающий максимальный и через полчаса он сгорит (а может и быстрее, если повезет).

Очевидно, что такого неравномерного распределения мощностей нужно избегать.

Для того, чтобы существенно сгладить разброс в ТТХ светодиодов, лучше подключать их через ограничительные резисторы. Напряжение блока питания при этом может быть существенно выше прямого напряжения на светодиодах. Как подключать светодиоды к источнику питания показано на схеме:

Проблема такой схемы подключения светодиода в том, что чем больше разница между напряжением блока питания и напряжением на диодах, тем больше бесполезной мощности рассеивается на ограничительных резисторах и тем, соответственно, ниже КПД всей схемы.

Ограничение тока происходит по простой схеме: повышение тока через светодиод приводит к повышению тока и через резистор тоже (т.к. они включены последовательно). На резисторе увеличивается падение напряжения, а на светодиоде, соответственно, уменьшается (т.к. общее напряжение постоянно). Уменьшение напряжения на светодиоде автоматически приводит к снижению тока. Так все и работает.

В общем, сопротивление резисторов рассчитывается по закону Ома. Разберем на конкретном примере. Допустим, у нас есть светодиод с номинальным током 70 мА, рабочее напряжение при таком ток равно 3.6 В (это все берем из даташита к светодиоду). И нам нужно подключить его к 12 вольтам. Значит, нам нужно рассчитать сопротивление резистора:

Получается, что для питания светодиода от 12 вольт нужно подключить его через 1-ваттный резистор на 120 Ом.

Точно таким же образом, можно посчитать, каким должно быть сопротивление резистора под любое напряжение. Например, для подключение светодиода к 5 вольтам сопротивление резистора надо уменьшить до 24 Ом.

Значения резисторов под другие токи можно взять из таблицы (расчет производился для светодиодов с прямым напряжением 3.3 вольта):

Uпит ILED
5 мА 10 мА 20 мА 30 мА 50 мА 70 мА 100 мА 200 мА 300 мА
5 вольт 340 Ом 170 Ом 85 Ом 57 Ом 34 Ом 24 Ом 17 Ом 8.5 Ом 5.7 Ом
12 вольт 1.74 кОм 870 Ом 435 Ом 290 Ом 174 Ом 124 Ом 87 Ом 43 Ом 29 Ом
24 вольта 4.14 кОм 2.07 кОм 1.06 кОм 690 Ом 414 Ом 296 Ом 207 Ом 103 Ом 69 Ом

При подключении светодиода к переменному напряжению (например, к сети 220 вольт), можно повысить КПД устройства, взяв вместо балластного резистора (активного сопротивления) неполярный конденсатор (реактивное сопротивление). Подробно и с конкретными примерами мы разбирали этот момент в статье про подключение светодиода к 220 В.

Последовательное подключение

При последовательном же подключении светодиодов через них протекает один и тот же ток. Количество светодиодов не имеет значение, это может быть всего один светодиод, а может быть 20 или даже 100 штук.

Например, мы можем взять один светодиод 2835 и подключить его к драйверу на 180 мА и светодиод будет работать в нормальном режиме, отдавая свою максимальную мощность. А можем взять гирлянду из 10 таких же светодиодов и тогда каждый светодиод также будет работать в нормальном паспортном режиме (но общая мощность светильника, конечно, будет в 10 раз больше).

Ниже показаны две схемы включения светодиодов, обратите внимание на разницу напряжений на выходе драйвера:

Так что на вопрос, каким должно быть подключение светодиодов, последовательным или параллельным, может быть только один правильный ответ – конечно, последовательным!

Количество последовательно подключенных светодиодов ограничено только возможностями самого драйвера.

Идеальный драйвер может бесконечно повышать напряжение на своем выходе, чтобы обеспечить нужный ток через нагрузку, поэтому к нему можно подключить бесконечное количество светодиодов. Ну а реальные устройства, к сожалению, имеют ограничение по напряжению не только сверху, но и снизу.

Вот пример готового устройства:

Мы видим, что драйвер способен регулировать выходное напряжение только лишь в пределах 64. 106 вольт. Если для поддержания заданного тока (350 мА) нужно будет поднять напряжение выше 106 вольт, то облом. Драйвер выдаст свой максимум (106В), а уж какой при этом будет ток – это от него уже не зависит.

И, наоборот, к такому led-драйверу нельзя подключать слишком мало светодиодов. Например, если подключить к нему цепочку из 10-ти последовательно включенных светодиодов, драйвер никак не сможет понизить свое выходное напряжение до необходимых 32-36В. И все десять светодидов, скорее всего, просто сгорят.

Наличие минимального напряжения объясняется (в зависимости от схемотехнического решения) ограничениями мощности выходного регулирующего элемента либо выходом за предельные режимы генерации импульсного преобразователя.

Разумеется, драйверы могут быть на любое входное напряжение, не обязательно на 220 вольт. Вот, например, драйвер превращающий любой источник постоянного напряжения (блок питания) от 6 до 20 вольт в источник тока на 3 А:

Вот и все. Теперь вы знаете, как включить светодиод (один или несколько) – либо через токоограничительный резистор, либо через токозадающий драйвер.

Как выбрать нужный драйвер?

Тут все очень просто. Выбирать нужно всего лишь по трем параметрам:

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

Выходной (рабочий) ток драйвера светодиодов – это самая важная характеристика. Ток должен быть равен оптимальному току для светодиодов.

Например, в нашем распоряжении оказалось 10 штук полноспектральных светодиодов для фитолампы:

Номинальный ток этих диодов – 700 мА (берется из справочника). Следовательно, нам нужен драйвер тока на 700 мА. Ну или чуточку меньше, чтобы продлить срок жизни светодиодов.

Максимальное выходное напряжение драйвера должно быть больше, чем суммарное прямое напряжение всех светодиодов. Для наших фитосветодиодов прямое напряжение лежит в диапазоне 3. 4 вольта. Берем по-максимуму: 4В х 10 = 40В. Наш драйвер должен быть в состоянии выдать не менее 40 вольт.

Минимальное напряжение, соответственно, рассчитывается по минимальному значению прямого напряжения на светодиодах. То есть оно должно быть не более 3В х 10 = 30 Вольт. Другими словами, наш драйвер должен уметь снижать выходное напряжение до 30 вольт (или ниже).

Таким образом, нам нужно подобрать схему драйвера, рассчитанного на ток 650 мА (пусть будет чуть меньше номинального) и способного по необходимости выдавать напряжение в диапазоне от 30 до 40 вольт.

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

Разумеется, при выборе драйвера диапазон напряжений всегда можно расширять в любую сторону. Например, вместо драйвера с выходом на 30-40 В прекрасно подойдет тот, который выдает от 20 до 70 Вольт.

Примеры драйверов, идеально совместимых с различными типами светодиодов, приведены в таблице:

Светодиоды Какой нужен драйвер
60 мА, 0.2 Вт (smd 5050, 2835) см. схему на TL431
150мА, 0.5Вт (smd 2835, 5630, 5730) драйвер 150mA, 9-34V (можно одновременно подключить от 3 до 10 светодиодов)
300 мА, 1 Вт (smd 3528, 3535, 5730-1, LED 1W) драйверы 300мА, 3-64V (на 1-24 последовательно включенных светодиода)
700 мА, 3 Вт (led 3W, фитосветодиоды) драйвер 700мА (для 6-10 светодиодов)
3000 мА, 10 Ватт (XML2 T6) драйвер 3A, 21-34V (на 7-10 светодиодов) или см. схему

Кстати, для правильного подключения светодиодов вовсе не обязательно покупать готовый драйвер, можно просто взять какой-нибудь подходящий блок питания (например, зарядник от телефона) и прикрутить к нему простейший стабилизатор тока на одном транзисторе или на LM317.

Готовые схемы стабилизаторов тока для светодиодов можно взять из этой статьи.

Подключение светодиода к источнику питания 12 В может быть осуществлено несколькими способами. Первым вариантом решения задачи является увеличение последовательно соединенных светодиодов в цепи. Второй способ связан с применением токоограничивающего резистора.

Содержание

  • Расчет резистора на примере одного светодиода
  • Подключение 3-х светодиодов к 12 В

Рассмотрим оба способа.

Расчет резистора на примере одного светодиода

Большинство светодиодов имеют прямое падение напряжения при допустимом токе 1,8 – 3,6 В. Следовательно, для подключения к источнику 12 В нам необходимо понизить напряжение на светодиоде, в противном случае он сгорит. Это выполняется при помощи токоограничивающего резистора. При правильно подобранном сопротивлении которого светодиод будет работать исправно. Чтобы узнать где катод, а где анод светодиода прочтите эту статью.

Допустим, что у нас имеется белый светодиод, параметры которого следующие:

Расчет резистора проводится согласно следующей формуле:

где Uп – это напряжение питания, Uсв – прямое падение напряжения на светодиоде, а I – ток светодиода, 0,75 – коэффициент надежности светодиода.

Если неизвестен ток светодиода, но известна его мощность, формула приобретает вид:

В нашем случае, ток светодиода известен.

Исходя из наших расчетов, нам необходим ближайший по номиналу резистор на 620 Ом. В случае если рассчитанное сопротивление выйдет таким, что резистор подобрать будет сложно, то есть смысл использовать несколько параллельно соединенных резисторов.

Чтобы резистор не сгорел, необходимо правильно подобрать его по мощности. Для этого сделаем расчет мощности выделяемой на резисторе.

Рассчитываем сопротивление светодиода:

Затем рассчитываем общий ток в цепи с учетом добавленного сопротивления резистора:

Подставляем получившееся значение в формулу мощности постоянного тока:

Делаем вывод, что нам нужен резистор, рассчитанный как минимум на 0,25 Вт мощности. Если у вас не имеется такого резистора под рукой, можно выйти из ситуации при помощи двух подключенных параллельно резистора по 0,125 Вт каждый или просто поставив увеличить номинал резистора на 15-20%(в данном случае это возможно, но при этом яркость светодиода снизится).

Подключение 3-х светодиодов к 12 В

Подключение трех светодиодов к источнику питания 12 В, позволяет использовать резистор с меньшей мощностью, так как суммарное падение напряжения на трех светодиодах будет больше в 3 раза.

Допустим, что у нас имеется желтый светодиод со следующими параметрами:

Рассчитаем сопротивление балластного резистора по уже известной формуле:

Ближайший резистор, подходящий по номиналу 510 Ом, определим требуемую мощность

Рассчитываем сопротивление светодиода:

Общий ток в цепи с учетом добавленного сопротивления резистора:

Подставляем получившееся значение в формулу мощности постоянного тока:

По сравнению с предыдущим примером, в данном случае нам требуется менее мощный резистор, а значит, выбираем на 0,125 Вт.

Данная схема подключения используется в светодиодных лентах на 12 В, с той лишь разницей, что там таких цепочек несколько и между собой они соединены параллельно.

Этот способ имеет существенный недостаток – при сгорании одного из светодиодов, остальные перестают работать.

Как рассчитать и подключить светодиоды последовательно и параллельно

В этой статье вы узнаете, как рассчитать светодиоды последовательно и параллельно, используя простую формулу, и настроить свои собственные персонализированные светодиодные дисплеи. Теперь вам не нужно просто задаваться вопросом, как подключить светодиодные фонари? но на самом деле может это сделать, подробности узнайте здесь.


Эти фонари известны не только своими великолепными цветовыми эффектами, но также своей долговечностью и наименьшим энергопотреблением.

Кроме того, светодиоды могут быть соединены в группы для формирования больших буквенно-цифровых дисплеев, которые могут использоваться в качестве индикаторов или рекламы.


Молодые любители электроники и энтузиасты часто путаются и задаются вопросом, как рассчитать светодиод и его резистор в цепи, поскольку им сложно оптимизировать напряжение и ток через группу светодиодов, необходимых для поддержания оптимальной яркости.

Зачем нужно рассчитывать светодиоды

Проектирование светодиодных дисплеев может быть забавным, но очень часто мы просто думаем, как подключить светодиодные фонари? С помощью формулы узнайте, насколько просто создать свои собственные светодиодные дисплеи.


Мы уже знаем, что для зажигания светодиода требуется определенное прямое напряжение (FV). Например, для красного светодиода требуется FV 1,2 В, для зеленого светодиода — 1,6 В, а для желтого светодиода — около 2 В.

Все современные светодиоды имеют прямое напряжение примерно 3,3 В независимо от их цвета.

Но поскольку данное напряжение питания светодиода будет в основном выше, чем его значение прямого напряжения, добавление ограничивающего ток резистора со светодиодом становится обязательным.

Поэтому давайте узнаем, как можно рассчитать резистор ограничителя тока для выбранного светодиода или серии светодиодов.

Расчет резистора ограничителя тока

Значение этого резистора можно рассчитать по следующей формуле:

R = (напряжение питания VS — прямое напряжение светодиода VF) / ток светодиода I

Здесь R — рассматриваемый резистор в Ом

Vs — входное напряжение питания светодиода.

VF — это светодиод вперед, который на самом деле является минимальным напряжением питания, которое требуется светодиоду для освещения с оптимальной яркостью.

Когда возникает вопрос о последовательном подключении светодиодов, вам просто нужно заменить «прямое напряжение светодиода» на «общее прямое напряжение» в формуле, умножив FV каждого светодиода на общее количество светодиодов в серии. Предположим, что есть 3 последовательно соединенных светодиода, тогда это значение станет 3 x 3,3 = 9,9.

Ток светодиода или I относится к номинальному току светодиода, он может составлять от 20 мА до 350 мА в зависимости от технических характеристик выбранного светодиода. Это должно быть преобразовано в амперы в формуле, поэтому 20 мА становится 0,02 А, 350 мА становится 0,35 А и так далее.

Как подключить светодиоды?

Чтобы понять это, давайте прочитаем следующее обсуждение:

Предположим, вы хотите разработать светодиодный дисплей с 90 светодиодами и источником питания 12 В для питания этого 90 светодиодного дисплея.

Чтобы оптимально согласовать и настроить 90 светодиодов с источником питания 12 В, вам необходимо соединить светодиоды последовательно и параллельно.

Для этого расчета нам потребуется учитывать 3 параметра, а именно:

  1. Общее количество светодиодов, которое в нашем примере составляет 90
  2. Прямое напряжение светодиодов, здесь мы считаем его 3 В для упрощения расчета, обычно это 3,3 В.
  3. Вход питания, который в данном примере составляет 12 В.

Прежде всего, мы должны рассмотреть параметр последовательного подключения и проверить, сколько светодиодов можно разместить в пределах заданного напряжения питания.

Делаем это, поделив напряжение питания на 3 вольта.

Очевидно, ответ будет = 4. Это дает нам количество светодиодов, которые можно разместить в блоке питания 12 В.

Однако вышеуказанное условие может быть нецелесообразным, потому что это ограничит оптимальную яркость строгим источником питания 12 В, а в случае, если напряжение питания снижено до некоторого более низкого значения, вызовет более низкое освещение светодиода.

Поэтому для обеспечения более низкого запаса по крайней мере 2 В было бы целесообразно исключить одно количество светодиодов из расчета и сделать его равным 3.

Таким образом, 3 последовательно соединенных светодиода для источника питания 12 В выглядят достаточно хорошо, и это гарантирует, что даже если питание будет уменьшено до 10 В, светодиоды все равно будут светиться довольно ярко.

Теперь мы хотели бы знать, сколько таких 3 светодиодных гирлянд можно сделать из наших 90 светодиодов в руке? Следовательно, разделив общее количество светодиодов (90) на 3, мы получим ответ, равный 30. Это означает, что вам нужно будет припаять 30 рядов светодиодных цепочек, каждая из которых имеет 3 светодиода в серии. Это довольно легко, правда?

Как только вы закончите сборку упомянутых 30-ти светодиодных гирлянд, вы, естественно, обнаружите, что каждая струна имеет свои положительные и отрицательные свободные концы.

Затем подключите рассчитанное значение резисторов, как описано в предыдущем разделе, к любому из свободных концов каждой серии, вы можете подключить резистор к положительному концу цепочки или отрицательному концу, положение не имеет значения, потому что резистор просто должен соответствовать серии, вы можете даже включить что-то среднее между сериями светодиодов. Используя предыдущий, мы находим резистор для каждой светодиодной цепочки:

R = (напряжение питания VS — прямое напряжение светодиода VF) / ток светодиода

= 12 — (3 x 3) / 0,02 = 150 Ом

Предположим, мы подключили этот резистор к каждому из отрицательных концов светодиодных цепочек.

  • После этого вы можете начать соединять общие положительные концы светодиодов вместе, а отрицательные концы или концы резисторов каждой серии вместе.
  • Наконец, подайте напряжение 12 В на эти общие концы, соблюдая полярность. Вы сразу же обнаружите, что весь дизайн ярко светится с одинаковой интенсивностью.
  • Вы можете выровнять и расположить эти светодиодные цепочки в соответствии с дизайном дисплея.

Светодиоды с нечетным счетом

Может возникнуть ситуация, когда ваш светодиодный дисплей содержит светодиоды в нечетном количестве.

Например, предположим, что в приведенном выше случае вместо 90, если бы дисплей состоял из 101 светодиода, тогда, учитывая 12 В в качестве источника питания, становится довольно неудобной задачей разделить 101 на 3.

Таким образом, мы находим ближайшее значение, которое делится на 3, а это 90. Разделив 99 на 3, мы получим 33. Следовательно, расчет для этих 33 светодиодных цепочек будет таким, как описано выше, но как насчет оставшихся двух светодиодов? Не беспокойтесь, мы все еще можем сделать цепочку из этих двух светодиодов и поставить ее параллельно с оставшимися 33 цепочками.

Однако, чтобы гарантировать, что 2 цепочки светодиодов потребляют равномерный ток, как и остальные 3 цепочки светодиодов, мы рассчитываем последовательный резистор соответственно.

В формуле мы просто меняем общее прямое напряжение, как показано ниже:

R = (напряжение питания VS — прямое напряжение светодиода VF) / ток светодиода

= 12 — (2 x 3) / 0,02 = 300 Ом

Это дает нам значение резистора специально для цепочки из 2 светодиодов.

Следовательно, у нас есть 150 Ом для всех 3 цепочек светодиодов и 300 Ом для 2 цепочек светодиодов.

Таким образом, вы можете отрегулировать цепочки светодиодов с несоответствующим количеством светодиодов, вставив соответствующий компенсирующий резистор последовательно с соответствующими цепочками светодиодов.

Таким образом, проблема легко решается путем изменения номинала резистора для оставшейся меньшей серии.

На этом заканчивается наше руководство о том, как подключить светодиоды последовательно и параллельно для любого заданного количества светодиодов с использованием указанного напряжения питания. Если у вас есть какие-либо связанные вопросы, используйте поле для комментариев, чтобы решить эту проблему.

Расчет светодиодов, последовательно включенных параллельно на плате дисплея

До сих пор мы изучали, как светодиоды могут быть подключены или рассчитаны последовательно и параллельно.

В следующих параграфах мы исследуем, как создать большой цифровой светодиодный дисплей, соединив светодиоды последовательно и параллельно.

В качестве примера мы построим цифровой дисплей «8», используя светодиоды, и посмотрим, как он подключен.

Требуемые детали

Для строительства вам понадобится следующая горстка электронных компонентов:
КРАСНЫЙ светодиод 5мм. = 56 шт.
РЕЗИСТОР = 180 ОМ ¼ ВАТТ CFR,
ПЛАТА ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ = 6 НА 4 ДЮЙМА

Как рассчитать и сконструировать светодиодный экран?

Построение этой схемы отображения чисел очень простое и выполняется следующим образом:

Вставьте все светодиоды в плату общего назначения в соответствии с ориентацией, показанной на принципиальной схеме.

Первоначально припаяйте только один вывод каждого светодиода.

После этого вы обнаружите, что светодиоды не выровнены прямо, а на самом деле закреплены довольно криво.

Коснитесь наконечником паяльника точки припаянного светодиода и одновременно нажмите на конкретный светодиод, чтобы его основание прижалось к плате. Сделайте это, чтобы все светодиоды выровнялись ровно.

Теперь завершите пайку другого непаянного вывода каждого из светодиодов. Аккуратно отрежьте их провода кусачком. Согласно принципиальной схеме объедините плюсы всех светодиодов серии.

Подключите резисторы 180 Ом к отрицательным открытым концам каждой серии. Снова соедините все свободные концы резисторов.

На этом завершается построение светодиодного дисплея с номером «8». Чтобы проверить это, просто подключите источник питания 12 В к общему положительному выводу светодиода и отрицательному общему резистору.

Число «8» должно мгновенно загореться в виде большого цифрового дисплея, и его можно будет распознать даже с большого расстояния.

Подсказки по работе схемы

Чтобы четко понять, как сконструировать большой цифровой светодиодный дисплей, важно знать, как работает схема в деталях.

Глядя на схему, можно заметить, что весь дисплей разделен на 7 светодиодных полосок.

Каждая серия содержит группу из 4 светодиодов. Если мы разделим входные 12 вольт на 4, мы обнаружим, что каждый светодиод получает 3 вольта, достаточных для того, чтобы они ярко светились.

Резисторы гарантируют, что ток, подаваемый на светодиоды, ограничен, чтобы они могли работать долго.

Теперь, просто соединив эти светодиоды параллельно, мы можем выровнять их по разным формам, чтобы создать огромное количество различных буквенно-цифровых дисплеев.

Читатели теперь должны легко понять, как рассчитать светодиоды в разных режимах.

Просто нужно сначала подключить светодиоды последовательно, а затем соединить их параллельно и подать напряжение на их общие положительные и отрицательные стороны.

Предыдущая статья: Простая светодиодная ламповая схема Далее: Сделайте схему светодиодного индикатора переменного напряжения

Последовательное соединение светодиодных лент

Кажущееся, на первый взгляд, простым подключение светодиодной ленты на 12 вольт к блоку питания (БП), на самом деле таковым не является. Чтобы собранная осветительная система была надёжной и долговечной, необходимо заранее учесть все нюансы, определить подходящий для себя способ монтажа и подключения и только после этого приступать к выполнению работ.

Подключение светодиодной ленты напрямую к сети 220 В без блока питания

Подавляющая часть имеющихся в продаже светодиодных лент рассчитана на подключение к блоку питания постоянного тока напряжением 12 В. Реже встречаются светодиодные ленты с питанием 5 вольт либо 24 вольт и выше. Включать такие осветительные приборы напрямую в сеть переменного тока 220 В нельзя – не пройдёт и секунды, как все SMD светоизлучающие диоды и резисторы попросту перегорят.

Тем не менее существует один рабочий способ, позволяющий запитать низковольтную светодиодную ленту от сети 220 В. Для его реализации ленту на 12 В любого типа и цвета свечения разрезают на 24 равных отрезка. Затем их необходимо соединить между собой последовательно. Для этого с помощью короткого провода соединяют минусовой контакт первого отрезка с плюсовым контактом второго отрезка. Далее припаивают провод к минусу второго и плюсу третьего отрезка и так далее. В результате, вместо параллельного соединения, получится цепочка из последовательно включённых отрезков светодиодной ленты, способная выдержать напряжение 288 вольт. Для подключения получившейся конструкции к сети 220 В придётся выпрямить и сгладить напряжение с помощью диодного моста VD1 (Uобр=600 В, Iпр=10 А) и полярного конденсатора C1 на 10 мкФ – 400 В, на выходе которого получится примерно 280 В.

Несмотря на то что данная схема вполне работоспособна, у неё есть ряд недостатков:

  • на каждом из отрезков в местах пайки присутствует опасное для жизни высокое напряжение;
  • конструкция имеет низкую надёжность из-за огромного количества соединений;
  • низкая эргономичность готового изделия.

Чтобы не заниматься самостоятельной переделкой светодиодной ленты с 12 на 220 вольт, можно купить готовую ленту промышленного производства, рассчитанную на прямое подключение к однофазной бытовой сети переменного тока. Её конструктивное отличие состоит в том, что SMD светодиоды соединены последовательно в группы не по 3 шт., а по 60 шт., а диодный мост входит в комплект поставки. Подробную информацию о таких LED-лентах, линейках и модулях можно найти в отдельной статье о светодиодных лентах на 220 вольт.

Использование бестрансформаторной схемы

Желание сэкономить на покупке качественного источника питания для светодиодной ленты подталкивает некоторых радиолюбителей к использованию бестрансформаторного блока питания (БТБП). Простая схемотехника, недорогие компоненты и возможность быстрого изготовления своими руками – вот основные преимущества БТБП. Действительно их можно встретить фактически во всей электронной китайской продукции, работающей от сети 220 В (настенные часы, люстры с ПДУ, реле напряжения и т.д.) Но на самом деле схемы питания, в которых нет трансформатора, имеют два существенных недостатка:

  1. Отсутствие гальванической развязки, в результате чего потенциал высокого напряжения присутствует на всех участках электрической цепи. Другими словами, прикосновение к оголённым проводникам опасно для жизни и может вызвать сильный удар током.
  2. Низкая надёжность. Со временем конденсатор теряет ёмкость, напряжение на выходе снижается, и устройство перестаёт работать. Если же случится пробой конденсатора, то подключенная светодиодная лента полностью перегорит.

Простейший классический вариант бестрансформаторного блока питания показан на рисунке выше. Его главный элемент – гасящий конденсатор (С1), который снижает сетевое напряжение до нужного значения. Затем оно проходит через выпрямитель – диодный мост (VD1), стабилитрон (VD2) и сглаживающий фильтр (С2). Расчёт ёмкости гасящего конденсатора производят, исходя из заданного напряжения и тока в нагрузке. Ввиду перечисленных выше недостатков подключать светодиодную ленту через такой блок питания не рекомендуется.

Активное применение БТБП в китайской электронике обусловлено исключительно экономией средств.

Схема подключения светодиодной ленты через блок питания

Чтобы 12 вольтовая светодиодная лента стабильно работала на протяжении долгих лет, её необходимо подключать от импульсного блока питания с напряжением на выходе 12 В. Это самый правильный вариант — импульсные источник питания имеют малый вес и компактные размеры, высокий КПД и коэффициент стабилизации, а также безопасны в эксплуатации. К недостаткам можно причислить генерацию импульсных помех, отдаваемых обратно в сеть и сложность схемы, для ремонта которой нужны специальные навыки.

Принять правильное решение в пользу того или иного источника питания поможет статья о выборе блока питания для светодиодной ленты.

До 5 метров

Очень часто рядовых пользователей интересует вопрос о том, как подключить светодиодную ленту длиной до 5 метров? Тут все очень просто. Достаточно воспользоваться приведенной ниже схемой. Процедуру подключения выполняют в следующей последовательности:

  • с помощью коннектора или путём пайки к одному из концов ленты подключают 2 питающих провода сечением 1-1,5 мм 2 ;
  • свободные концы этих проводов зажимают в соответствующих клеммах блока питания (+V, -V), соблюдая полярность;
  • к клеммам L и N (220V AC) подключают сетевой провод.

Аналогичным образом выполняют параллельное подключение нескольких отрезков к одному блоку питания. Главное, чтобы мощность БП была больше суммарной мощности подключаемой светодиодной ленты минимум на 30%.

Чтобы яркость светодиодов была равномерной по всей длине LED-ленты, к отрезкам длиною больше 4 метров рекомендуется подводить провода с обоих концов. Это связано с падением напряжения на токоведущих печатных проводниках (дорожках), в результате чего к самым дальним светодиодам поступает напряжение меньше 12 В и их яркость падает. Плюс этого способа – равномерное свечение, а минус – затраты на дополнительные провода.

Свыше 5 метров

То, что длина светодиодной ленты в бобине ограничена 5 метрами – это не случайность, а вынужденная технологическая мера. Дело в том, что токопроводящие дорожки, приклеенные вдоль ленты, очень тонкие, узкие, и рассчитаны на подключение определённого количества светодиодов. Именно по этой причине нельзя подключать последовательно 2 отрезка общей длиной более 5 метров. Чтобы избежать токовых перегрузок, подключение светодиодных лент длиною 10, 15 и даже 20 метров следует выполнять по одной из приведенных схем ниже. Первый вариант предполагает использование одного блока питания большой мощности, способного обеспечить в нагрузке ток до 20 А. Для равномерного свечения светодиодов напряжение питания на каждый из 5 метровых отрезков подаётся с обеих сторон. Во втором варианте каждый отрезок запитан от отдельного источника 12В. Реализовать данную схему немного сложнее, так как потребуется еще один блок питания и больше соединительных проводов. На третьей схеме кроме двух источников постоянного напряжения на 12 В в цепь добавлены диммер и одноканальный усилитель сигнала. Диммер служит для регулировки яркости светового потока. Задача усилителя сигнала – в точности продублировать сигнал с диммера для тех светодиодных лент, которые запитаны от второго БП.

Рассмотренные способы включений LED-лент являются типовыми, но их вариации могут использоваться для разработки более сложных схем с целью реализации определенных задач или удовлетворения требований заказчика.

Подключение RGB или RGBW LED-лент

Правила и особенности подключения, о которых было сказано выше, необходимо соблюдать и при монтаже мультицветных аналогов. Однако функциональные схемы с RGB и RGBW лентами будут выглядеть немного сложнее из-за появления контроллера и дополнительных проводов. RGB/RGBW контроллер значительно расширяет возможности осветительной системы за счёт диммирования отдельных цветов, создания световых эффектов и управления с пульта дистанционного управления (ПДУ). RGB/RGBW контроллер предназначен для подключения мультицветных лент с отдельно расположенными белыми светодиодами, что позволяет использовать такую систему не только, как дополнительный, но и как основной источник света в помещении.

Для удобства читателей все основные схемы, правила монтажа, примеры и нюансы включения мультицветных лент собраны в отдельной статье о схемах подключения светодиодных RGB и RGBW-лент.

Подключение через выключатель

Разумеется, любой осветительный прибор должен подсоединяться к электросети через выключатель. Причём светодиодные ленты, управляемые с пульта, не должны быть исключением. Но на каком участке схемы должен находиться выключатель, чтобы эксплуатация всей осветительной системы была безопасной? В этом вопросе только один правильный ответ: в самом начале схемы, разрывая фазу в цепи переменного тока. Если выключатель установить в цепи постоянного тока, то блок питания будет всегда оставаться под напряжением. Это плохо по двум причинам. Во-первых, радиодетали имеют рабочий ресурс, который будет исчерпан значительно раньше. Во-вторых, блоку питания придётся круглосуточно противостоять импульсным сетевым помехам и скачкам напряжения, которые только ускорят его износ.

Несколько важных моментов

Руководствуясь описанными рекомендациями, несложно будет разработать схему для реализации подсветки или полноценного освещения, рассчитать длину проводов и определить оптимальное место размещения каждого функционального блока. Но прежде чем приступить к выполнению работ следует помнить о правилах техники безопасности:

  • работы по подключению и монтажу выполнять только на отключенном оборудовании;
  • перед первым включением дополнительно проверить надёжность всех контактов и правильность собранной схемы.

Также рекомендуется заранее приобрести некоторые расходные материалы:

  • термоусадочную трубку для изоляции спаянных участков проводов;
  • наконечники для проводов;
  • коннекторы для последовательного соединения двух участков лент;
  • алюминиевый профиль, чтобы не допустить перегрев светоизлучающих диодов.

В статье были определены все основные моменты, касающиеся подключения светодиодных лент на 12 В как с блоком, там и без блока питания. К сожалению, рассмотреть все схемы невозможно, ввиду многообразия их вариаций. К тому же постоянное совершенствование светодиодной продукции способствует появлению новых схемных решений, которые могут вызывать у рядовых пользователей вопросы с подключением и проведением расчётов.

Если у Вас возникли сложности с подключением – задайте вопрос в комментариях ниже, наши технические специалисты обязательно помогут.

Светодиодные ленты – отличное решение для дизайна, однако при их прокладке нужно соблюдать некоторые правила. Например, надо знать, как соединять ленты между собой, если требуется чередование одноцветных и цветных или же длины ленты недостаточно для оформления участка интерьера, и ее нужно увеличить.

Краткое содержимое статьи:

Способы соединения диодных лент

Есть два наиболее популярных способа соединения диодных лент:

  • при помощи специальных коннекторов;
  • путем пайки.

Первый способ – соединение ленты коннектором — более дорогостоящий в силу того, что детали для соединения могут обойтись дороже, чем сами ленты. При этом он достаточно простой в исполнении.

Коннекторы бывают прямые – для стыковки отрезков лент на участках без рельефа, и угловые – для соединения диодов в местах, где основа делает крутой поворот, и загиб ленты может спровоцировать залом токопроводящей жилы.

Второй способ дешевле в исполнении, но требует наличия у исполнителя навыков пайки и некоторого времени.

Использование коннекторов

Чтобы соединять светодиодные ленты без пайки, удобно использовать коннекторы, однако нужно учесть некоторые моменты:

Чем меньше соединений – тем лучше, безопаснее и надежнее.

Не следует соединять между собой длинные отрезки, в идеале длина одного цельного полотна при последовательном соединении не должна превышать 5 метров – все дело в увеличении силы тока (более 1А на метр ленты), а значит – и нагрузки на электросети, при этом сечение токопроводящей жилы рассчитано на работу одной пятиметровой бухты.

Перед работой необходимо убедиться, что черный провод – это действительно «земля», то есть «минусовой», так как известны случаи, когда полярность, указанная на ленте, не совпадала с действительной.

Разрезать ленты можно только по разметке, на отрезки с количеством диодов, кратным трем, разметка представляет собой поперечную линию черного либо белого цвета, иногда присутствует изображение ножниц.

Здравствуйте.
Прошу высказать свои соображения по следующей ситуации.

Хочу по периметру комнаты провести 10 метров светодиодной ленты SMD 5050 (60 диодов на метр) 14.4 Ватт
Выбрал БП питания на 200 Ватт (с запасом) 12В и диммер на 240 Ватт.

Но вот незадача. Вопреки требованиям, я не хочу подключать два пятиметровых отрезка параллельно по объективным причинам.

В процессе обсуждения с консультантом в магазине, тот предположил в теории такой выход:
два отрезка ленты подключить последовательно, но использовать 24В блок питания.
Обоснование было такое:
потребляемый одним светодиодом (обычно используемым в современных лентах) ток 0.02А
14.4 Ватта на 10 метров = 144 Ватт
12В – это получаем 12А (144/12=12А)
24В – это получаем 6А (144/24=6А) – а это уже не такая большая величина, т. е. потребление будет 6А на 10 метров и лента на конце второго отрезка не «просядет» в яркости.

Согласны ли вы с таким обоснованием или при последовательном соединении двух 5 метровых светодиодных лент потеря яркости будет и на 12В и 24Вольтовой цепи?

Подключение светодиодов последовательно и параллельно

Существует два способа подключения светодиодов: последовательно и параллельно. В большинстве случаев, если у вас есть драйвер постоянного тока, вы захотите подключить их последовательно. Если вы используете драйвер постоянного напряжения, скорее всего, вы будете подключать его параллельно. Возможно, вам даже придется объединить оба метода, чтобы получить определенное напряжение или ток для соответствия конкретному драйверу (см. мой пост о сопоставлении COB с драйверами для получения дополнительной информации об этом). Эта информация применима ко всем типам светодиодов, будь то COB, платы, полосы или что-то еще.

Подключение светодиодов серии

Проводка серии

чаще всего используется с драйверами постоянного тока. При последовательном соединении вы добавляете прямое напряжение каждого светодиода в цепи, но ток, подаваемый на каждый светодиод, остается прежним. Если у вас есть 3 светодиода COB, каждый с прямым напряжением 36 В при заданном токе, при их последовательном подключении общее падение напряжения в цепи становится равным 108 В. Если, например, ваш светодиодный драйвер выдает ток 1400 мА в диапазоне напряжений 100–150 В, то до тех пор, пока общее падение напряжения в вашей цепи находится в диапазоне 100–150 В (наша схема на 108 В будет работать), тогда все 3 из этих COB получат полные 1400 мА.

Вот как выглядят 3 COB, соединенных последовательно:

Если приглядеться, то видно, что у каждого COB есть 2 контакта; один имеет знак «+», указывающий, что это положительная сторона, а другой не отмечен, что является отрицательным. Для последовательного подключения:

  • Возьмите один из выводов вашего светодиодного драйвера (не имеет значения, какая полярность) и подключите его к соответствующему входу вашего первого COB (например, положительный вывод к положительному входу ИЛИ отрицательный к отрицательному входу).
  • Возьмите другой провод драйвера светодиода и подключите его к соответствующему входу на последнем COB в цепочке.
    • В приведенном выше примере 2 белых провода — это выводы драйвера светодиода. Я подключил положительный вывод драйвера к положительному входу левого COB, а отрицательный вывод драйвера подключил к отрицательному входу правого COB.
  • Теперь все, что вам нужно сделать, это соединить первый светодиод в цепочке с последним светодиодом в цепочке, соединив положительные и отрицательные клеммы каждого светодиода между ними.Если вы начали с подключения положительной стороны драйвера светодиода к первому COB, как я, то вы соедините отрицательную сторону первого COB с положительной стороной второго COB. Кажется нелогичным подключать минус к плюсу, но именно так работает последовательное подключение. Как только это будет завершено, продолжайте подключать минус одного COB к плюсу следующего, пока не дойдете до конца линии, где подключен другой провод драйвера светодиода.

    Последовательная цепь.COB соединены между собой проводкой плюсов к минусам.

Параллельное подключение светодиодов

Параллельное подключение чаще всего используется при работе с драйверами постоянного напряжения. В настоящее время многие люди используют драйверы постоянного напряжения и подключают свои COB параллельно, поскольку драйверы обычно дешевле, и людям удобнее работать с низкими напряжениями, такими как 36 В, в отличие от высоковольтных последовательных цепей, которые могут быть 200 В +. Одним из недостатков является тот факт, что параллельное подключение COB делает их уязвимыми к тепловому разгону.

Термический разгон относится к процессу, который происходит, когда COB нагревается, заставляя его потреблять больше тока, который нагревает его еще больше, потребляя еще больше тока, и этот цикл продолжается до тех пор, пока он не разрушится. Если вы не реализуете что-то вроде резистора для ограничения максимального тока, ничто не помешает COB потреблять столько тока, сколько обеспечит драйвер, если COB перейдет в тепловой разгон или выходное напряжение драйвера возрастет. При этом, в моих собственных тестах, уровни тока всегда стабилизировались при разумных токах возбуждения, и я видел только тепловой разгон при очень высоких токах, при которых никто не собирается работать (3+ ампера на COB!).

Теперь при параллельном подключении прямые напряжения каждого светодиода больше не складываются, как при последовательном подключении. Если ваш драйвер выдает 36 В, то каждый отдельный COB, который вы подключили к нему параллельно, будет иметь те же 36 В. Вместо этого ток распределяется между светодиодами в параллельной цепи.

Например, в паспорте вашего COB может быть указано, что при подаче 36 В каждый из ваших COB потребляет около 2400 мА тока. Таким образом, если у вас есть 2 таких COB в системе постоянного напряжения 36 В, ваш драйвер должен иметь возможность обеспечивать по крайней мере 4.8А тока. Если он может сделать больше, это нормально — COB будут тянуть только то, что диктует их конкретная уникальная кривая напряжения и тока, в зависимости от того, при каком напряжении вы их используете. Каждый из них может потреблять 2400 мА при подаче на них 36 В, но подскакивать до 2700 мА каждый при подаче на них 36,5 В.

Вы также можете подключить COB параллельно к драйверу постоянного тока. Когда вы подключаете параллельно драйвер постоянного тока, вам не нужно беспокоиться о том, что COB потребляют больше тока, чем рассчитан драйвер, но ток не обязательно будет равномерно распределен между COB.Вы можете иметь 2 идентичных COB параллельно на драйвере постоянного тока 700 мА, и один COB может потреблять 500 мА, а другой — только 200 мА из-за небольших различий в составе светодиодов в каждом COB. См. мой пост о постоянном токе и постоянном напряжении для более подробного изучения этого вопроса.

Для параллельного подключения:

  • Вместо того, чтобы создавать длинную единую цепочку COB, вы просто соединяете все положительные стороны вместе, а все отрицательные стороны вместе.
  • На рисунке выше я подключил положительный и отрицательный выводы драйвера к первому COB слева, а затем подключил их с соответствующей полярностью к последнему COB.
  • Ниже представлена ​​схема параллельной цепи COB. Я не буду заниматься графическим дизайном в ближайшее время.

Параллельная цепь. COB соединены между собой проводкой всех плюсов к плюсам, а минусов к минусам.

Объединение последовательной и параллельной проводки

Могут быть случаи, когда вам нужно объединить последовательное и параллельное соединение, чтобы правильно согласовать определенное количество светодиодов с драйвером.Как правило, лучше просто добавить больше драйверов, чтобы все было просто и последовательно, но при необходимости вы можете поколдовать, чтобы заставить то, что у вас есть, работать.

Если, например, я хотел запустить 8x CXB3590 (36 В) на моем драйвере, рассчитанном на 1400 мА в диапазоне напряжений от 71 В до 143 В, я не мог подключить их последовательно. Соединение всех 8 последовательно даст мне общее напряжение 288 В, что выходит за пределы допустимого диапазона. Что я мог бы сделать, так это соединить 2 цепочки из 4 последовательно соединенных COB параллельно.Каждая цепочка будет иметь напряжение ~ 144 В (немного меньше из-за низкого тока) и будет потреблять 1400 мА тока. Если бы эти две цепочки были затем соединены параллельно, напряжение 144 В осталось бы тем же, но ток 1400 мА был бы разделен между ними, что дало бы каждому COB в каждой цепочке 700 мА. Посмотрите мое жалкое изображение схемы этого типа ниже:

Вот и все основы разводки светодиодов. Как всегда, если у вас есть какие-либо вопросы или комментарии, пожалуйста, поделитесь ими!

Родственные

Подключение светодиодных лент «Последовательно» и «Параллельно»

Вы решили использовать светодиодные ленты для своего следующего проекта, или вы даже можете быть в той точке, когда вы готовы все подключить.Если у вас есть несколько светодиодных лент, и вы пытаетесь подключить их к одному источнику питания, вам может быть интересно: должны ли они быть подключены последовательно или параллельно?

Светодиодные ленты имеют маркировку, показывающую, какой стороной подключать положительный, а какой отрицательный (заземляющий) провод, поэтому достаточно просто подключить один светодиодный сегмент к соответствующим проводам питания такого же цвета. Если у вас есть две или более секций светодиодной ленты, и вам интересно, как их соединить вместе, читайте дальше, чтобы узнать больше о том, как подключать светодиодные ленты последовательно или параллельно!

Предупреждение: термины «последовательный» и «параллельный» технически неверны с точки зрения электроники! Мы используем эти термины в этой статье для простоты, но ставим их в кавычки для точности.Пожалуйста, прочитайте конец статьи для всестороннего объяснения.

Как соединить светодиодные ленты «последовательно»

Идея соединения двух секций светодиодной ленты «последовательно», вероятно, является наиболее логичным и простым методом. Вы можете думать об этом как о простом соединении одного конца светодиодной ленты со следующей секцией светодиодной ленты. Если вам просто нужно соединить небольшое расстояние, вам могут пригодиться некоторые разъемы без пайки, или вы даже можете соединить большее расстояние с помощью медных проводов, обрезанных до нужной вам длины.Для более длинных пробегов вам нужно следить за падением напряжения, но в противном случае все, что вам действительно нужно сделать, это создать электрическое соединение между положительными и отрицательными медными контактными площадками от одной секции светодиодной ленты к другой


Это быстрый и простой метод, поскольку он не требует создания еще одного отдельного провода для подключения к источнику питания. Вы просто позволяете «прыгать» между двумя секциями светодиодной ленты.

Недостатком является то, что это создает потенциал для дополнительного падения напряжения, что приводит к уменьшению светоотдачи среди светодиодов, наиболее удаленных от источника питания.Причина в том, что последовательное соединение светодиодных лент обеспечивает только один путь прохождения электрического тока. Весь электрический ток для всей установки светодиодной ленты должен проходить через первые несколько дюймов участка светодиодной ленты, что может выступать в качестве узкого места для протекания тока, уменьшая количество напряжения и тока, которые достигают более дальних участков светодиодной ленты. .

Как соединить светодиодные ленты «параллельно»

Альтернативой соединению нескольких секций светодиодной ленты является их «параллельное соединение».Этот метод предполагает создание независимых цепочек секций светодиодной ленты, каждая из которых подключается непосредственно к источнику питания.


Как вы можете видеть на диаграмме, это уменьшает количество тока, которое должно пройти через любую данную секцию светодиодной ленты, потому что они подключены непосредственно к источнику питания. Это может значительно помочь в снижении вероятности падения напряжения.

Основным недостатком этого подхода является то, что потребуется немного больше работы с проводкой. Основная проблема заключается в том, что большинство блоков питания будут иметь только по одному положительному и отрицательному выходным проводам, поэтому для подключения их к более чем одной секции светодиодной ленты потребуется разделить этот выход на несколько проводов.Для этой цели доступны специальные клеммные колодки с разветвителями проводов.

Еще одна сложность заключается в том, что некоторые участки светодиодной ленты могут располагаться далеко от источника питания. В этих случаях вы можете столкнуться не только с дополнительными расходами на длинные провода, но и с тем, что они должны быть достаточного сечения. В противном случае вы можете получить падение напряжения в проводах еще до того, как дойдете до участка светодиодной ленты.

Почему термины «последовательный» и «параллельный» технически неверны

Многие клиенты используют слово «последовательный» для описания соединения нескольких секций светодиодных лент встык или последовательного соединения.Некоторые из наших более наблюдательных читателей, однако, могли заметить, что мы взяли слово «серия» в кавычки. Причина в том, что с технической точки зрения термин «серия» неверен применительно к этой конфигурации.

Почему это неправильно и почему это важно? Это связано с тем, как спроектированы светодиодные ленты, и с соответствующими принципами электроники. Светодиодные ленты длинные и идут последовательно (в нетехническом смысле, как «одна за другой»), но на самом деле они состоят из множества параллельных ветвей, состоящих из 3-х светодиодов в каждой для светодиодных лент на 12В. (или по 6 светодиодов в светодиодной ленте 24В).

Другими словами, 3 светодиода соединены последовательно, но группы из 3 светодиодов соединены друг с другом параллельно. Именно это позволяет нам просто разрезать светодиодную ленту с интервалом в 3 светодиода. Если вы разрезаете светодиодную ленту, вы просто уменьшаете количество ветвей, соединенных параллельно. Когда вы подключаете светодиодную ленту в сквозной конфигурации (гирляндной цепи), вы просто добавляете дополнительные параллельные ветви.

Мы считаем, что это важно уточнить, потому что правильное последовательное электрическое соединение изменит требуемое входное напряжение.Однако, когда люди говорят о последовательном подключении светодиодных лент, они почти всегда соединяют секции светодиодных лент встык. При таком подключении входное напряжение светодиодной ленты остается неизменным. Другими словами, вы можете использовать источник питания 12 В для питания 4-футовой секции 12-вольтовых светодиодных лент с другой 3-футовой секцией 12-вольтовых светодиодных лент, соединенных в цепочку.

Другие сообщения



Выбор между 2700K и 3000K

При поиске светодиодных осветительных приборов для дома и жилых помещений вы часто будете сталкиваться с выбором c… Подробнее


Насколько сильно нагреваются светодиодные ленты? Это нормально?

Вы можете часто видеть, как светодиодные технологии рекламируются за более низкую теплоотдачу и более высокую эффективность. Итак, вы можете быть удивлены, увидев … Подробнее


Почему эти лампочки нельзя отправить в Калифорнию? Обзор раздела 20

Калифорнийской энергетической комиссии Штат Калифорния исторически был лидером в продвижении энергоэффективности на политическом уровне, часто требуя производства… Подробнее


Требуют ли светодиодные ленты включения в список UL?

Если вы работали с электроникой и освещением, вы, несомненно, встречали знакомую маркировку UL. Как продукт низкого напряжения, как… Подробнее


Назад к блогу Waveform Lighting

Просмотрите нашу коллекцию статей, инструкций и руководств по различным применениям освещения, а также подробные статьи по науке о цвете.


Обзор продуктов освещения Waveform


Светодиодные лампы серии А

Наши лампы A19 и A21 подходят для стандартных светильников и идеально подходят для напольных и настольных светильников.

Светодиодные лампы-канделябры

Наши светодиодные лампы-канделябры обеспечивают мягкий и теплый свет в декоративном стиле, который подходит для светильников E12.

Светодиодные лампы BR30

Лампы

BR30 — это потолочные светильники, которые подходят для жилых и коммерческих светильников с 4-дюймовыми или более широкими отверстиями.

Светодиодные лампы T8

Непосредственно замените 4-футовые люминесцентные лампы нашими светодиодными трубчатыми лампами T8, совместимыми как с балластами, так и без них.

Светильники LED-Ready T8

Трубчатые светодиодные светильники

предварительно смонтированы и совместимы с нашими светодиодными лампами T8.

Светодиодные линейные светильники

Линейные светильники длиной 2 и 4 фута. Подключается к стандартным настенным розеткам и крепится с помощью винтов или магнитов.

Светодиодные светильники для магазинов

Светильники накладные с подвесными цепями. Включается в стандартные настенные розетки.

Светодиодные лампы УФ-А

Мы предлагаем светодиодные лампы с длиной волны 365 нм и 395 нм для флуоресцентных и полимеризационных применений.

Светодиодные УФ-лампы

Мы предлагаем светодиодные лампы UV-C с длиной волны 270 нм для бактерицидного применения.

Светодиодные модули и аксессуары

Светодиодные печатные платы, панели и другие форм-факторы для различных промышленных и научных приложений.

Светодиодные ленты

Яркие светодиодные излучатели, установленные на гибкой печатной плате.Может быть отрезан по длине и установлен в различных местах.

Диммеры для светодиодных лент

Диммеры и контроллеры для регулировки яркости и цвета светодиодной ленты.

Источники питания для светодиодных лент

Блоки питания для преобразования линейного напряжения в низковольтный постоянный ток, необходимые для систем светодиодных лент.

Алюминиевые каналы

Швеллеры из экструдированного алюминия для монтажа светодиодных лент.

Соединители для светодиодных лент

Непаянные соединители, провода и адаптеры для соединения компонентов системы светодиодных лент.

параллельных светодиодов — проблема

Рисунок 1. Параллельные светодиоды — обычно плохая идея.

Многие новички спрашивают, почему светодиоды нельзя соединить параллельно, чтобы использовать общий токоограничивающий резистор, как показано на рисунке 1. Да, они могут, но, как правило, параллельное подключение светодиодов напрямую не является хорошей идеей.

Чтобы понять, почему нам нужно посмотреть на светодиод IV.

Рис. 2. IV-кривые для красного, оранжевого и зеленого при параллельном включении и ток через каждый из них.

 

В этом примере сначала рассмотрим случай параллельного подключения красного, оранжевого и зеленого светодиодов. Если бы значение R1, выбранное на рисунке 1, должно было привести к общему напряжению 2,0 В, приложенному к каждому из трех светодиодов, мы могли бы рассчитать ожидаемый ток через каждый, используя рисунок 2.

  • Зеленый светодиод имеет самый высокий \(V_F\) из трех, и при 2 В он будет проходить около 12 мА.При таком токе будет достаточно ярко.
  • Оранжевый светодиод имеет более низкое значение \(V_F\) и пропускает около 27 мА. Он будет очень ярким при таком токе и будет близок к максимальному непрерывному номинальному значению для типичного 3- или 5-мм светодиода. Типичные технические характеристики см. в номинале тока светодиода .
  • Красный светодиод имеет самое низкое значение \(V_F\) и пропускает около 44 мА. Это выше номинального значения 30 мА, указанного в техническом описании в статье выше. Светодиод будет хорошим и ярким – до поры до времени!
Рисунок 3.Для нескольких светодиодов одного цвета ситуация немного лучше, но все же не идеальна.

Даже если все светодиоды одного цвета, мы можем ожидать некоторые различия в прямом токе от светодиода к светодиоду. Разницу можно уменьшить, используя светодиоды из одной и той же производственной партии, но даже производители не полагаются на это и используют «биннинг» для сортировки светодиодов в согласованные партии для чувствительных приложений.

Рисунок 4. Последовательное соединение, при соответствующем напряжении питания, обеспечивает одинаковый ток через каждый светодиод.

Рисунок 5. Для низковольтных приложений один резистор на светодиод предотвращает зависание тока светодиодом с наименьшим [латексным]V_F[/латексным]. один и тот же ток питает все светодиоды в цепочке или, для низковольтных приложений, можно использовать токоограничивающий резистор для каждого светодиода.

 

 

Режимы отказа светодиодов

— Forge Europa

Светодиодное освещение

невероятно прочное и надежное.Однако производительность светодиодов может снизиться и даже выйти из строя, если светодиодный модуль используется неправильно: он перегружен или среда приложения слишком горячая, а устройство не предназначено для использования по назначению. Вот обзор основных причин электрического перенапряжения.

Горячее подключение светодиода

Что это значит?
«Горячее подключение» означает подключение цепи, состоящей из одного или нескольких голых светодиодов, к драйверу светодиодов или источнику питания светодиодов, который уже включен или «под напряжением».

Какой ущерб это может причинить?
Горячее подключение может привести к короткому, но потенциально опасному импульсу электрической энергии, который передается от работающего драйвера светодиодов или источника питания светодиодов на светодиоды. Это, в свою очередь, может привести либо к немедленному повреждению светодиодов с точки зрения обрыва цепи или короткого замыкания, либо к скрытому повреждению, которое приводит к аналогичному отказу светодиодов через потенциально длительный период времени (возможно, до многих месяцев).

Этот вид повреждения светодиодов часто классифицируется как электрическое перенапряжение (EOS).

На что следует обращать внимание в случае возврата устройства?
Мощные светодиоды, которые вышли из строя из-за Hot Connect EOS, часто не имеют видимых невооруженным глазом признаков повреждения, но часто являются электрическими короткими замыканиями. Следовательно, они не излучают свет или излучают очень мало света, и если они соединены в последовательную цепочку, оставшиеся/неповрежденные светодиоды продолжают гореть.

Прямое подключение к сети или использование неподходящего драйвера светодиодов

Что это значит?
Светодиоды должны питаться от источника постоянного тока, ограничивающего ток, протекающий через них.Это отличается от ламп накаливания, которые будут работать от переменного или постоянного тока и которые, как правило, не требуют отдельного ограничения тока, или люминесцентных ламп, которые работают только от переменного тока, но требуют ограничения тока (например, балласта или механизма управления).

Какой ущерб это может причинить?
Если светодиоды подключены напрямую к электросети 230 В переменного тока в Великобритании без какого-либо ограничивающего ток драйвера светодиодов или блока питания светодиодов, они, скорее всего, сразу же и катастрофически выйдут из строя с размыканием цепи, что может привести к взрывному разрушению в процессе.
Если светодиоды запитываются от драйвера светодиодов или блока питания светодиодов, который подает неправильный ток и/или неправильное напряжение, возможны несколько результатов. Если ток и/или напряжение слишком низкие, светодиоды будут слишком тусклыми или вообще не загорятся. Если ток и / или напряжение слишком высоки, светодиоды могут либо преждевременно устареть (в случае незначительного перегрузки), либо катастрофически выйти из строя (в случае серьезного перегрузки), при этом возможны все промежуточные сценарии.

На что следует обращать внимание в случае возврата устройства?
Светодиоды, вышедшие из строя из-за прямого подключения к сети, как правило, имеют серьезные физические повреждения, включая поломки и следы ожогов.Однако повреждение, вызванное неправильным током и/или напряжением привода, может проявляться по-разному: от тускло горящих, но нормально выглядящих светодиодов до серьезных физических повреждений.

Установка в слишком жаркой среде

Что мы имеем в виду?
Светодиоды не всегда излучают одинаковое количество света одного и того же цвета! Количество света уменьшается экспоненциально, а цвет белых светодиодов имеет тенденцию становиться более голубым — как в зависимости от времени, так и от температуры.Чем жарче окружающая среда, тем короче срок службы светодиода.

Какой ущерб это может причинить?
Светодиоды, установленные в слишком жаркой среде, будут излучать меньше света, чем предполагалось, и ухудшаться быстрее, чем предполагалось, как с точки зрения снижения светоотдачи, так и изменения цвета. В крайних случаях возможно физическое повреждение.

На что следует обращать внимание в случае возврата устройства?
Незначительный перегрев светодиода, приводящий к преждевременному ухудшению светоотдачи/цвета, может не иметь физических признаков, кроме снижения яркости и изменения цвета.Однако сильный перегрев может привести к видимому изменению цвета и физическому тепловому повреждению светодиода и окружающих компонентов.

Неправильная полярность подключения

Что мы имеем в виду?
Светодиоды электрически поляризованы и будут работать правильно только тогда, когда их положительный вывод (также известный как анод) подключен к положительному выводу питания, а их отрицательный вывод (также известный как катод) подключен к отрицательному выводу питания.Необходимо строго соблюдать полярность подключения светодиодов!

Какой ущерб это может причинить?
Если светодиоды обратно подключены к источнику питания с достаточно низким напряжением, возможно, что они просто не будут проводить ток, не излучать свет и не пострадают. В таких случаях коррекция полярности приведет к правильной работе светодиода без побочных эффектов. Однако, если напряжение питания достаточно высокое, может быть нанесен немедленный и катастрофический ущерб, приводящий к отсутствию излучения света и, как правило, отказу в результате обрыва цепи.

На что следует обращать внимание в случае возврата устройства?
Неправильная полярность подключения, вызвавшая отказ светодиода, обычно приводит к отсутствию светового излучения и разомкнутой цепи светодиодов. Это может привести к различным сигнатурам: от отсутствия невооруженным глазом/видимых признаков повреждения до физического повреждения, включая признаки ожога/перегрева.
Мы всегда учитываем эффективное управление температурным режимом, оптическую и электрическую конструкцию и можем обсудить варианты добавления цепей защиты для защиты от неправильного использования или «горячего подключения».

Вернуться к архиву

Соединение нескольких светодиодов вместе

1. Последовательное соединение

Последовательное соединение светодиодов является обычным способом, например, для увеличения освещенности. В последовательной цепи через всех потребителей протекает один и тот же ток. Поэтому имеет смысл, если все светодиоды, соединенные последовательно, имеют одинаковый цвет или, что еще лучше, одного типа с одинаковыми характеристиками.

При достаточно высоком напряжении питания можно соединить несколько светодиодов последовательно.Тогда достаточно одного резистора или регулятора тока. При расчете последовательного сопротивления необходимо учитывать количество светодиодов, так как на каждом светодиоде имеется падение напряжения U LED , которое затем суммируется.

2. Параллельное соединение

Следует избегать параллельного соединения светодиодов, поскольку характеристика U/I светодиода не линейна, а примерно экспоненциальна. Таким образом, небольшое изменение напряжения приводит к большому изменению тока.

Если два или более светодиода (с одинаковым номинальным напряжением проводимости) соединены параллельно, наибольший ток будет течь через светодиод с наименьшим напряжением проводимости.В результате этот светодиод будет ярче и, следовательно, теплее, чем другие параллельные светодиоды. Проводящее напряжение уменьшается с повышением температуры, в результате чего эффект усиливается и ток увеличивается дальше вплоть до разрушения.

Поскольку светодиоды, изготовленные из разных полупроводниковых материалов, т. е. разного цвета, имеют разное напряжение проводимости, параллельное соединение светодиодов разных цветов не допускается. Существует разница даже в токопроводящем напряжении светодиодов одного цвета и одной производственной серии.При параллельном подключении светодиодов для каждого светодиода следует использовать последовательный резистор/регулятор тока.

3. Светодиодный контроллер для пиксельных светодиодов

Так называемая пиксельная система представляет собой интеллектуальный метод управления светодиодами для нескольких светодиодов. «Пиксельные» светодиоды — это светодиоды с интегральной схемой (ИС). В светодиодной матрице или светодиодной ленте несколько светодиодов не включаются последовательно последовательно; вместо этого каждый светодиод может получать отдельные сигналы через шину связи. Таким образом, можно управлять каждым светодиодом индивидуально.Для этих светодиодов или светодиодных лент требуется контроллер светодиодов, который последовательно передает сигналы связи с частотой >100 кГц. Затем каждому отдельному светодиоду назначается собственный контроллер пикселей.

Как подключить светодиоды для использования с источником 12 В

Вы можете подключить максимальное количество светодиодов к источнику 12 В, подключив последовательно светодиодные цепочки к источнику параллельно. Лучше всего использовать светодиоды с одинаковыми характеристиками прямого напряжения и прямого тока. Расчеты напряжения и тока станут проще, а поведение схемы будет стабильным.При последовательном соединении светодиодов их прямое напряжение накапливается. Общий ток через последовательную цепочку равен прямому току одного светодиода. Общий прямой ток, который должен выдерживать источник, будет суммой прямых токов всех последовательно соединенных цепочек, соединенных параллельно.

Рассчитайте общее количество светодиодов, которые можно подключить к источнику.

Рассчитайте количество светодиодов в последовательной цепочке. Разделите напряжение источника на прямое напряжение одного светодиода.Для светодиода с прямым напряжением 3,3 вольт расчет будет 12 вольт/3,3 вольт = 3,6. Общее прямое напряжение последовательной цепочки должно быть меньше напряжения источника, поэтому используйте 3 светодиода. Общее прямое напряжение последовательной цепочки составит 9,9 вольт, что составляет немногим более 80 процентов от напряжения питания. Суммарный ток составит 25 миллиампер.

Рассчитайте номинал последовательного ограничительного резистора и мощность, которую резистор будет рассеивать. Чтобы рассчитать значение сопротивления, вычтите общее падение напряжения на цепочке светодиодов из напряжения питания и разделите результат на прямой ток.Предположим, что прямой ток равен 25 миллиампер. Значение последовательного резистора (12 вольт минус 9,9 вольт)/0,025 равно 84 Ом. Мощность, рассеиваемая резистором, равна (12 вольт минус 9,9 вольт), умноженная на 0,025, что равно 52 мВт. Вы можете использовать резистор 82 Ом (ближайшее стандартное значение) 1/4 Вт (250 милливатт).

Подсчитайте количество последовательных цепочек, которые можно соединить параллельно. Это будет ограничено максимальным током, который может обеспечить источник. Предположим, что источник может обеспечить ток до 500 мА.Применяя правило 80 процентов, общий потребляемый ток не должен превышать 400 миллиампер. Количество последовательных цепочек, которые можно соединить параллельно, составляет 400 мА/25 мА, что соответствует 16 последовательным цепочкам.

Рассчитайте общее количество светодиодов, умножив количество параллельных цепочек на количество светодиодов в каждой цепочке: 16 цепочек x 3 светодиода в цепочке равно 48 светодиодам.

Проволока и подключение строк серии к источнику.

Подключите положительную клемму источника питания к одному выводу последовательного ограничительного резистора.

Подсоедините другой вывод ограничительного резистора к положительному выводу (обычно самому длинному из двух проводов) первого светодиода.

Подключите отрицательный вывод первого светодиода к положительному выводу следующего светодиода в цепочке. Повторите этот шаг для остальных светодиодов в цепочке

Подсоедините отрицательный провод последнего светодиода в цепочке к отрицательной клемме источника питания.

Повторите шаги 1-4 для остальных строк серии.

Как подключить светодиоды | Принципиальная схема

Большую часть времени я получаю простые вопросы по электронной почте о создании простых схем, например, как подключить светодиоды и т. д.Поэтому я решил кратко ответить на эти вопросы, чтобы помочь начинающим студентам-электронщикам и тем, кто недавно начал заниматься электроникой.

Создание светодиодных проектов доставляет массу удовольствия и знаний в области электроники, на рынке доступно много типов и цветов светодиодов, и их использование растет день ото дня. Сейчас почти все электронные устройства используют светодиоды. Но если вы хотите использовать светодиоды каким-либо образом, лучше подключить их правильно.

Вы не можете управлять светодиодами напрямую от батарей, это мгновенно сожжет светодиоды или сократит срок их службы.Поэтому всегда полезно использовать токоограничивающий резистор в серии со светодиодами.

Выбор токоограничительного резистора не очень сложен, вы найдете множество онлайн-сайтов, на которых есть бесплатные калькуляторы резисторов для светодиодов:

хобби-час.com/electronics/ledcalc.php

ledcalc.com

ledcalculator.net

Только вам нужно добавить некоторые характеристики вашего светодиода, такие как напряжение питания, падение напряжения или прямое напряжение, номинальный ток и количество светодиодов, и это даст вам значение резистора для использования с вашими светодиодами.Может быть, вы думаете, откуда вы возьмете эти значения? это не проблема, большинство спецификаций светодиодов содержат эти значения, и очень важно использовать точные значения, указанные в спецификациях светодиодов. Но если у вас нет спецификаций, вы можете получить эти значения с помощью следующего руководства.

Напряжение питания

В поле напряжения питания калькулятора резисторов вы должны указать напряжение, которое вы хотите использовать для работы светодиодов, например, 4, 5, 6, 9 или 12 и т. д.

Падение/прямое напряжение

Для прямого напряжения вам нужно помочь с цветом светодиода. Если ваш светодиод синий или белый, выберите 3,3 или 3,5 вольта, а если они красные, зеленые и другие, выберите 2 вольта.

Текущие рейтинги

Большинство светодиодов размером 3 мм используют ток 20 мА или 30 мА для полной яркости. Используйте 30 мА для белого и синего цветов и 20 мА для красного, зеленого и других цветов. Для больших светодиодов вы должны увидеть их характеристики.

Количество светодиодов

В этом поле вы должны указать количество светодиодов, которые вы хотите использовать.

Подключение светодиодов

Для подключения светодиодов в первую очередь необходимо четко знать точки их подключения или полярность подключения. Изображение, показанное ниже, описывает полярность светодиода. Вы можете легко понять положительные и отрицательные стороны любого светодиода с помощью его длинных и коротких выводов или плоского края.

Copyright 2012 CircuitDiagram.Org. Все права защищены .

Подключение светодиодов последовательно и параллельно

Последовательное соединение светодиодов является предпочтительным методом при работе с батареями, это экономит энергию, потому что, если вы соединяете их параллельно, то для каждого из них требуется отдельный резистор, и каждый резистор тратит некоторое количество энергии, поэтому чем меньше резисторов, тем лучше.

Если ваши светодиоды подключены последовательно, то один резистор может работать как ограничитель тока для многих светодиодов, но есть некоторые ограничения на их последовательное соединение, например, вы не можете управлять 4 светодиодами по 3 вольта с питанием 6 вольт последовательно, потому что 4 светодиода 3 вольта равны 12 вольтам, поэтому им требуется 12 вольт постоянного тока, но параллельно вы можете сделать это, просто подключив каждый светодиод к отдельному резистору.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.