Светодиод на схеме: Обозначение светодиода на схеме по ГОСТу

Содержание

Обозначение светодиода на схеме по ГОСТу

Светодиодом принято называть полупроводниковый прибор, при подаче напряжения на который, происходит излучение света — как видимой, так и не видимой части светового диапазона. Международное обозначение светодиодов происходит от сокращения английских слов Light Emitting Diode — LED.

Для правильного определения светодиодов на электрических схемах, приняты единые графические и буквенные символы, которые позволяют унифицировать техническую работу со светодиодами и источниками света на их основе.

Графическое обозначение светодиода на схемах

Традиционным обозначением светодиодов, требования к графическому изображению которого устанавливает еще советский ГОСТ 2.730-73, выступает графический значок обычного диода, помещенный в кружок, и двумя стрелками. В отличие от фотодиода, который воспринимает излучение света, стрелки в обозначении светодиода на схемах направлены наружу, что указывает на его излучающую способность. графическое обозначение по ГОСТу

графическое обозначение по ГОСТу

На схемах светодиод чаще обозначают без использования окружности – только в виде символа диода и двух исходящих стрелок.

Рабочая полярность подключения светодиода на схеме совпадает с его полупроводниковым предшественником — обычным диодом. Черточкой обозначает катод изделий, а треугольник — его анод. обозначение и внешний вид простейшего светодиода

обозначение и внешний вид простейшего светодиодаТакое традиционное свойство обычного диода, как односторонняя проводимость, определяет и правило подключения светодиодов — они начинают светиться только при соблюдении прямой полярности подключаемого напряжения. Чтобы светодиод излучал свет, необходимо к катодному выводу подключить отрицательный полюс источника питания постоянного напряжения, а к аноду — положительный.

Буквенное обозначение и особенности маркировки

Общепринятым обозначением светодиодов на принципиальных электрических схемах выступает латинская аббревиатура HL, что означает по ГОСТ 2.702-2011 — приборы световой сигнализации. вид на схеме

вид на схемеЕдиного стандарта для технической маркировки светодиодных изделий не существует, поэтому каждый производитель полупроводниковой техники использует свою собственную систему, в которой отображает технические параметры компонента из целого ряда возможных электрических и оптических характеристик:
  • серия светоизлучающего прибора;
  • минимальный рабочий ток;
  • кодированное обозначение цвета излучения;
  • световой поток в люменах.

Также в маркировке могут зашифровываться индекс цветопередачи, тип оптической линзы, мощность в ваттах, цветовая температура и прямое падение напряжения в номинальном режиме работы.
 

Светодиод на схеме, обозначение диодов и светодиодов

Светодиод на схеме

Сразу оговорюсь, что статья будет посвящена не только как обозначается светодиод на схеме, но и диодов как таковых, ввиду того, что они являются прародителями LED.

Обратимся к физике: диод – можно перевести как «двухэлектродный». Издревле электроника строилась на электровакуумных приборах и именно оттуда телевизионные лампы носили названия как: диоды, триоды, пентоды и т.п.

Вообще полупроводниковые диоды изобретены в начале 20 века и использовались для «различения» детектирования радиосигналов. Название диодов построено по количеству электродов (ножек прибора) – диоды (два), триод (три) и т.д.

Главное свойство любого диода – характеристика проводимости. Обозначение диода на схеме позволяет определить направление тока. Движение тока всегда будет совпадать со стрелкой на Условно-Графическом Обозначении. УГО – элемент (значок) которым обозначается диод на схеме. Рассмотрим ряд наиболее распространенных видов полупроводников на схеме от других подобных элементов.

Обозначение светодиодов и фотодиодов на схеме


Мы уже знаем, что светодиод – это обычный диод, способный излучать свет. Традиционным обозначением светодиодов, требования к графическому изображению которого устанавливает еще советский ГОСТ 2.730-73, выступает графический значок обычного диода. Чтобы это отобразить на схеме – было принято изображать на схеме две исходящие стрелки.

Как обозначается светодиод на схеме


Вход в светодиод – анод, выход – катод. На схеме этого, как правило, не показывают. Это необходимо просто запомнить. Маркировка выводов выполняется либо метками, либо длиной пинов. Короткий пин (ножка) – катод

Светодиод на схеме - обозначение

Обозначение фотодиодов на схеме


Фотодиод на схеме обозначается с точностью наоборот светодиодов. В таких УГО стрелки указываются в обратную сторону. Свойство фотодиода – изменение проводимости в зависимости от количество света, попадающего на его поверхность. Яркий пример применения – в фотодатчиках, которые включают и отключают искусственный свет, в зависимости от времени суток (освещенности).

Отображение фотодиода на схеме

Графические обозначения распространенных диодов на схеме


Простой диод на схеме


На схеме я показал обычный диод, который будет изображаться таким образом и никак иначе. Общий вид диодов не обязательно должен иметь такой вид, как на фото. В настоящий момент насчитывается до десятка разновидностей простых диодов.

 

Схема диода Шоттки


Диод Шоттки – один из видов выпрямительных диодов и применяется в высокочастотных цепях. Могут выпускаться как в дискретных видах, так и сразу в сборках. Кто хоть раз разбирал блоки питания, мог их там видеть. В частности в блоках питания компьютеров. На корпусе диода указывается графическая схема цоколевки и внутренняя схема включения.

Схема диода Зенера


Схема Зенера диод

Диод Зенера – в отечественной технической литературе трактуют «стабилитроном»

Внешне такие диоды выпускают в различных видо форматах. Выглядит как простой диод с меткой на одной из сторон. Может быть как в черной цветовой гамме, так и в стеклянном корпусе красного цвета с черной меткой на катоде. Основное свойство диода Зенера – стабилизация напряжения. Как правило его используют параллельно нагрузке в обратном направлении: к катоду подводят «+», а аноду «-«.

Схема варикапа


Схема и вид варикапа

Варикап – полупроводниковый прибор, диод. Применяется в цепях, где производятся операции с частотой сигнала. На схеме диод обозначется совместно с конденсатором.

Заключение по светодиодам на схемах


Мы рассмотрели наиболее распространенные диоды, светодиоды и их обозначение на схемах. Есть более специфические, но они вряд ли Вам могут пригодиться на первоначальном этапе знакомства со светодиодами.

Светодиод - chipenable.ru

Светодиод (Light Emitting Diode, LED) - это полупроводниковый диод, способный излучать свет, когда к нему приложено напряжение в прямом направлении. По сути, это диод, преобразующий электрическую энергию в световую. В зависимости от материала из которого изготовлен светодиод, он может излучать свет разной длины волны (разного цвета) и иметь различные электрические характеристики. 

Светодиоды применяются во многих сферах нашей жизни в качестве средств отображения визуальной информации. Например, в виде одиночных излучателей или в виде конструкций из нескольких светодиодов - семисегментных индикаторов, светодиодных матриц, кластеров и так далее. Также в последние годы светодиоды активно занимают сегмент осветительных приборов. Их используют в автомобильных фарах, фонарях, светильниках и люстрах.

Применение светодиодов

На электрических схемах светодиод обозначается символом диода с двумя стрелками. Стрелки направлены от диода, символизируя световое излучение. Не путай с фотодиодом, у которого стрелки направлены к нему.

На отечественных схемах буквенное обозначение одиночного светодиода - HL.

Обозначение светодиода

Стандартный одноцветный светодиод имеет два вывода - это анод и катод. Определить какой из выводов является анодом, можно визуально. У светодиодов с проволочными выводами анод обычно длиннее катода.

где у светодиода плюс


У SMD светодиодов выводы одинаковые, но на обратной стороне обычно есть маркировка в виде треугольника или подобия буквы T. Анодом является вывод, к которому обращена одна сторона треугольника или верхняя часть буквы Т. 

маркировка smd светодиода


Если не получается определить визуально где какие выводы, можно прозвонить светодиод. Для этого понадобится источник питания или адаптер, способный давать напряжение около 5 Вольт. Подключаем любой вывод светодиода к минусу источника, а второй подключаем к плюсовой клемме источника через сопротивление 200 - 300 Ом. Если светодиод подключен правильно, он засветится. В противном случае меняем выводы местами и повторяем процедуру. 

Можно обойтись без резистора, если не подключать плюсовую клемму источника питания, а быстро "чиркнуть" ей по выводу светодиода. Но вообще подавать большое напряжение на светодиод, не ограничивая при этом ток, нельзя - он может выйти из строя!

Светодиод испускает свет, если к нему приложить напряжение в прямом направлении: к аноду - плюс, а к катоду - минус.

включение светодиода


Минимальное напряжение, при котором светодиод начинает светится, зависит от его материала. В таблице ниже приведены значения напряжений светодиодов при тестовом токе 20 мА и цвета, которые они излучают. Эти данные я взял из каталога светодиодов фирмы Vishay, различных даташитов и Википедии. 

напряжения разных светодиодов


Самое большое напряжение требуется для голубых и белых светодиодов, а самое маленькое для инфракрасных и красных.

Излучение инфракрасного светодиода не видно человеческим глазом, поэтому такие светодиоды не применяются в качестве индикаторов. Они используются в различных датчиках, подсветках видеокамер. Кстати, если инфракрасный светодиод запитать и посмотреть на него через камеру мобильного телефона, то его свечение будет хорошо видно.

инфракрасный светодиод


В показанной таблице даны примерные значения напряжения светодиода. Обычно этого достаточно, чтобы его включить. Точную величину прямого напряжения конкретного светодиода можно узнать в его даташите в разделе Electrical Characteristics. Там указано номинальное значение прямого напряжения при заданном токе светодиода. Для примера заглянем в даташит на красный SMD светодиод фирмы Kingbright.

прямой ток светодиода

Вольт-амперная характеристика светодиода показывает взаимосвязь между приложенным напряжением и током светодиода. На рисунке ниже показана прямая ветвь характеристики из того же даташита. 

вольт-амперная характеристика светодиода


Если светодиод подключить к источнику питания (к аноду +, к катоду -) и с нуля постепенно повышать на нем напряжение, то ток светодиода будет меняться согласно этому графику. По нему видно, что после прохождения точки "загиба", ток через светодиод будет резко возрастать при небольших изменениях напряжения. Это как раз та причина, по которой светодиод нельзя подключать к любому источнику питания без резистора, в отличии от лампочки накаливания. 

Чем выше ток, тем ярче светится светодиод. Однако повышать ток светодиода до бесконечности, естественно, нельзя. При большом токе светодиод перегреется и сгорит. Кстати, если сразу подать на светодиод высокое напряжение он даже может шлепнуть, как слабенькая петарда! 

взрыв светодиода

Какие еще характеристики светодиода представляют интерес с точки зрения практического использования? 

Максимальная мощность рассеяния, максимальные значения постоянного и импульсного прямых токов и максимальное обратное напряжение. Эти характеристики показывают предельные значения напряжений и токов, которые не стоит превышать. Они описаны в даташите в разделе Absolute Maximum Ratings.

характеристики светодиода


Если приложить к светодиоду напряжение в обратном направлении, светодиод не засветится, да и вообще может выйти из строя. Дело в том, что при обратном напряжении может наступить пробой, в результате которого обратный ток светодиода резко возрастет. И если выделяемая на светодиоде мощность (обратный ток * на обратное напряжение) превысит допустимую - он сгорит. В некоторых даташитах дополнительно приводится и обратная ветвь вольт-амперной характеристики, из которой видно, при каком напряжении наступает пробой. 

Интенсивность излучения (сила света)

Грубо говоря, это характеристика, определяющая яркость свечения светодиода при заданном тестовом токе (обычно 20 мА). Обозначается - Iv, а измеряется в микроканделах (mcd). Чем ярче светодиод, тем выше значение Iv. Научное определение силы света есть в википедии.

Также представляет интерес график зависимости относительной интенсивности излучения светодиода от прямого тока. У некоторых светодиодов, например, при увеличении тока интенсивность излучения растет все меньше и меньше. На рисунке приведено несколько примеров. 

интенсивность излучения светодиода


Спектральная характеристика

Она определяет в каком диапазоне длин волн излучает светодиод, грубо говоря цвет излучения. Обычно приводится пиковой значение длины волны и график зависимости интенсивности излучения светодиода от длины волны. Я редко смотрю на эти данные. Знаю, например, что светодиод красный и мне этого достаточно. 

интенсивность излучения светодиода


Климатические характеристики

Они определяют диапазон рабочих температур светодиода и зависимости параметров светодиода (прямого тока и интенсивности излучения) от температуры. Если светодиод планируется использовать при высоких или низких температурах, стоит обратить внимание и на эти характеристики. 

интенсивность излучения светодиода

Материал статьи рассчитан на начинающих электронщиков, а потому я намеренно не касаюсь физики работы светодиода. Осознание того, что светодиод излучает фотоны в результате рекомбинации носителей заряда в области p-n перехода, не несет никакой полезной информации для практического использования светодиодов. Да и не только для использования, но и для понимания в принципе. 

Однако, если вам хочется покопаться в этой теме, то даю направление, куда рыть - Пасынков В.В, Чиркин Л.К. "Полупроводниковые приборы" или Зи.С "Физика полупроводниковых приборов". Это ВУЗ`овские учебники - там все по-взрослому. 

О подключении светодиодов в следующем материале...

Поделился статьей - получил светодиодный луч добра!

Условное обозначение светодиода на схеме

Интересно наблюдать, с какой поразительной скоростью сменяют друг друга технологии. Лет тридцать назад мы вполне были довольны электроникой, которой пользовались, простыми автомобилями, где-то неудобными и малоскоростными, скромными домами без евроремонта. Но так устроен человек, что постоянно стремится к чему-то более совершенному, и сейчас практически любая сфера жизни подвержена постоянной модернизации. Коснулся этот процесс также систем индикации и освещения. Так, на смену лампам накаливания пришли более совершенные полупроводниковые элементы – светодиоды.

Излучающий кристалл

История применения полупроводников старше начала использования ламп электронного типа. Попов А.С., который считается изобретателем радио, искал с помощью нехитрого полупроводникового устройства наличие радиоволн. Первый диод Попова (детектор) был изготовлен из полупроводникового кристалла, зафиксированного в держателе, и пружинного заостренного контакта из вольфрама или стали. Этот контакт опирался на площадь полупроводника, и в зависимости от точки соприкосновения можно было найти наиболее четкий сигнал радиостанции.

обозначение светодиода на схеме

Способность некоторых кристаллов излучать свет под действием тока была обнаружена чуть позже, случайно, но в первое время не использовалась на практике. Теперь же светодиоды широко применяют и в спецтехнике, и в быту.

Что такое светодиод, как он выглядит на схеме?

Светодиодом называется разновидность полупроводникового элемента, имеющего особенность кристалла излучать свет под действием проходящего сквозь него электрического тока. Этот эффект проявляется не у всех полупроводников, а лишь у тех, у которых в процессе рекомбинации электронов и дырок выделение энергии происходит в световом диапазоне. Светодиод, как и обычный диод, имеет p-n-переход и пропускает ток только в одном направлении.

Особенностью светодиода как светоизлучающего прибора является то, что в нем непосредственно происходит выделение квантов света. Это отличает его от ламп накаливания, где сначала происходит разогрев спирали до определенной температуры, или галогенных ламп с эффектом ионизации. Потери энергии в светодиодах минимальны.

обозначение светодиода на схеме гост

Конструктивно в состав светодиода входят подложка с нанесенным на нее кристаллом, выводы для подключения в электрическую цепь и корпус, который одновременно является оптической системой. Обозначение светодиода на схеме имеет определенное графическое выражение, на электронной плате он обозначается специальной кодировкой.

Для чего служит светодиод, и как это отражено в его изображении на схеме?

Светодиод излучает свет, в этом его назначение. И на схематическом изображении это четко обозначено двумя стрелочками, идущими от элемента. Применение устройство получило очень широкое:

  • Различная индикация. Для сигнализации включения тех или иных режимов работы электронных устройств используют отдельные элементы. Группы устройств применяют в цифровой индикации, где каждый светодиод играет роль сегмента цифры или буквы. Условное обозначение светодиода на схеме, входящего в группу, не ставится отдельно для каждого, а отображается вся группа в виде индикатора с ответвлением и нумерацией контактов.
  • Для бытового, общественного и промышленного освещения.
  • В составе экранов для уличного транслирования, а также при создании бегущих строк.буквенное обозначение светодиода на схеме
  • В оптопарах. Обозначение светодиода на схеме в этом случае дополняется изображением фотоприемного элемента.
  • Оптоволоконные системы. Здесь светодиоды выступают в качестве излучателей модулированной оптической волны.
  • Для подсветки экранов на жидких кристаллах.
  • Дизайн и развлекательная индустрия.

Особенности обозначения полупроводника на чертежах

Технические нормы и правила регламентируют обозначение светодиода на схеме. ГОСТ 2.702-2011 предписывает:

  • Изображать светодиод и другие элементы схемы при помощи чертежных принадлежностей либо в электронном виде. При этом последний вариант должен иметь разрешение не меньше 300dpi и содержать расширение файла tif или bmp.
  • Светодиод имеет схематическое исполнение в виде обычного диода, заключенного в окружность. Над правой верхней частью окружности расположены две параллельные стрелки, идущие от основного элемента под углом вправо вверх.условное обозначение светодиода
  • Возле светодиода указывают его полный буквенно-цифровой индекс.
  • Как бы ни был расположен светодиод на схеме, с полярностью в ту или иную сторону либо под углом, направление стрелок остается неизменным.
  • Вывод, идущий от треугольника, на схеме символизирует анод (+), а от вертикальной черты – катод (-).
  • Светодиод на схеме должен иметь свой порядковый номер. Нумерация идет слева направо, сверху вниз.

Светодиод – полярность обозначения

Обозначение светодиода на схеме позволяет легко определить его полярность, но чтобы определить ее у только что купленного элемента, нужно посмотреть на его контакты. Плюсовой вывод анода обычно имеет большую длину, чем катода.

Если светодиод установлен на плате, а она по каким-либо причинам не имеет маркировки элементов, то полярность полупроводника можно определить, внимательно посмотрев на его корпус. Со стороны катода (отрицательного вывода) на корпусе есть засечка плоской формы. Также у прозрачных типов корпусов светодиода видна его внутренность. Подобие чашечки, в которой расположен кристалл полупроводника, имеет прямое соединение с катодом.

обозначение светодиода на плате

В том случае, когда невозможно определить полярность вышеперечисленными способами, но в наличие есть электронный мультиметр, можно использовать его. Берут обычный диод с известной полярностью, ставят прибор на операцию прозвонки и подключают к полупроводнику. Запоминают полярность, когда диод проводит ток. Подключают светодиод к измерительным щупам. Добиваются, чтобы он проводил ток, отмечают его полярность.

Светодиод на плате

При сборке печатной платы радиомонтажники пользуются схемой и перечнем элементов спецификации. В соответствии с этим перечнем наносится специальная маркировка с указанием вида элемента и номера позиции его на схеме. Существуют международные стандарты обозначений на плате, которые повсеместно используются в импортной аппаратуре.

Обозначение светодиода на плате присутствует в виде графического изображения, буквенной кодировки и числа. Первое отображает в основном полярность полупроводника, буквы указывают на тип прибора, а число – на порядковый номер его в схеме и перечне.

буквенное обозначение светодиода

Графическое обозначение светодиода на схеме платы идентично его изображению в чертеже, но может не содержать окружность вокруг значка диода. Буквенная кодировка выполнена заглавными латинскими буквами – LED (импортные схемы) и HL (отечественные). Число идет после букв либо внизу. Без числа невозможно определить параметры полупроводника, которые на плате не указывают за редким исключением.

Маркировка светодиодов

Буквенное обозначение светодиода на схеме (маркировка) несет всю информацию о характеристиках конкретного полупроводникового прибора. Маркировка содержит довольно много символов, поэтому ее не ставят на корпус прибора, а приводят в схеме либо на упаковке не распаянных элементов. Светодиоды в лентах идут бухтами в катушках, на которых проставлены маркировочные символы. Символьная кодировка отражает:

  • Серию продукции.
  • Цвет излучения светодиода. Современные светоизлучающие диоды бывают белого, зеленого, красного, синего, оранжевого, желтого цветов.
  • Качество цветового потока. Например, светодиод для освещения в доме или на улице, индикации приборов, подсветки, для матриц изображения.
  • Тип линзы. Бывают рассеивающие свет приборы и узконаправленного излучения с куполообразными, прозрачными и матовыми линзами.
  • Мощность светового потока.
  • Потребляемая мощность электроэнергии.
  • Код идентификации производителя. Не имеет практической нагрузки.
  • Символы резерва. Производители оставляют их для возможной модификации элементов.
светодиод полярность обозначенияНе существует определенного стандарта в маркировке светодиодов, поэтому каждый производитель имеет свою собственную кодировку. Запомнить ее невозможно, но серьезных производителей этого товара на рынке не так уж много. Среди них можно выделить такие фирмы, как Philips, Cree и Samsung.

Заключение

Кроме обычных светодиодов с выводами, существуют SMD-светодиоды с контактными площадками. Они отличаются маленькими размерами. Буквенное обозначение светодиода этого типа на схеме идентично с LED-элементами, но на плате упрощено и обычно сводится к указанию полярности.

Что такое светодиод - простым языком

Светодиод – это разновидность диода. Особенностью светодиода является его способность излучать свет при прямом подключении, когда ток проходит от анода (+) к катоду (-). Отсюда сокращенное название светодиода – LED, что означает: light emitting diode (с англ. – светоизлучающий диод).

Из чего состоит светодиод?

Так как светодиод разработан на базе обычного диода, то его структура включает в себя базовые элементы диода. Для большей функциональности в светодиод добавлены дополнительные элементы.

svetodiod - Светодиод фотоКак мы видим на изображении, подобно обычному диоду, внутри светодиода есть два слоя полупроводника p- и n-типа. Они закреплены на клемме-подложке, которая непосредственно связана с катодом. Верхний слой полупроводника связан с анодом проволочной связью.

Корпус светодиода изготавливают из светопрозрачных материалов, в основном это пластик или стекло. В зависимости от конфигурации, светодиод может быть с дополнительными техническими решениями. Это изменения корпуса (форма, наличие линзы, металлические теплоотводящие элементы) и внутренних составляющих (несколько p-n пар полупроводника, люминесцентное заполнение, управляющий чип, рефлектор и пр.)

Принцип работы светодиода

kristally svetodiodov izgotovleny s razlichnymi primesyami - Светодиод фото

При прямом подключении светодиода к источнику питания, происходит рекомбинация электронов и дырок в запрещенной зоне полупроводников. При этом выделяется определенное количество тепла и света. Отмечу, что полупроводниковый кристалл любого диода при прямом подключении излучает фотоны света, но спектр волн этого излучения находится вне видимой глазу зоны.

Кристаллы светодиодов производят с примесями арсенида и фосфида галлия, алюминия, теллурида кадмия, селенида цинка, соединений индия и других. Примеси изменяют ширину запрещенной зоны и позволяют задать светодиоду нужный интенсивность свечения и цвет.

Направление и угол рассеивания потока светового излучения в светодиодах задают линзы и рефлекторы.
Кристаллы сверхмощных светодиодов размещают на теплоотводных площадках  из меди или алюминия для защиты от перегрева.

Применение светодиодов

svetodiod gde ispolzuyutsya - Светодиод фотоЭлементарная функция светодиода это – индикация. Это может быть индикация состояния прибора ВКЛ/ВЫКЛ, или индикация режима, в котором работает прибор. Чтобы подсветить панель прибора, на помощь так же приходят светодиоды. Например, вы включаете аудиоколонки на компьютере и зеленый светодиод информирует вас о том, что питание включено. Монитор компьютера перешел в “энергосберегающий режим” – об этом информирует мигающий оранжевый светодиод, вместо обычно горящего синего. А чтобы вы не искали в темноте выключатель – он подсвечивается светодиодом.

Еще пример использования – подсветка дисплея. ЖК-дисплеи требуют дополнительной подсветки с боковой или тыльной стороны. Эту задачу решают светодиоды. Фонарик, гирлянда, светофор, рекламная бегущая строка, и даже огромный LED-телевизор (светодиоды выполняют роль пикселей на экране) – подсвечиваются благодаря светодиодам.

Светодиоды совершенствуются и получают все больше преимуществ. Например, высокая яркость при относительно малом потреблении тока и широкий спектр цветов позволяют широко использовать светодиоды в декорировании и освещении (светодиодные ленты, светильники, лампы, прожекторы).

Один из видов светодиодов излучает не только видимый диапазон волн света. Пример – пульт от телевизора или других бытовых приборов оснащен светодиодом, который работает в инфракрасном диапазоне волн. Благодаря ему устройство-приемник на приборе получает ИК сигналы от пульта. А более мощные ИК-модели светодиодов используют аграрии, чтобы обеспечить растениям свет при любых природных условиях.

Ультрафиолетовый светодиод пришел на замену газоразрядным УФ-лампам. Его используют в медицине, промышленности, косметологии, криминалистике.

Светодиоды также «перекачивают» колоссальный объем интернет-трафика по оптоволоконным сетям. В отличие от обычной лампы накаливания – светодиод может излучать импульсы света с очень высокой частотой.

svetodiod gde ispolzuyutsa 500x349 - Светодиод фото

Разновидности, обозначение

Светодиод на схеме изображается следующим образом:

svetodiod gde ispolzuyutsya raznovidnosti - Светодиод фото

Знакомый нам диод дополняется двумя стрелками, направленными в сторону по диагонали от него. Круглая обводка не является обязательной, и на многих схемах опускается. Буквенное обозначение светодиода на принципиальных схемах зависит от производителя. Это может быть аббревиатура HL, VD, LED.

Подключение светодиода происходит по следующей схеме:

svetodiod gde ispolzuyutsya shema rus - Светодиод фото

В схеме обязательно (!) должен быть токоограничивающий резистор. Если его не использовать – срок службы светодиода сократится в разы, а в некоторых случаях без дополнительной нагрузки светодиод может выйти из строя после первого включения питания.

Это  вызвано тем, что кристалл полупроводника достигает состояния теплового пробоя (пиковые значения тока производитель указывает в спецификации), это выводит светодиод из строя.

Дело в том, что определяющим параметром светодиода является его рабочий ток, а напряжение питания варьируется уже в зависимости от него.

 

Для того, чтобы рассчитать, какой резистор нужен, воспользуйтесь формулами:

  • Сопротивление: R = (Uпит – ULED) / ILED
  • Мощность: P = (Uпит – ULED) * ILED

где:

  • Uпит – напряжение источника питания;
  • ULED – прямое падение напряжения светодиода;
  • ILED – рабочий ток светодиода.

Если полученного результата в списке номиналов резисторов нет – используйте ближайший к нему в сторону увеличения или корректируйте дополнительными сопротивлениями. Также не забывайте и о мощности резистора. Недостаточно мощный будет греться или перегорит. Используйте сопротивление с запасом мощности 20-30%.

Имейте ввиду, что резкое изменение тока в цепи светодиода также пагубно влияет на его работу. Поэтому нужно предварительно стабилизировать ток в цепи. При использовании светодиодных лент, ламп, и подобных приборов, используют блоки питания с автоматической стабилизацией тока.

svetodiod gde ispolzuyutsya stabilizatsia 500x337 - Светодиод фотоПри эксплуатации светодиодов, обезопасьте их от обратного тока. Если обратный ток превысит допустимое производителем значение – светодиод выйдет из строя. Включать светодиоды можно как последовательно, так и параллельно, но обязательно корректируйте ток резисторами. Наиболее эффективная схема подключения группы светодиодов – последовательная.

svetodiod gde ispolzuyutsya vidi podkluchenija - Светодиод фотоДопускается подключение светодиода в цепь переменного тока. В этом случае, когда через светодиод будет проходить импульс прямого тока – он будет светиться, импульс обратного – нет (т.е. будет мигать с частотой переменного тока). При таком подключении используйте в схеме диод, который защитит светодиод от импульсов обратного тока.

Светодиоды условно делятся на два типа:

  • индикаторные;
  • осветительные.

svetodiod gde ispolzuyutsya paralelnoe soedinenie - Светодиод фотоsvetodiod gde ispolzuyutsya posledovatelnoe soedinenie - Светодиод фото

Главная характеристика индикаторного светодиода – относительно невысокая мощность (при этом высокая яркость) и широкий спектр цветов. Цвет, которым будет гореть такой светодиод, определяется типом химической примеси, которую добавляют в кристалл полупроводника.

Виды индикаторных светодиодов

DIP-светодиод
svetodiod gde ispolzuyutsya dip 278x138 - Светодиод фото

Такие светодиоды обладают малым углом рассеивания (до 60°).

Корпус, как правило, изготовлен из пластмассы или стекла, может быть прозрачным или цветным; цилиндрическим или прямоугольным; с линзой или без неё.

В одном корпусе таких светодиодов могут размещаться кристаллы с разным цветом свечения. У этих светодиодов есть дополнительные выводы и подключаются они по принципу общего анода или общего катода.

RGB–светодиод

rgb 278x191 - Светодиод фотоНа одной матрице размещает сразу три кристалла: красный, зеленый и синий. Благодаря управлению каждым таким кристаллом независимо друг от друга, можно добиться практически любого цвета.

Чтобы эти кристаллы не выделялись точечно через линзу RGB – светодиода, на корпус может наноситься матовое покрытие, которое сглаживает цвета.

Super Flux «Piranha»

svetodiod gde ispolzuyutsya super flux piranha 278x155 - Светодиод фото

Такой светодиод дает пучок света с углом рассеивания в диапазоне 40°-120°. Обладает повышенной яркостью, но разных цветов нет – можно выбрать только температуру белого свечения. На корпусе «пираньи» четыре вывода для крепежа на монтажной плате. Наличие линзы зависит от модели.

Straw Hat

svetodiod gde ispolzuyutsya straw hat 278x167 - Светодиод фотоКристалл полупроводника в таком светодиоде расположен близко к линзе, за счет этого угол рассеивания 100°-140°.

Высота светодиода заметно уменьшена относительно его пропорций.

Еще одна отличительная особенность Straw Hat – большой радиус линзы.

SMD-светодиоды

svetodiod gde ispolzuyutsya smd 278x139 - Светодиод фотоМиниатюрность – главное достоинство SMD-светодиода.

Его корпус может быть размером в 1мм, и для экономии места выводы SMD-светодиода могут быть просто контактными площадками на корпусе.

Широкий спектр цветов и хорошая яркость – тоже достоинства SMD.

svetodiod gde ispolzuyutsya smd 1 - Светодиод фото

Виды осветительных светодиодов

Осветительный светодиод очень мощный и его интенсивность свечения высока. Поэтому он используется для изготовления ламп, люстр, прожекторов, автомобильных фар. Цвет осветительного светодиода – белый. Есть варианты теплой и холодной температурой свечения. К видам таких светодиодов можно отнести:

Осветительный SMD LED

svetodiod gde ispolzuyutsya smd led 278x201 - Светодиод фотоОсветительный SMD LED схож с индикаторным SMD конфигурацией и размерами корпуса.

Но для увеличения яркости, кристалл покрыли слоем люминофора и вмонтировали на медную или алюминиевую основу, которая служит терморегулирующим элементом.

Угол рассеивания составляет 100° – 130°.

COB-светодиод

svetodiod gde ispolzuyutsya cob 278x212 - Светодиод фотоCOB состоит из множества синих светодиодов, которые объединили в одном кристалле. Несколько десятков светодиодов расположены на общем люминофорном покрытии.

Filament LED

svetodiod gde ispolzuyutsya filament led 278x222 - Светодиод фото

Описание такого светодиода можно ограничить изображением.

Это декоративная подсветка, КПД не высокий.

 

Лазерный светодиод

svetodiod gde ispolzuyutsya lazernyj svetodiod 278x226 - Светодиод фотоКристалл лазерного светодиода имеет специфическую конфигурацию, которая позволяет долго удерживать внутри излучаемый фотон. При этом фотон вызывает образование новых фотонов, пока сила светового потока не превысит уровень потерь.

Таким образом, свет будто накапливается внутри кристалла и при достижении определенного уровня – высвобождается в виде лазерного луча.

Лазерные считывающие устройства, оптоволоконные коммуникации, медицинское оборудование или обычная лазерная указка работают благодаря лазерным светодиодам.

Маркировка светодиодов, измерения

Международных стандартов для светодиодов нет. Каждый производитель закладывает информацию об элементе на свое усмотрение.

Величины измерения показателей света для различных светодиодов могут быть указаны как в люменах, так и в канделах. Это связано с тем, что люмен – это полный световой поток, который включает в себя весь излучаемый источником свет (применимо для светодиодов с большим углом рассеивания или сверх ярких).

Количество кандел указывает силу света, который излучает источник в направлении определенного телесного угла (применимо для светодиодов с малым углом рассеивания).

К примеру, можно представить обычную лампу накаливания: измеряем интенсивность ее свечения в люменах – так как свет от нее равномерно распределяется во все стороны. Если же ее разместить внутри фонаря – направление светового потока ограничится углами рефлектора фонаря, и его интенсивность (силу) мы будем уже измерять в канделах.

 

opredeleniya polyarnosti svetodioda 500x321 - Светодиод фото

 

Для определения полярности светодиода производители предлагают следующие варианты:

Длина ножки катода короче анода, и со стороны катода на корпусе сделан срез.

Размер посадочных площадок некоторых светодиодов может отличаться.razmer posadochnyh ploshchadok svetodiodov 278x181 - Светодиод фото

Производитель может явно указать на корпусе светодиода его цоколёвку посредством знаков «+» и «-», соответственно расположенным контактам, или применит собственную маркировку (точка, засечка на корпусе или другой знак).

svetodiod markirovka raznyh proizvoditelej 500x362 - Светодиод фото

Если определить визуально расположение контактов не получается – протестируйте светодиод сами, при этом не забывайте ограничивать ток резистором.

Вольтамперная характеристика

На графике представлена вольтамперная характеристика для всех типов светодиодов. Значения тока и напряжения могут колебаться в зависимости от модели светодиода. Но все они имеют прямую зависимость: с ростом напряжения увеличивается сила прямого тока.vah svetodioda 500x374 - Светодиод фото

Если подать на светодиод обратный ток, он не будет светиться, но по достижении отметки Umaxобр полупроводник выйдет из строя. Эта точка называется напряжением пробоя. Диапазон Umin – Umax называют рабочей зоной напряжения светодиода. Превышение максимальных значений пагубно влияют на его работоспособность.

Как подключить светодиоды к 220 В используя простые схемы

как подключить светодиоды к 220 в

Достаточно часто нам приходится сталкиваться с таким вопросом - как подключить светодиоды к 220 В, или попросту к электрической сети переменного напряжения. Как таковое, прямое подключение диода напрямую к сети не несет никакой смысловой нагрузки. Даже при использовании определенных схем мы не получим необходимого эффекта.

Если нам необходимо подключить светодиод к сети постоянного напряжения, то такая задача решается очень просто - ставим ограничительный резистор и забываем. Светодиод как работал "в прямом направлении" так и будет работать.

Если же нам необходимо использовать сеть 220 В для подключения LED, то на него будет уже воздействовать обратная полярность. Это хорошо видно, взглянув на график синусоиды, где каждый полупериод синусоида имеет свойство менять свой знак на противоположный.Синусоида переменного тока при подключении светодиода к 220 В

В данном случае мы не получим свечение в этом полупериоде. В принципе, ничего страшного))), но светодиод выйдет из строя очень быстро.

Вообще гасящий резистор стоит выбирать из условия расчетного напряжения в 310 В. Объяснять почему так - муторное занятие, но стоит просто это запомнить, т.к. действующее значение напряжения составляет 220 В, а амплитудное уже увеличивается на корень из двух от действующего. Т.е. таким образом мы получаем приложенное прямое и обратное напряжение к светодиоду. Резистор подбирается на 310В обратной полярности, дабы защитить светодиод. Каким образом можно произвести защиту мы посмотрим ниже.

к оглавлению ↑

Как подключить светодиоды к 220 В по простой схеме, используя резисторы и диод - вариант 1


Первая схема работает по принципу гашения обратного полупериода. Подавляющее большинство полупроводников отрицательно относятся к обратному напряжение. Для блокировки его нам нужен диод. Как правило, в большинстве случаев используют диоды типа IN4004, рассчитанный на напряжение больше 300 В.Простая схема подключения светодиода к 220 В переменного напряжения

к оглавлению ↑

Подключение LED по простой схеме с резистором и диодом - вариант 2


Другая простая схема показывает, как подключить светодиоды к 220 В переменного напряжения не намного сложнее и ее также можно отнести к простым схемам.Другая простая схема подключения светодиода к сети 220 В

Рассмотрим принцип работы. При положительной полуволне ток идет сквозь резисторы 1 и 2, а также сам светодиод. В данном случае стоит помнить, что падение напряжения на светодиоде будет обратным для обычного диода - VD1. Как только в схему "попадает" отрицательная полуволна 220 В, ток пойдет через обычный диод и резисторы. В этом случае уже прямое падение напряжение на VD1 будет обратным по отношению к светодиоду. Все просто.

При положительной полуволне сетевого напряжения ток протекает через резисторы R1, R2 и светодиод HL1 (при этом прямое падение напряжения на светодиоде HL1 является обратным напряжением для диода VD1). При отрицательной полуволне сетевого напряжения ток протекает через диод VD1 и резисторы R1, R2 (при этом прямое падение напряжения на диоде VD1 является обратным напряжением для светодиода HL1).

к оглавлению ↑

Расчетная часть схемы


Номинальное напряжение сети:

UС.НОМ = 220 В

Принимается минимальное и максимальное напряжение сети (опытные данные):

UС.МИН = 170 В
UС.МАКС = 250 В

Принимается к установке светодиод HL1, имеющий максимально допустимый ток:

IHL1.ДОП = 20 мА

Максимальный расчетный амплитудный ток светодиода HL1:

IHL1.АМПЛ.МАКС = 0,7*IHL1.ДОП = 0,7*20 = 14 мА

Падение напряжения на светодиоде HL1 (опытные данные):

UHL1 = 2 В

Минимальное и максимальное действующее напряжение на резисторах R1, R2:

UR.ДЕЙСТВ.МИН = UС.МИН = 170 В
UR.ДЕЙСТВ.МАКС = UС.МАКС = 250 В

Расчетное эквивалентное сопротивление резисторов R1, R2:

RЭКВ.РАСЧ = UR.АМПЛ.МАКС/IHL1.АМПЛ.МАКС = 350/14 = 25 кОм

Максимальная суммарная мощность резисторов R1, R2:

PR.МАКС = UR.ДЕЙСТВ.МАКС2/RЭКВ.РАСЧ = 2502/25 = 2500 мВт = 2,5 Вт

Расчетная суммарная мощность резисторов R1, R2:

PR.РАСЧ = PR.МАКС/0,7 = 2,5/0,7 = 3,6 Вт

Принимается параллельное соединение двух резисторов типа МЛТ-2, имеющих суммарную максимально допустимую мощность:

PR.ДОП = 2·2 = 4 Вт

Расчетное сопротивление каждого резистора:

RРАСЧ = 2*RЭКВ.РАСЧ = 2*25 = 50 кОм

Принимается ближайшее большее стандартное сопротивление каждого резистора:

R1 = R2 = 51 кОм

Эквивалентное сопротивление резисторов R1, R2:

RЭКВ = R1/2 = 51/2 = 26 кОм

Максимальная суммарная мощность резисторов R1, R2:

PR.МАКС = UR.ДЕЙСТВ.МАКС2/RЭКВ = 2502/26 = 2400 мВт = 2,4 Вт

Минимальный и максимальный амплитудный ток светодиода HL1 и диода VD1:

IHL1.АМПЛ.МИН = IVD1.АМПЛ.МИН = UR.АМПЛ.МИН/RЭКВ = 240/26 = 9,2 мА
IHL1.АМПЛ.МАКС = IVD1.АМПЛ.МАКС = UR.АМПЛ.МАКС/RЭКВ = 350/26 = 13 мА

Минимальный и максимальный средний ток светодиода HL1 и диода VD1:

IHL1.СР.МИН = IVD1.СР.МИН = IHL1.ДЕЙСТВ.МИНФ = 3,3/1,1 = 3,0 мА
IHL1.СР.МАКС = IVD1.СР.МАКС = IHL1.ДЕЙСТВ.МАКСФ = 4,8/1,1 = 4,4 мА

Обратное напряжение диода VD1:

UVD1.ОБР = UHL1.ПР = 2 В

Расчетные параметры диода VD1:

UVD1.РАСЧ = UVD1.ОБР/0,7 = 2/0,7 = 2,9 В
IVD1.РАСЧ = UVD1.АМПЛ.МАКС/0,7 = 13/0,7 = 19 мА

Принимается диод VD1 типа Д9В, имеющий следующие основные параметры:

UVD1.ДОП = 30 В
IVD1.ДОП = 20 мА
I0.МАКС = 250 мкА

к оглавлению ↑

Минусы использования схемы подключения светодиодов к 220 В по варианту 2


Главные недостатки подключения светодиодов по этой схеме - малая яркость светодиодов, за счет малого тока. IHL1.СР = (3,0-4,4) мА и большая мощность на резисторах: R1, R2: PR.МАКС = 2,4 Вт.

к оглавлению ↑

Вариант 3 подключения LEDs к электрической сети переменного напряжения 220 В


При положительном полупериоде ток протекает через резистор R1, диод и светодиод. При отрицательном ток не протекает, т.к. диод в этом случае включается в обратное направление.Вриант схемы подключения

Расчет параметров схемы аналогичен второму варианту. Кому надо - посчитает и сравнит. Разница небольшая.

к оглавлению ↑

Минусы подключения по 3 варианту


Если самые "пытливые умы" уже посчитали, то могут сравнить данные со вторым вариантом. Кому лень - придется поверить на слово. Минус такого подключения - также низкая яркость светодиода, т.к. ток протекающий через полупроводник составляет всего IHL1.СР = (2,8-4,2) мА.

Зато при такой схеме мы получаем заметное снижение мощности резистора: РR1.МАКС = 1,2 Вт вместо 2,4 Вт полученных ранее.

к оглавлению ↑

Подключение светодиода на 220 В с использованием диодного моста - 4 вариант


4 схема подключения диодов

Как видно на графической картинке, в данном случае для подключения на 220 мы используем резисторы и диодный мост.

В данном случае ток через 2 резистора и светодиод ток будет протекать как при положительной, так и при отрицательной полуволне синусоиды за счет использования выпрямительного моста на диодах VD1-VD4.

UVD.РАСЧ = UVD.ОБР/0,7 = 2,6/0,7 = 3,7 В
IVD.РАСЧ = UVD.АМПЛ.МАКС/0,7 = 13/0,7 = 19 мА

Принимаются диоды VD1-VD4 типа Д9В, имеющие следующие основные параметры:

UVD.ДОП = 30 В
IVD.ДОП = 20 мА
I0.МАКС = 250 мкА

к оглавлению ↑

Недостатки схемы подключения по 4 варианту


Если все рассчитать по приведенным выше формулам, то можно провести аналогию со 2 вариантом подключения. Минусом будет большая мощность на резисторах: PR.МАКС = 2,4 Вт.

Однако при такой схеме мы получим заметное увеличение яркости светодиода: HL1: IHL1.СР = (5,9-8,7) мА вместо (2,8-4,2) мА

В принципе, это самые распространенные схемы, которые нам показывают как подключить светодиоды к 220 В с применением обычного диода и резисторов. Для простоты понимания были приведены расчеты. Не для всех, может быть понятные, но кому надо, тот найдет, прочитает и разберется. Ну а если нет, то достаточно будет простой графической части.

к оглавлению ↑

Как подключить светодиод к 220 В используя конденсатор


Выше мы посмотрели, как легко, используя только диоды и резисторы, подключить к сети 220 В любой светодиод. Это были простые схемы. Сейчас посмотрим на более сложные, но лучшие в плане реализации и долговечности. Для этого нам понадобится уже конденсатор.

Токоограничивающий элемент - конденсатор. На схеме - C1. Конденсатор должен быть рассчитан на работу с напряжением не менее 400 В. После зарядки последнего ток через него будет ограничивать резистор.Схема подключения светодиода через конденсатор

к оглавлению ↑

 Подключение светодиода к сети 220 В на примере выключателя с подсветкой


Сейчас уже никого не удивишь выключателем с интегрированной подсветкой в виде светодиода. Разобрав его и разобравшись мы получим еще один способ, благодаря которому можем подключить любой светодиод к сети 220 В.Светодиодная подсветка в выключателе

Во всех выключателях с подсветкой используется резистор с номиналом не менее 20 кОм. Ток в этом случае ограничивается порядка 1А. При включении в сеть такой светодиод будет светиться. Ночью его легко можно различить на стене. Обратный же ток в этом случае будет очень маленьким и не сможет повредить полупроводник. В принципе, такая схема также имеет право на существование, но свет от такого диода будет все-таки ничтожно маленьким. И стоит ли овчинка выделки - не понятно.

к оглавлению ↑

Видео на тему подключения светодиода к сети 220 В


Ну и в конце всего длинного поста посмотрим видео на тему : "как подключить светодиоды к 220 В". Для тех, кому лень все читать было.

Схема контрольки на светодиодах -собираем своими руками

схема контрольки для авто на светодиодах

Контролька в автомобиле - незаменимый инструмент для автолюбителя, особенно, если необходимо оперативно и правильно определить необходимый провод. Схема контрольки на светодиодах, заключает в себе один принцип, который рассмотрим чуть ниже, и имеет только разнообразные модификации

Наиболее Распространенная Схема контрольки на светодиодах


схема контрольки на светодиодах

Схема контрольки на светодиодах самая наипростейшая. Это даже схемой назвать нельзя - игрушка для детей.

Используем два сетодиода разноцветных - зеленый и красный. Красный - плюс, зеленый - минус. Резистор можно поставить до 5 кОм - защита от того, чтобы не сжечь светодиоды.

Имеется кнопка, при нажатии которой можно с точностью определять слаботочный это провод (т.е. можно ли к нему подключаться или нет).

При обычном прикосновении щупа к плюсовому проводу - загорится красный светодиод. Если плюс "сильный", то будет гореть еще и лампочка. И в том и в другом случае - необходимо нажимать кнопку.

Если горит зеленый светодиод - то мы нашли минус.

Схема контрольки на светодиодах с аккумулятором на 3,7 В с пищалкой


схема контрольки на светодиодах с батареей 3,7 В

Особенности данной схемы:

  1. Светодиоды впаиваются параллельно и встречно.
  2. Данная схема контрольки на светодиодах с пищалкой. Удобная функция.
  3. Выключатель нужен для производства зарядки аккумуляторов. Для этого надо подключить как щуп, так и крокодил к аккумулятору и заряд пойдет. Также выключатель предотвращает саморазряд аккумуляторов, в случае самопроизвольного соприкосновения щупа и крокодила.
  4. Зуммер сигнализирует на цепь
  5.  Лампочка и еще один выключатель создают нагрузку на искомом проводе. Мы можем легко найти силовой "плюс", по аналогии с первой схемой контрольки, которую мы рассматривали выше.

Схема контрольки на светодиодах с автомобильным аккумулятором


Схема контрольки на светодиодах на 12 В

Данная схема контрольки на светодиодах тоже простенькая и ею удобно пользоваться в подкапотном пространстве, т.к. питание данной контрольки происходит от автомобильного аккумулятора.

Для сборки нам потребуются: 2 светодиода, подключенные последовательно и в разных направлениях, 2 стабилитрона на 8В и провода (крокодилы), которые мы подключаем к аккумулятору. Ну и сам щуп. Все это можно уместить в обычной отвертке.

При попадании щупа на провод с плюсом - загорается красный диод. Соединяя щуп с минусом - горит зеленый светодиод. Все очень просто.

Видео на тему схема контрольки на светодиодах


И наконец, подведем итоги: все схемы контрольки на светодиодах имеют похожий вид, просто в зависимости от "хотелок" автолюбителя мы можем предвносить в конструкцию разные изменения, либо выкидывать из схемы часть компонентов.

Сейчас можете посмотреть видео по рассматриваемой нами теме:

Светодиоды

Схема, принцип работы и применение

Светодиод представляет собой двухпроводной полупроводниковый источник света. В 1962 году Ник Холоняк придумал светоизлучающий диод, и он работал в компании General Electric. Светодиод - это особый тип диода, который имеет электрические характеристики, аналогичные диодам с PN переходом. Следовательно, светодиод позволяет току течь в прямом направлении и блокирует ток в обратном направлении. Светодиод занимает небольшую площадь, которая меньше 1 мм 2 .Применение светодиодов в различных электрических и электронных проектах. В этой статье мы обсудим принцип работы светодиода и его применение.

Что такое светоизлучающий диод?

Светоизлучающий диод представляет собой диод с p-n переходом. Это специально легированный диод, изготовленный из особого типа полупроводников. Когда свет излучается в прямом смещении, он называется светоизлучающим диодом.


Light Emitting Diode Light Emitting Diode Светоизлучающий диод

Как работает светоизлучающий диод?

Светоизлучающий диод просто, мы его знаем как диод.Когда диод смещен в прямом направлении, электроны и дырки быстро перемещаются через переход, и они постоянно объединяются, удаляя друг друга. Вскоре после того, как электроны переходят из кремния n-типа в кремний p-типа, он соединяется с дырками, а затем исчезает. Следовательно, он делает атом в целом более стабильным и дает небольшой всплеск энергии в форме крошечного светового пакета или фотона.

Working of Light Emitting Diode Working of Light Emitting Diode Работа светодиода

На приведенной выше диаграмме показано, как работает светоизлучающий диод, и пошаговый процесс на диаграмме.

  • Из диаграммы мы можем видеть, что кремний N-типа имеет красный цвет и содержит электроны, они обозначены черными кружками.
  • Кремний P-типа синего цвета, в нем есть дырки, они обозначены белыми кружками.
  • Источник питания через p-n переход вызывает прямое смещение диода и перевод электронов из n-типа в p-тип. Продвигая отверстия в обратном направлении.
  • Электрон и дырки на стыке совмещены.
  • Фотоны испускаются при рекомбинации электронов и дырок.

Типы светоизлучающих диодов

Существуют различные типы светодиодов, некоторые из которых упомянуты ниже.

  • Арсенид галлия (GaAs) - инфракрасный
  • Фосфид арсенида галлия (GaAsP) - красный к инфракрасному, оранжевый
  • Фосфид арсенида галлия алюминия (AlGaAsP) - красный, оранжево-красный, оранжевый и желтый
  • Фосфид галлия (GaP) - красный, желтый и зеленый
  • Фосфид алюминия-галлия (AlGaP) - зеленый
  • Нитрид галлия (GaN) - зеленый, изумрудно-зеленый
  • Нитрид галлия-индия (GaInN) - ближний ультрафиолетовый, голубоватый- зеленый и синий
  • Карбид кремния (SiC) - синий в качестве подложки
  • Селенид цинка (ZnSe) - синий
  • Нитрид алюминия и галлия (AlGaN) - ультрафиолетовый

Принцип работы светодиода

Принцип работы светоизлучающего диод основан на квантовой теории.Квантовая теория говорит, что когда электрон опускается с более высокого энергетического уровня на более низкий энергетический уровень, энергия излучается фотоном. Энергия фотона равна энергетической щели между этими двумя энергетическими уровнями. Если диод с PN-переходом смещен в прямом направлении, то ток течет через диод.

PCBWay PCBWay
Working Principle of LED Working Principle of LED Принцип работы светодиода

Поток тока в полупроводниках вызывается как потоком дырок в противоположном направлении тока, так и потоком электронов в направлении тока.Следовательно, будет рекомбинация из-за потока этих носителей заряда.

Рекомбинация показывает, что электроны в зоне проводимости прыгают вниз в валентную зону. Когда электроны переходят из одной полосы в другую, электроны излучают электромагнитную энергию в виде фотонов, а энергия фотонов равна запрещенной энергетической щели.

Для примера рассмотрим квантовую теорию, энергия фотона является произведением постоянной Планка и частоты электромагнитного излучения.Математическое уравнение показано

Eq = hf

Где h известна как постоянная Планка, а скорость электромагнитного излучения равна скорости света, т.е. c. Частота излучения связана со скоростью света как a f = c / λ. λ обозначается как длина волны электромагнитного излучения, и приведенное выше уравнение будет иметь вид

Eq = he / λ

Из приведенного выше уравнения мы можем сказать, что длина волны электромагнитного излучения обратно пропорциональна ширине запрещенной зоны. .В обычных кремниевых и германиевых полупроводниках этот запрещенный энергетический зазор находится между условием и валентными зонами, так что полное излучение электромагнитной волны во время рекомбинации находится в форме инфракрасного излучения. Мы не можем видеть длины инфракрасных волн, потому что они находятся вне нашего видимого диапазона.

Инфракрасное излучение называется тепловым, потому что кремний и германий полупроводники не являются прямозонными полупроводниками, а являются непрямозонными полупроводниками.Но в прямозонных полупроводниках максимальный уровень энергии валентной зоны и минимальный уровень энергии зоны проводимости не возникают в один и тот же момент электронов. Следовательно, во время рекомбинации электронов и дырок происходит миграция электронов из зоны проводимости в валентную зону, импульс электронной зоны будет изменяться.

Вольт-амперные характеристики светодиода

На рынке доступны светоизлучающие диоды различных типов, и существуют различные характеристики светодиодов, в том числе цветовой свет или длина волны излучения, интенсивность света.Важная характеристика светодиода - цвет. При запуске светодиода используется только красный цвет. Поскольку использование светодиодов расширяется с помощью полупроводникового процесса и исследования новых металлов для светодиодов, были сформированы различные цвета.

I-V Characteristics of LED I-V Characteristics of LED ВАХ светодиода

На следующем графике показаны приблизительные кривые между прямым напряжением и током. Каждая кривая на графике обозначает свой цвет. В таблице приведены сводные характеристики светодиодов.

Characteristics of LED Characteristics of LED Характеристики светодиода
Применение светоизлучающих диодов

Существует множество применений светодиода, некоторые из которых описаны ниже.

  • Светодиод используется в качестве лампочки в домах и на производстве.
  • Светодиоды используются в мотоциклах и автомобилях.
  • . Они используются в мобильных телефонах для отображения сообщений.
  • . На светофорах используются светодиоды.
Преимущества светодиодов
  • Стоимость светодиодов меньше и они крошечные.
  • С помощью светодиодов регулируется электричество.
  • Яркость светодиода меняется с помощью микроконтроллера.

В этой статье мы обсудили принцип работы и применение светоизлучающих диодов. Надеюсь, прочитав эту статью, вы получили некоторую основную и рабочую информацию о светодиодах. Если у вас есть какие-либо вопросы об этой статье или о электрическом проекте последнего года, пожалуйста, не стесняйтесь оставлять комментарии в разделе ниже.Вот вам вопрос, Что такое светодиод и как он работает?

.

фазовых диаграмм твердое тело-жидкость: олово и свинец

Предположим, у вас есть смесь 67% свинца и 33% олова. Это смесь из первой кривой охлаждения, построенной выше. Предположим, он находится при температуре 300 ° C.

Это соответствует набору условий в области фазовой диаграммы, обозначенной как расплавленное олово и свинец.

 

 

А теперь подумайте, что произойдет, если вы охладите эту смесь. В конце концов температура упадет до точки, где она пересекает линию в следующую область диаграммы.

В этот момент смесь начнет давать твердый свинец - другими словами, свинец (но не олово) начинает замерзать. Это происходит при температуре около 250 ° C.

 

 

Возникла небольшая проблема, потому что вы можете встретить два разных способа объяснения того, что происходит дальше. Мы посмотрим на оба.

 

Задумываясь об изменении состава жидкости

При замерзании первого свинца состав оставшейся жидкости изменяется.Очевидно, он становится пропорционально богаче оловом. Это немного снижает точку замерзания свинца, и поэтому следующий кусок свинца замерзает при немного более низкой температуре, оставляя жидкость еще более богатой оловом.

Этот процесс продолжается. Жидкость становится все богаче и богаче оловом, а температура, необходимая для замораживания следующей партии свинца, продолжает падать. Набор условий температуры и состава жидкости по существу движется вниз по кривой - пока не достигнет точки эвтектики.

 

 

После достижения точки эвтектики, если температура продолжает падать, вы, очевидно, просто попадаете в область смеси твердого свинца и твердого олова - другими словами, вся оставшаяся жидкость замерзает.

Если вы еще не сталкивались с таким взглядом на это, то, пожалуйста, не учите его сейчас! Второй способ больше соответствует тому, как мы смотрим на другие фазовые диаграммы, и на самом деле о нем не нужно думать.

 

Думая о составе системы в целом

Мы видели, что по мере того, как жидкость постепенно замерзает, ее состав меняется. Но если вы посмотрите на систему в целом, очевидно, что пропорции свинца и олова остаются неизменными - вы ничего не убираете и ничего не добавляете. Все, что происходит, - это то, что все меняется от жидкостей к твердым.

Итак, предположим, что мы продолжаем охлаждение за пределами температуры, при которой появляется первый твердый свинец, и температура падает до точки, показанной на следующей диаграмме - точки, четко находящейся в области «твердый свинец и расплавленная смесь».

 

 

Что бы вы увидели в смеси? Чтобы выяснить это, вы проводите горизонтальную линию связи через эту точку, а затем смотрите на ее концы.

 

 

На левом конце у вас 100% преимущество. Это твердый свинец, который замерз из смеси. В правом конце у вас есть состав жидкой смеси. Теперь он намного богаче оловом, чем вся система, потому что, очевидно, выделилось изрядное количество твердого свинца.

По мере того, как температура продолжает падать, состав жидкой смеси (показанный правым концом соединительной линии) будет приближаться к эвтектической смеси.

 

 

Он наконец достигнет эвтектического состава, когда температура упадет до температуры эвтектики - и тогда вся партия замерзнет.

Очевидно, что при температуре ниже температуры эвтектики вы находитесь в области твердого свинца и твердого олова.Это довольно очевидно!

 

Если вы охладите жидкую смесь в правой части фазовой диаграммы (справа от эвтектической смеси), все будет работать точно так же, за исключением того, что вместо твердого свинца образуется твердое олово. Если вы уже поняли, что произошло раньше, понять, что происходит, совсем не сложно.

Наконец. . . что произойдет, если вы охладите жидкую смесь, имеющую в точности эвтектический состав?

Он просто остается жидкой смесью до тех пор, пока температура не упадет настолько, что все затвердеет.Вы никогда не попадете в неудобные участки фазовой диаграммы.

 

Смеси оловянно-свинцовые в качестве припоя

Традиционно в качестве припоя использовались смеси олова и свинца, но их использование постепенно прекращается из-за проблем со здоровьем, связанных со свинцом. Это особенно актуально, когда припой используется для соединения водопроводных труб, в которых вода используется для питья. Новые припои без свинца были разработаны как более безопасная замена.

Типичные старомодные припои включают:

  • 60% олова и 40% свинца.Это близко к эвтектическому составу (62% олова и 38% свинца), что дает низкую температуру плавления. Он также будет плавиться и чисто замерзать в очень ограниченном диапазоне температур. Это полезно для электромонтажных работ.

  • 50% олова и 50% свинца. Он будет плавиться и замерзать в более широком диапазоне температур. Когда он расплавится, он начнет замерзать при температуре около 220 ° C и, наконец, затвердеть при температуре эвтектики 183 ° C. Это означает, что он остается работоспособным в течение полезного количества времени.Это полезно, если он используется для сантехнических соединений.

.

3 лучшие схемы светодиодных ламп, которые вы можете сделать дома

В сообщении подробно объясняется, как построить 3 простых светодиодных лампы, используя несколько светодиодов последовательно и запитав их через цепь емкостного источника питания

ОБНОВЛЕНИЕ :

После выполнения Проведя много исследований в области дешевых светодиодных ламп, я наконец смог придумать универсальную дешевую, но надежную схему, которая обеспечивает безотказную безопасность светодиодной серии без использования дорогостоящей топологии SMPS. Вот окончательный вариант дизайна для всех вас:

Универсальный дизайн , разработанный Swagatam

Вам просто нужно отрегулировать потенциометр, чтобы установить выход в соответствии с общим прямым падением струны серии светодиодов.

Это означает, что если полное напряжение серии светодиодов составляет, скажем, 3,3 В x 50 шт. = 165 В, то отрегулируйте потенциометр, чтобы получить этот выходной уровень, а затем подключите его к цепочке светодиодов.

Это немедленно включит светодиоды на полную яркость и с полной защитой от перенапряжения и перегрузки по току или импульсных токов.

R2 можно рассчитать по формуле: 0,6 / Максимальный предел тока светодиода

Зачем нужны светодиоды

  • Светодиоды широко используются сегодня для всего, что может включать свет и освещение.
  • Белые светодиоды стали особенно популярными благодаря своим миниатюрным размерам, впечатляющим возможностям освещения и высокой эффективности с точки зрения энергопотребления. В одном из своих предыдущих постов я обсуждал, как сделать суперпростую схему светодиодной трубки, здесь концепция очень похожа, но продукт немного отличается своими характеристиками.
  • Здесь мы обсуждаем изготовление простой светодиодной лампы. СХЕМА. Под словом «лампочка» мы подразумеваем форму устройства, и его фитинги будут похожи на форму обычной лампы накаливания, но на самом деле весь корпус «лампочка» будет состоять из дискретных светодиодов, установленных рядами над цилиндрическим корпусом.
  • Цилиндрический корпус обеспечивает правильное и равномерное распределение создаваемого освещения по всем 360 градусам, так что все помещение одинаково освещено. На изображении ниже показано, как установить светодиоды на предлагаемом корпусе.

Схема светодиодной лампы, описанная здесь, очень проста в сборке, а схема очень надежна и долговечна.

Интеллектуальная функция защиты от перенапряжения, включенная в схему, обеспечивает идеальное экранирование устройства от всех скачков напряжения при включении.

Как работает схема

  1. На схеме показан один длинный ряд светодиодов, соединенных один за другим, чтобы сформировать длинную цепочку светодиодов.
  2. Чтобы быть точным, мы видим, что в основном было использовано 40 светодиодов, которые соединены последовательно. На самом деле, для входа 220 В вы, вероятно, могли бы включить около 90 светодиодов последовательно, а для входа 120 В будет достаточно около 45.
  3. Эти цифры получены делением выпрямленного 310 В постоянного тока (от 220 В переменного тока) на прямое напряжение светодиода.
  4. Следовательно, 310 / 3,3 = 93 числа, а для входов 120 В рассчитывается как 150 / 3,3 = 45 чисел. Помните, что по мере того, как мы сокращаем количество светодиодов ниже этих цифр, риск выброса при включении увеличивается пропорционально, и наоборот.
  5. Схема источника питания, используемая для питания этого массива, основана на высоковольтном конденсаторе, значение реактивного сопротивления которого оптимизировано для понижения входного высокого тока до более низкого тока, подходящего для схемы.
  6. Два резистора и конденсатор на плюсовом источнике питания расположены для подавления начального скачка напряжения при включении и других колебаний во время колебаний напряжения.Фактически, реальная коррекция помпажа выполняется C2, введенным после моста (между R2 и R3).
  7. Все мгновенные скачки напряжения эффективно поглощаются этим конденсатором, обеспечивая чистое и безопасное напряжение для встроенных светодиодов на следующем этапе цепи.

ВНИМАНИЕ: ЦЕПЬ, ПОКАЗАННАЯ НИЖЕ, НЕ ОТКЛЮЧЕНА ОТ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, ПОЭТОМУ ОПАСНО ПРИКАСАТЬСЯ В ПОЛОЖЕНИИ ПИТАНИЯ.

Принципиальная схема # 1

Список деталей
  • R1 = 1M 1/4 Вт
  • R2, R3 = 100 Ом 1 Вт,
  • C1 = 474/400 В или 0.5 мкФ / 400 В PPC
  • C2, C3 = 4,7 мкФ / 250 В
  • D1 --- D4 = 1N4007
  • Все светодиоды = белый 5-миллиметровый вход типа соломенной шляпы = сеть 220/120 В ...

Вышеупомянутый дизайн отсутствует подлинная функция защиты от перенапряжения и, следовательно, может быть серьезно подвержена повреждению в долгосрочной перспективе .... для защиты и гарантии конструкции от всех видов перенапряжения и переходных процессов

Светодиоды в вышеупомянутой схеме светодиодной лампы также могут быть защищены и их срок службы увеличен за счет добавления стабилитрона к линиям питания, как показано на следующем рисунке.

Показанное значение стабилитрона составляет 310 В / 2 Вт и подходит, если светодиодная лампа включает от 93 до 96 В. Для другого меньшего количества светодиодных цепочек просто уменьшите значение стабилитрона в соответствии с расчетом общего прямого напряжения цепочки светодиодов.

Например, если используется цепочка из 50 светодиодов, умножьте 50 на прямое падение каждого светодиода, которое составляет 3,3 В, что дает 50 x 3,3 = 165 В, поэтому стабилитрон 170 В будет хорошо защищать светодиод от любого вида скачков напряжения или колебания .... и так далее

Видеоклип, показывающий схему цепи светодиода с использованием 108 светодиодов (две последовательно соединенных цепочки из 54 светодиодов)

https: // youtu.be / xwjPZYyYdcY

Высоковаттная светодиодная лампа с использованием светодиодов мощностью 1 Вт и конденсатора

Простая высокомощная светодиодная лампа может быть построена с использованием 3 или 4 последовательно соединенных светодиодов мощностью 1 Вт, хотя светодиоды будут работать только с 30% -ной мощностью. освещенность будет поразительно высокой по сравнению с обычными светодиодами 20 мА / 5 мм, как показано ниже.

Более того, вам не потребуется радиатор для светодиодов, так как они работают только на 30% своей фактической мощности.

Точно так же, объединив 90 шт. Светодиодов мощностью 1 Вт в вышеуказанной конструкции, вы можете получить яркую и высокоэффективную лампу мощностью 25 Вт.

Вы можете подумать, что получение 25 Вт от 90 светодиодов «неэффективно», но на самом деле это не так.

Потому что эти 90nos светодиодов мощностью 1 Вт будут работать при меньшем токе на 70% и, следовательно, при нулевом уровне нагрузки, что позволит им прослужить почти вечно.

Далее они могли бы комфортно работать без радиатора, так что вся конструкция могла быть сконфигурирована в очень компактный блок.

Отсутствие радиатора также означает минимум усилий и времени, затрачиваемых на строительство.Таким образом, все эти преимущества в конечном итоге делают этот 25-ваттный светодиод более эффективным и экономичным по сравнению с традиционным подходом.

Принципиальная схема № 2

Регулирование напряжения с контролем перенапряжения

Если вам требуется улучшенная или подтвержденная система контроля перенапряжения и регулирования напряжения для светодиодной лампы, то с указанной выше 3-ваттной светодиодной конструкцией можно применить следующий шунтирующий стабилизатор:

Видеоклип:

В приведенных выше видеороликах я намеренно мигал светодиодами, подергивая провод питания, просто чтобы убедиться, что цепь на 100% защищена от перенапряжения.

Цепь полупроводниковой светодиодной лампы с регулятором яркости с использованием ИС IRS2530D

Здесь объясняется простая, но эффективная схема бестрансформаторного полупроводникового контроллера светодиодов с использованием единственной полной мостовой схемы драйвера IRS2530D.


Настоятельно рекомендуется: простой высоконадежный неизолированный драйвер светодиодов - не пропустите, полностью протестирован


Введение

Обычно схемы управления светодиодами основаны на принципах понижающего повышения или обратного хода, где схема сконфигурирован для создания постоянного постоянного тока для освещения серии светодиодов.

Вышеупомянутые системы управления светодиодами имеют свои недостатки и положительные стороны, в которых диапазон рабочего напряжения и количество светодиодов на выходе определяют эффективность схемы.

Другие факторы, например, включены ли светодиоды в параллельном или последовательном соединении, а также должны ли они быть затемнены или нет, также влияют на вышеуказанные типологии.

Эти соображения делают эти схемы управления светодиодами довольно рискованными и сложными. Схема, описанная здесь, использует другой подход и полагается на резонансный режим применения.

Хотя схема не обеспечивает прямую изоляцию от входного переменного тока, она позволяет управлять многими светодиодами с током до 750 мА. Процесс мягкого переключения, включенный в схему, обеспечивает большую эффективность устройства.

Как работает контроллер светодиодов

В основном бестрансформаторная схема управления светодиодами разработана на основе ИС управления диммером люминесцентных ламп IRS2530D. На принципиальной схеме показано, как ИС была подключена и как ее выход был изменен для управления светодиодами вместо обычной люминесцентной лампы.

Обычная ступень предварительного нагрева, необходимая для лампового освещения, использовала резонансный резервуар, который теперь эффективно заменен LC-схемой, подходящей для управления светодиодами. Поскольку ток на выходе является переменным током, необходимость в мостовом выпрямителе на выходе стала обязательной. ; это гарантирует, что ток непрерывно проходит через светодиоды во время каждого цикла переключения частоты.

Измерение переменного тока осуществляется резистором RCS, размещенным поперек общего провода и нижней части выпрямителя.Это обеспечивает мгновенное измерение переменного тока амплитуды выпрямленного тока светодиода. Вывод DIM ИС получает указанное выше измерение переменного тока через резистор RFB и конденсатор CFB.

Это позволяет контуру управления диммером ИС отслеживать амплитуду тока светодиода и регулировать ее, мгновенно изменяя частоту схемы переключения полумоста, так что напряжение на светодиодах поддерживает правильное среднеквадратичное значение.

Контур диммера также помогает поддерживать постоянный ток светодиода независимо от напряжения в сети, тока нагрузки и изменений температуры.Независимо от того, подключен ли один светодиод или группа последовательно, параметры светодиода всегда правильно поддерживаются IC.

В качестве альтернативы конфигурация может также использоваться в качестве сильноточной бестрансформаторной цепи питания.

Принципиальная схема № 3

Оригинал артикула

.

Простая схема солнечного освещения для сада - с автоматическим отключением

Очень простая автоматическая система солнечного освещения для освещения проходов в саду может быть построена с использованием некоторых светодиодов, аккумуляторной батареи и небольшой солнечной панели. Система автоматически включает лампы в сумерках и выключает их на рассвете.

Как это работает

Схема чрезвычайно проста и может быть понята по следующим пунктам:

Как видно на данной принципиальной схеме, конструкция в основном состоит из солнечной панели, транзистора PNP, нескольких светодиодов, аккумулятор и несколько резисторов.

Транзистор - единственный активный компонент, который позиционируется как переключатель для предотвращения попадания напряжения батареи на подключенные светодиоды в дневное время.

В дневное время солнечная панель вырабатывает необходимое количество напряжения, которое подается на аккумулятор через диод 1N4007 и резистор R *. Это напряжение постепенно заряжает аккумулятор от рассвета до заката.

Выбор резистора ограничителя тока

Значение резистора R * должно быть отрегулировано в соответствии со спецификациями батареи для ограничения чрезмерного тока.

Резистор также служит токоограничивающим резистором для подключенных светодиодов, когда транзистор включен.

Здесь оно было рассчитано как 10 Ом.

Пока солнечная панель генерирует оптимальное количество энергии, положительный потенциал на базе транзистора удерживает его в выключенном состоянии.

Однако, когда наступают сумерки, солнечное напряжение начинает падать, и когда оно падает ниже номинала стабилитрона, транзистор начинает медленно проводить, постепенно освещая светодиоды.

При полном отсутствии солнечного света или в полной темноте транзистор полностью проводит с помощью резистора 1K и обеспечивает полную яркость светодиодов.

На следующее утро цикл повторяется снова.

Схема может быть изменена множеством различных способов.

Принципиальная схема

Вышеупомянутая диаграмма также может быть построена следующим образом. Теперь это выглядит более разумным, поскольку резистор удален с эмиттера для облегчения эффективного срабатывания транзистора.

Дизайн печатной платы

Список деталей

На схеме показан неправильный номер транзистора (8050), используйте вместо него 8550.

Рекомендуемые характеристики солнечных панелей

6-8 В / 2 Вт

Напряжение - 6 В

Ток - 330 мА

Вышеупомянутые конструкции также могут быть воспроизведены с использованием двух транзисторов NPN, как показано на следующей диаграмме:

Solar Pathway Light Схема с постоянным напряжением

Если литий-ионная батарея предназначена для использования в описанной выше схеме, функция постоянного напряжения становится критически важной для сохранения срока службы батареи и ее продления.

Следующая схема показывает, как это можно сделать, добавив простую схему регулятора повторителя напряжения:

Если используется литий-ионная батарея 3,7 В, обязательно отрегулируйте предустановку 10K для достижения ровно 4 В на выходных точках, где аккумулятор должен быть подключен, выполните эту регулировку, не подключая аккумулятор.

Уровень 4 В гарантирует, что аккумулятор никогда не будет перезаряжен (при 4,2 В), а также позволяет схеме заряжать аккумулятор без источника постоянного тока.

1,5 В солнечный садовый светильник с расширенными функциями

Следующий садовый светильник на солнечной энергии был разработан г-ном Гуидо, который включает в себя дополнительные функции, такие как отключение перезаряда и низкого заряда аккумулятора, а также триггер Шмидта.

Это гарантирует, что подключенный аккумулятор никогда не будет заряжаться или разряжаться сверх опасного уровня.

Главной достопримечательностью схемы является использование одной перезаряжаемой ячейки фонарика AAA, которая способна зажигать 3.Светодиод высокой яркости 3 В через подключенную схему джоулева вора.

О компании Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть какие-либо вопросы, связанные со схемой, вы можете взаимодействовать с ними через комментарии, я буду очень рад помочь!

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *