Схема электрическая светодиодного светильника: О драйверах светодиодных светильников — sxemy-podnial.net

Содержание

О драйверах светодиодных светильников — sxemy-podnial.net

Предлагаю вашему вниманию схемы драйверов светодиодных светильников, которые мне пришлось недавно ремонтировать. Начну с простой (фото 1, справа) и схема на рисунке 1.

Светодиодные светильники. Фото 1.Драйвер светодиодного светильника на CL1502. Рис. 1.

В схеме этого драйвера установлена микросхема CL1502. Микросхем с подобными функциями выпущено уже много, и не только в корпусе с 8 ножками. На эту микросхему в интернете есть много технических данных, к примеру в [1]. Собран драйвер по «классической» схеме. Неисправность была в выгорании пары светодиодов. Первый раз просто закоротил их, так как находился вдали от «цивилизации». Тоже сделал и во второй раз. И когда сгорела третья пара, я понял, что жить этому светильнику осталось мало. Простым закорачиванием пар светодиодов, так просто не обойдёшься. Требовалось что-то по-кардинальные. Ранее я изучал схемотехнику и работу подобных микросхем, с целью укоротить светодиодную лампу, в корпусе трубчатой стеклянной люминисцентной 36 Ватт, с длины 120 сантиметров в 90, так как был в наличии такой светильник, установленный над рабочим столом. И всё удалось и работает. А здесь. Насколько я понял работу подобных светильников, с применением таких драйверов, то ничего плохого не должно происходить после закорачивания хотя бы всех светодиодов, кроме последней пары. Ведь всё в них решает датчик тока, в данной схеме это резисторы R3 и R4. Напряжение выделенное этими резисторами, попадая через выводы 7 и 8 микросхемы CL1502 к компаратору выключения силового ключа работают отлично. Но что-то всё же жжёт светодиоды. Но что? Моё предположение — их жжёт сам драйвер! Светодиоды применённые в этом светильнике, похожи на 2835SMDLED (0,5 Вт одного светодиода). И если это действительно они, то заявленная мощность светильника вполне оправдана. Но у меня, сильные подозрения, что в светильнике стоят 3528SMDLED, которые имеют параметры, чуть ли не на порядок ниже. Но понять мне это очень трудно, так как на SMD светодиодах нет обозначений. Что сделал я? Я убрал с платы резистор R4. При этом уменьшился ток через светодиоды и… светодиоды перестали сгорать. Что интересно, в строительном вагончике, в котором стояли три светильника одного типа, последовательно пришлось ремонтировать все три. И везде пришлось снять по одному резистору. И да, везде упал световой поток, хотя глазом это и трудно определить, но если сравнивать, то заметно.

В другом вагончике, было два светильника с внешними размерами 595х595 мм.. И они тоже «горели». В этих светильниках ячейки состояли из четырёх светодиодов в параллели и было таких 28 ячеек. Так как и там была подобная схема (поднять не удалось), то просто выпаял по одному резистору.

В итоге, можно сделать вывод, что ремонт можно выполнять, по подобной методике, то есть уменьшать ток через светодиоды, так как лучше, пусть светят темнее, чем совсем погаснут. Хотя конечно, правильнее поменять все светодиоды на 2835SMDLED, но это при их наличии.

Драйвер светодиодного светильника на B77CI. Рис. 2.

Схема второго драйвера, изображённого на рисунке 2, я «поднял» со светильника, который нашёл в металлоломе, с механическими поломками корпуса. На рисунке 3 схема четырёх плат светодиодов по 9 Вт каждая. Хотел снять светодиоды для запчастей. И даже, не сразу заметил невзрачную коробочку с драйвером. Схема оказалась почти «монстром».

Фонарь светодиодного светильника. Рис. 3.Внешний вид платы драйвера на B77CI. Фото 2.

Наличие двух микросхем, двух мощных полевых транзисторов, двух дросселей и двух электролитических конденсаторов 220 мк х 100 В включенных параллельно, указывало на то, что разработчики поработали на славу. Так же присутствует довольно хорошая схема фильтров (смотрите фото 2). Микросхема DX3360T — это, по всей видимости, стабилизатор напряжения, и возможно, с корректором мощности. Я в интернете нашёл только невзрачную картинку, без описания. А на микросхему B77CI не нашёл ни чего, и названия выводов на схеме ставил, по интуиции. В работе этот драйвер не видел. Но предполагаю хорошую работу. Но если, придётся уменьшать ток через светодиоды, то нужно или убрать с платы один-два резистора Rs4..Rs6, или менять на другие, расчётные.

И ещё. Совсем не понятно, как в подобных светильниках организован отвод тепла от светодиодов. Ведь они запаиваются на платки из фольгированного стеклотекстолита, шириной в 5 мм. и толщиной примерно в 1 мм.? Думаю, что почти ни как. Всё ширпотреб.

Литература:
1. https://www.dianyuan.com/upload/community/2014/04/10/1397117125-79110.pdf

Устройство, схема подключения светодиодного светильника

Самым эффективным способом сокращения электропотребления в быту является переход на искусственное освещение помещений в доме или квартире с использованием светодиодов, которые из всех типов ламп являются самыми высокоэффективными. Например, по сравнению с обычной лампой накаливания их энергопотребление более чем в 10 раз меньше при одинаковом световом потоке.

А кроме того светодиодные лампы во много раз превосходят люминесцентные энергосберегающие по сроку службы. Устанавливая светодиодные светильники Вы содействуйте сохранению окружающей среды благодаря тому, что сокращается выделение продуктов горения топлива в атмосферу от работы электростанций.

К основным достоинствам светодиодов относятся: экономичность, компактность, простота установки и отсутствие вредного влияния как на человека, так и природу. Будущее именно за ними и Я уверен, что они вскоре вытеснят популярные сегодня компактные энергосберегающие лампы, у которых КПД и срок службы гораздо меньше.

Главный недостаток, который сдерживает всеобщее применение светодиодных светильников- это их цена. В Минске качественный светодиодный светильник дешевле, чем за 50 у. е. не найти, но уже наметилась тенденция по снижению цен на светодиодную продукцию. На лампочки уже значительно снизились цены и они приближаются к энергосберегающим. Например, месяц назад Я заказал на известном китайском аукционе светодиодные лампы по цене 6 у. е. за штуку, которые светят как 75 Вт лампа накаливания, а потребляют всего 5 Ватт электроэнергии.

Устройство светодиодного светильника.

Светильник состоит из корпуса с отражателем и набора небольших светодиодов. Светодиоды сильно греются, поэтому для их охлаждения используются специальный радиатор. На место соприкосновения светодиода и радиатора наносится термопаста, улучшающая контакт между ними, а значит и отвод тепла. Перегрев приводит к преждевременной поломке светодиодов, поэтому всегда при установке своими руками учитывайте, что должно быть свободное место вокруг радиатора и желательно не замкнутое.

Не устанавливайте светодиодный светильник возле нагревающихся поверхностей, приборов и т. п.

Сумма мощностей всех светодиодов и будет составлять общую мощность светильника. Количество светодиодов может варьироваться от одного до нескольких десятков, которые включаются в одну общую электрическую цепь и управляемой специально собранной схемой, подключенной через блок питания.

Если Вам необходимо функция диммирования или изменение уровня яркости, то Вам понадобятся специальные регуляторы и лампы с функцией диммирования. Подробнее об этом читайте в следующей нашей статье.

При выборе светодиодного светильника необходимо учитывать доступность ламп для замены, особенно обращаем внимание на тип цоколя (патрона). Прежде чем отправляться за покупкой в магазин рекомендую прочитать нашу статью «Как правильно выбрать светильник или люстру для дома«.

Светодиодная лампа на 220 Вольт состоит, как правило из одного или нескольких сверхъярких светодиодов, которые защищает светорассеиватель или пластиковая колба. К патрону подключается драйвер или электронная схема преобразования электрического тока и питания светодиодов. За отвод тепла отвечает радиатор, который устанавливается под светодиодом.

Как подключить светодиодный светильник

Светодиоды работают на постоянном токе! Внимание! Обращайте внимание при покупке на рабочее напряжение светодиодной лампы, если рабочее напряжение равно 220 Вольт, то значит схема блока питания встроена в лампу и Вы можете напрямую подключить ее к электросети дома или квартиры по общей схеме подключения светильника или люстры.

А если светодиодный светильник или лампа на 12 или 24 Вольта, то для нормальной его работы необходимо переменное напряжение 220 Вольт преобразовать в постоянное и уменьшить до необходимой величины, а для этого нужно собрать диодный мостик и установить гасящий резистор и емкость. Я рекомендую использовать вместо всего этого покупной блок питания заводской конструкции, который надежен, безопасен и долговечен.

При покупке блока питания главное, на что необходимо обратить внимание- это на величину выходного напряжения (12/24 В) и максимально допустимой величины тока (350 / 700 mA и др. )

Необходимые данные Вы найдете в инструкции к светильнику или благодаря надписям на нем или лампе. Мощность блока питания лучше брать не меньше, чем с 20 процентным запасом. Для перевода в Ватты необходимо Миллиамперы умножить на 1000 для перевода в Амперы, а затем амперы умножить на рабочее напряжение, полученная величина и будет мощностью, потребляемой светильником или лампой.

Прежде, чем приступать к подключению светильника во избежание его поломки убедитесь, что блок питания не подключен к электросети.

Подключение производится к источнику питания со строгим соблюдением полярности «-» и «+».

Если необходимо подключить несколько светодиодных светильников к одному блоку питания, тогда соединяем их параллельно: плюсовые провода от всех светильников подключаются к «плюсу» блока питания, а к «минусу»- минусовые выводы (как изображено на схеме).

Помните! Максимальное количество светильников, подключаемых к одному блоку питания в общей сумме не должно превышать его мощности! А сечение используемых электрических проводов или кабелей должно быть достаточным для прохождения соответствующей силы тока!

Из своей многолетней практики электрика отмечу, что не стоит покупать светодиодные светильники или лампы на 12 или 24 В для дома. Гораздо проще купить и подключить своими руками обыкновенный накладной, встраиваемый светильник или люстру. Для них практически под все распространенные цоколи или патроны выпускаются светодиодные лампы на 220 Вольт, которым не нужен для подключения блок питания. Они подключаются на прямую к электропроводке, так же как и лампы накаливания или компактные энергосберегающие.

Устройство и схема подключения светодиодного светильника

Если вы хотите снизить финансовые затраты на электроэнергию, пожалуй самым эффективным способом будет являться переход с ламп накаливания или галогенных ламп на использование специальных светодиодов. Энергопотребление таких ламп по сравнению с лампами накаливания будет во много раз меньше, тогда как световой поток останется неизменным.

Если сравнивать светодиоды с люминесцентными энергосберегающими лампами, превосходство также будет на их стороне — срок службы таких ламп существенно больше. Если вы заботитесь об экологии окружающей среды, светодиодные источники света также будут здесь на первом месте.

Содержание статьи

Достоинства светодиодных ламп

Исходя из вышестоящего текста, светодиоды обладают такими достоинствами как экономичность, долгий срок службы и отсутствие негативного влияния на экологию планеты и человека. К этому можно добавить компактность таких ламп, простоту установки, а также отсутствие нагрева лампы во время работы. Светодиодные лампы обладают самыми лучшими характеристиками среди других популярных на сегодняшний момент.

Единственный недостаток, свойственный светодиодным лампам, часто сдерживающий человека от их покупки — цена. Качественный светодиодный источник света стоит гораздо дороже аналогов, однако тенденция снижения цен на рынке на светодиодную продукцию уже наметилась. Цены на светодиоды постепенно снижаются, благодаря этому они становятся доступными для любого человека. Светодиоды можно заказать в интернете, на популярных сейчас китайских аукционах, по довольно низкой цене. Такие лампы излучают свет как обычная 75 Вт лампочка, а потребляют энергии всего 5 Ватт.

Устройство светодиодной лампы (светильника)

Строение светодиодного светильника довольно просто: несколько светодиодов и корпус со специальным отражателем. Для охлаждения светодиодов в лампе присутствует специальный радиатор, в месте соприкосновения которого со светодиодом проложен слой термопасты, улучшающей контакт, а также отвод тепла. Если светодиод перегреется, поломки лампы не избежать, поэтому при ее установке обязательно оставляйте свободное незамкнутое пространство вокруг радиатора. Также нельзя устанавливать светодиодную лампу возле нагревающихся поверхностей и приборов.

Общая мощность светильника будет равна сумме мощности всех входящих в нее светодиодов. Светодиодов может быть как совсем небольшое количество, например один, так и несколько десятков. Все эти светодиоды включены в общую электрическую цепь и управляются специально собранной схемой, подключенной через блок питания.

Светодиодная лампа мощностью 220 В состоит из нескольких светодиодов, которые защищены пластиковой колбой или светорассеивателем. К патрону подключена электронная схема преобразования тока. Радиатор для отвода тепла установлен под светодиодом.

Функциональность светодиодной лампы

Для возможности регулировать яркость светового потока и подключения диммера, нужно приобрести специальные светодиодные лампы с возможностью такой регулировки, а также специальные регуляторы.

Обратите внимание также на тип цоколя (патрона), он должен подходить к выбранным вами корпусам (светильникам). Для удобства поика нужных ламп для замены в дальнейшем, можно сохранить упаковку.

Подключение светодиодного светильника

Для работы светодиодов нужен постоянный ток. Если вы покупаете светильник для использования в стандартной квартире или доме с рабочим напряжением сети 220 В, вам нужно искать светодиодную лампу, на упаковке которой будет указана мощность 220 В. Это означает, что схема блока питания уже встроена в лампу и она подключается напрямую к вашей электросети по схеме подключения светильника (люстры).

Если же на упаковке светодиодной лампы указано значение 12 или 24 В, это означает, что для нормальной ее работы нужен преобразователь напряжения. Для этого возможно использовать специальный заводской блок питания, продающийся в специализированных отделах. Такой блок прослужит вам долгое время, он безопасен и надежен.

Если вы решили приобрести такой блок, обратите внимание на необходимую для ваших светодиодных ламп величину входного напряжения — 12 или 24 Вольта и максимально допустимую величину тока — 350 mA, 700 mA или другие значения.

Все необходимые данные можно посмотреть на упаковке светильника или в инструкции. Мощность блока питания должна быть с запасом, не менее чем 20%. Для правильного подсчета мощности следует mA умножить на 1000 (для перевода в Амперы), а затем амперы умножить на рабочее напряжение. Таким образом вы получите число, составляющее потребляемую мощность вашего светодиодного светильника.

Перед подключением лампы следует убедиться в том, что блок питания отключен от электросети, иначе поломки не избежать.

Произведите подключение к источнику питания, строго соблюдая полярность.

Подключение нескольких светодиодных светильников

Можно подключить несколько светодиодных ламп к одному блоку питания, для этого потребуется соединить их параллельно, плюсовые провода от всех светильников подключаются к «плюсу» блока питания, а к «минусу»- минусовые выводы (используйте схему).

Обязательно нужно помнить, что мощность всех светильников, которые вы подключаете к одному блоку питания, не должны превышать его мощности. Также внимание следует обратить на сечение используемых электрических проводов — оно должно быть достаточным для прохождения соответствующей силы тока.

Однако если вы хотите использовать светодиодные лампочки в своем доме или квартире, лучшим вариантом будет приобрести лампу, подходящую к вашему рабочему напряжению. Подключение такого встраиваемого светильника не составит для вас никакого труда и займет минимальное количество времени.

Светодиодные лампы 220 Вольт в настоящее время весьма распространены и вы легко подберете лампу с подходящим для вашего светильника или люстры цоколем или патроном. Для подключения этой лампы не нужен дополнительный блок питания, ее подключают напрямую к электросети как обычные лампы накаливания, галогенные или энергосберегающие лампы. Такой светодиодный светильник будет радовать вас качеством долгое время.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:

Ремонт светодиодного LED прожектора своими руками

Одним из современных видов светодиодных источников света для уличного освещения является светодиодный прожектор. Электрическая схема светодиодного прожектора принципиально не отличается от схемы светодиодной лампы. Основное отличие заключается в их конструкции, так как требуется обеспечить работоспособность в широком диапазоне температур в условиях осадков. Поэтому ремонт прожекторов своими руками мало чем отличается от ремонта светодиодных ламп и даже проще, так как не возникает трудностей при разборке. Для получения доступа к драйверу и светодиодам прожектора достаточно отвинтить всего несколько винтов.

Ремонт маломощного светодиодного прожектора

Попали мне в ремонт два одинаковых светодиодных прожектора типа СДО01-10 мощностью 10 Вт. При внешнем осмотре сразу была обнаружена неисправность у одного из них – частичное отслоение защитного слоя и наличие темного пятна на светоизлучающей поверхности светодиодной матрицы.

Надежда на ремонт прожектора с неисправной светодиодной матрицей сразу исчезла, так как стоимость такого светодиодного излучателя обычно превышает половину стоимости прожектора. Да и приобрести новую матрицу весьма проблематично, так как на светодиодах обычно нет маркировки и определить тип нестандартного излучателя сложно. Внешний вид второго прожектора не вызвал вопросов.

Решил упростить задачу ремонта, переставив драйвер прожектора со сгоревшей матрицей в прожектор с исправной. Но снятие задних крышек показало, что в обоих прожекторах драйверы неисправны.

В обоих драйверах перегорели защитные резисторы номиналом 1 Ом, что свидетельствовало о пробое одного из диодов диодного мостика или ключевого транзистора.

Прозвонка мультиметром показала, что пробит переход у ключевого n-p-n транзистора D13005K и управляющего S8050.

Резистор и транзисторы были выпаяны и заменены исправными, но прожектор не заработал. Дальнейший поиск неисправного элемента привел к оптопаре обратной связи, которая оказалась в обрыве. На фотографии оптопара находится слева вверху. После замены оптопары светодиодный прожектор заработал.

Электрическая схема светодиодного прожектора

На фотографии приведена типовая электрическая схема драйвера светодиодного прожектора. Принцип работы схемы любого драйвера прожектора одинаковый.

Напряжение из бытовой сети подается на вход драйвера через предохранитель F1, фильтруется с помощью LС элементов и выпрямляется диодным мостом. Далее сглаживается электролитическим конденсатором С13. На выводах конденсатора создается напряжение постоянного тока величиной около 280 В.

С конденсатора C13 напряжение подается через токоограничивающие резисторы на стабилитрон D12 и вывод 6 микросхемы. Стабилитрон обеспечивает питание микросхемы напряжением 9 В, которое является опорным для работы драйвера в целом. С конденсатора C13 напряжение поступает также через обмотку трансформатора Т1.1 на вывод полевого транзистора Q1 работающего в ключевом режиме.

Работает драйвер следующим образом. С вывода 5 микросхемы на затвор транзистора Q1 поступают высокочастотные импульсы, благодаря которым сопротивление между его стоком и истоком становиться близким к нулю. В этот момент через первичную обмотку трансформатора проходит ток, благодаря которому на вторичной обмотке появляется напряжение. Оно выпрямляется быстродействующим диодом SF28 и сглаживается электролитическим конденсатором SC1. Величина тока, протекающего через LED матрицу, определяется величиной сопротивления резисторов, установленных с 3 вывода микросхемы на общий провод.

Наиболее часто выходят из строя – электролитические конденсаторы (их легко определить по внешнему виду — вспучены), диоды мостового выпрямителя, полевой транзистор, высокочастотный диод и стабилитрон (в случае его обрыва выходит из строя микросхема).

Причина перегорания светодиодной матрицы в прожекторе

Обычно светодиодные матрицы выходят из строя из-за перегрева. Решил разобраться, почему в данном прожекторе, несмотря на толстостенный дюралюминиевый корпус, являющийся одновременно и радиатором перегорела светодиодная матрица.

Первое, что бросилось в глаза, это крепление матрицы с помощью двух винтов, а не четырех, что предусмотрено ее конструкцией. Головки винтов были конической формы, что могло привести при сильном закручивании винтов к деформации подложки матрицы.

После отпайки токоподводящих проводников и откручивания винтов матрица легко отделилась от корпуса прожектора. На снимке внешний вид. Выборки в углах подложки вместо отверстий снижают вероятность равномерного прижима ее к радиатору.

Причина выгорания светодиодной матрицы стала очевидной после осмотра ее обратной стороны. Участок подложки, противоположный прогоревшему участку со светодиодами не был покрыт теплопроводящей пастой, хотя паста на корпусе прожектора была нанесена равномерно.

Обычно участок радиатора, к которому прижимается тепловыделяющий элемент, шлифуется. В прожекторе это правило нарушено вдвойне, так как площадь корпуса, к которой прижимается светодиодная матрица, не шлифована, и еще окрашена краской типа шагрень, что существенно снижает отвод тепла с матрицы.

Исходя из вышесказанного, можно сделать заключение, что светодиодная матрица вышла из строя из-за перегрева по причине плохого ее прижима к корпусу прожектора при сборке.

Перед установкой матрицы в корпус прожектора, место ее контакта было обработано наждачной бумагой до блеска алюминия и нанесена свежая термопаста.

Ремонт мощного светодиодного прожектора

Еще раз пришлось столкнуться с ремонтом более мощного прожектора типа СДО01-30 мощностью 30 Вт.

Внешний вид прожектора представлен на фотографии. По габаритным размерам он несколько больше, а конструкция прожектора повторяет конструкцию выше представленной модели.

После снятия задней крышки с прожектора и осмотра внешнего вида радиоэлементов на печатной плате, деталей с подозрительным внешним видом обнаружено не было.

Осмотр печатной платы после ее снятия со стороны печатных проводников сразу выявил два перегоревших резистора, R8 (2 Ом) и R22 (1 Ом). Обычно низкоомные резисторы перегорают от большого протекающего через них тока при пробое полупроводниковых приборов или конденсаторов. Рядом с резисторами находился полевой мощный транзистор SVD4N65F, который и оказался при прозвонке неисправным. Электрической схемы прожектора в наличии не было и пришлось номиналы сгоревших резисторов узнать, вскрыв исправный прожектор такого же типа.

Неисправные резисторы и транзистор были выпаяны и дополнительно проверены на печатной плате все остальные полупроводниковые элементы. После запайки исправных резисторов и транзистора в печатную плату прожектор заработал.

Как видите, владея навыками работы с мультиметром и паяльником можно успешно ремонтировать любые светодиодные прожекторы своими руками.

Отремонтированный прожектор уже несколько лет исправно работает. Второй тоже недавно отремонтировал, благодаря появлению нового типа LED матриц, для которых не нужен дополнительный драйвер, так как он уже установлен на подложке матрицы. Матрицы по цене не дороже классических изделий.

В дополнение удалось не только восстановить работоспособность прожектора, но и увеличить его мощность в три раза, при этом добиться нулевого коэффициента пульсаций.

Установка светодиодного светильника | Строительный портал

Постоянное увеличение стоимости энергоресурсов, необходимость их экономии, актуальность сохранности окружающей среды подтолкнули человечество к использованию светодиодов в качестве источников света. Легкие в монтаже, удобные в использовании, не оказывающие негативного влияния на человека и природу в целом, они постепенно вытесняют еще недавно популярные компактные энергосберегающие лампы.

Устройство светодиодного светильника
Схема светодиодного светильника
Как собрать светодиодный светильник?
Монтаж светодиодного светильника
Подключение светодиодного точечного светильника
Как заменить точечную лампу в светильнике?

Итак, чтобы понять преимущества светодиодных ламп, необходимо разобраться, из чего они состоят и какой у них принцип работы.

Устройство светодиодного светильника

Лампа состоит из набора светодиодов, которые соответствуют суммарной мощности лампы, управляющей схемы и корпуса с отражателем. Светодиодные лампы, предназначенные для бытового использования, оборудуются стандартным цоколем Е14 или Е27 для замены обычных ламп накаливания. Количество светодиодов может быть различно – от одного до нескольких десятков, включенных в одну цепочку и подключенных к управляющей схеме через блок питания.

Так как светодиод при своей работе выделяет значительное количество тепла, его обязательно нужно охлаждать. Прекрасно справляются с отводом тепла радиаторы, к которым прикрепляются светодиоды. Следует обратить внимание, что в точке соприкосновения светодиода и радиатора должна использоваться специальная термопаста, обеспечивающая хорошую теплопередачу. В противном случае, при постоянном перегреве светодиода, его срок службы значительно сокращается.

На фото представлено несколько видов радиаторов для светодиодов.

Схема светодиодного светильника

Обычная схема управления светодиодами в светильнике выглядит так:

На входе устанавливаются гасящий резистор и емкость – они исполняют роль понижающего блока питания. Далее, так как светодиоды питаются только постоянным током, устанавливается диодный мост, преобразующий переменное напряжение в постоянное. В представленной схеме все светодиоды соединены последовательно, но это не единственный способ их соединения. Такие «лампочки» можно соединить параллельно друг ко другу или смешанным способом, как показано ниже.

Параллельное соединение светодиодов. Обязательно последовательно к каждой лампе должен присоединяться токоограничивающий резистор для предохранения светодиода от пробоя.

Смешанное соединение светодиодов. В данном случае каждая группа из последовательно соединенных ламп соединена параллельно по отношению друг ко другу.

Недостатком последовательного соединения является то, что в случае выхода из строя одного элемента цепи, вся сборка не сможет работать, так как в цепи образовался обрыв. Если светодиод не просто перегорит, а произойдет его пробой, то в таком случае цепь не прервется, но так как напряжение питания осталось неизменным, а количество потребителей уменьшилось, они все начнут работать с перегрузкой и, в конце концов, перегорят. Это касается и схем смешанного соединения. Наиболее надежная в этом случае параллельная схема подключения светодиодного светильника, даже если выйдет из строя половина ламп, он сможет продолжать выполнять свои функции, пусть и не в полную силу. Но такие схемы наиболее дорогие, поэтому используются достаточно редко.

Как собрать светодиодный светильник?

Благодаря современным технологиям и разнообразию светодиодов, которые продаются в электротехнических магазинах и строительных супермаркетах, собрать светильник из светодиодов не представляет большого труда. Для начала нужно определиться, какой вид освещения предпочтителен для выбранного помещения. Например, если это коридор в прихожей, то нет необходимости устанавливать точечные светильники, а будет более эстетично использовать светодиодную ленту, которую вполне можно смонтировать самостоятельно, приклеив ее по периметру потолка.

Продается она полностью готовой к монтажу, с одной стороны ее конец закрыт заглушкой, предохраняющую контакты от окисления, а другая имеет выводные провода, которые присоединяются к блоку питания с соблюдением полярности. В зависимости длины ленты и, соответственно, ее мощности, необходимо подобрать блок питания (LED-драйвер), который бы смог питать всю цепочку без перегрузки. В одном метре такой ленты может быть размещено до 60 светодиодов. Как правило, выбирают блок питания, который имеет мощность на 10-15% выше номинальной нагрузки. Такие устройства крайне не рекомендуется закрывать в небольших нишах с ограниченной вентиляцией, так как LED-драйверы могут при своей работе выделять значительное количество тепла. Как вариант – использовать блоки питания с принудительной вентиляцией.

Если для прихожей вполне пойдет светодиодная лента, то для зала или спальни она окажется слишком неэффективной в качестве основного освещения. Ее в больших комнатах применяют как подсветку, а основные светильники располагают на потолке или стенах для максимального комфорта. При планировании светодиодного освещения нужно учитывать площадь комнаты, высоту потолков в ней, оттенки поверхности стен и, соответственно, мощность ламп. Когда весь комплект оборудования будет закуплен, приступают к сборке светильников.

Для этого на радиаторе с нанесенной термопастой закрепляется светодиод. В случае, если площадь радиатора позволяет отводить тепло от нескольких ламп, допускается закрепление номинального количества светодиодов на нем. Как выбираются светильники светодиодные, статьи в интернете достаточно подробно описывают этот процесс. Главное, на что нужно обращать внимание – это их мощность и размеры. Так, одними из самых популярных считаются светодиоды SMD. Они имеют маркировку smd3528/1210, smd5050/5060 и smd5070 (наиболее мощные). Цифры в маркировке светодиодов означают их размер. Например, smd5050 имеет размер 5х5 мм, а smd5070 – 5х7 мм. Благодаря малым размерам подобные светодиоды применяются практически везде: в светодиодных лентах и светильниках, в линейках и в прочих осветительных приборах.

Светодиодные светильники разделяются на виды:

линейные,
потолочные,
настенные,
промышленные,
прожекторы,
подводного исполнения (для бассейнов и фонтанов),
светодиодные контроллеры (для реализации цветодинамики, например, на дискотеках или концертных выступлениях).

Светильники могут оснащаться датчиками движения, чтобы значительно увеличивать ресурс работы светодиодов, которые включаются лишь в то время, когда необходимо. Подобное оборудование отлично работает в подъездах домов, длинных коридорах офисов и в других местах, где постоянное освещение не является необходимостью.

Существуют готовые светильники, которые оборудованы радиаторами, рассчитанными на установленные в него светодиоды. Если знаний для самостоятельной сборки недостаточно, то можно воспользоваться готовыми решениями и приобрести, например, светодиодный светильник для дома – собранные светодиоды на радиаторах. Их заключают в корпус, который может стать украшением любой квартиры.

Монтаж светодиодного светильника

Разнообразие светильников со светодиодами позволяет использовать их практически в любых местах, включая помещения с повышенной влажностью. Но светодиодные лампы при своей работе выделяют значительное количество тепла, поэтому следует исключить их установку на кухне над варочной плитой. От дополнительного нагрева и плохого отвода тепла светодиоды долго не прослужат и быстро выйдут из строя.

Отлично зарекомендовали себя светодиодные светильники в гостиных и спальных комнатах. Они великолепно и без особых проблем монтируются на любые поверхности. Вот так, например, происходит установка светодиодного светильника на натяжной потолок:

Руководствуясь данной несложной схемой, аналогичным образом устанавливаются такие светильники и на подвесные потолки из гипсокартона.

Но если в комнате, в которой планируется установить светодиодное освещение, потолки представляют собой монолитную бетонную плиту, тогда необходимо выбирать светильники накладного или подвесного типа.

В таком случае крепление светодиодного светильника или его подвесной конструкции происходит непосредственно на бетонную поверхность при помощи специальных отверстий в корпусе или других приспособлений.

Подключение светодиодного точечного светильника

Внимание! Все работы, связанные с подключением светильников к электросети, должны производиться с выключенным напряжением, во избежание поражения электрическим током!

Конечно же, чтобы подключить точечный светильник, необходимо проложить к месту его установки токоведущие провода. Если планируется установка подвесного или натяжного потолка, то в таком случае провод протягивается в гофрированный пластиковый рукав, который, в свою очередь, закрепляется скобами на потолке.

После прокладки всех проводов и установки LED-драйверов в удобном для их обслуживания месте с хорошей вентиляцией монтируется подвесной потолок. Далее аккуратно вырезаются в нем отверстия, соответствующие диаметру светильников и аккуратно выводятся провода, которые подключаются на клеммы светильника. После подключения лампы ее устанавливают в прорезанное отверстие, соблюдая осторожность, чтобы не сломать светильник или не повредить пленку натяжного потолка. Причем, если в комнате потолок натяжной, то обязательно на светильник устанавливаются термокольца, которые предотвращают перегрев пленки. А вот для гипсокартонных потолков эта процедура не обязательна.

Подключение производится согласно схеме:

Если сборка светильников и их подключение выполнено правильно, то при подаче напряжения на блоки питания лампы должны зажечься.

Как заменить точечную лампу в светильнике?

Конечно же, производители светодиодных ламп заявляют огромные сроки эксплуатации своей продукции, но при неправильном использовании светодиодов их срок жизни может значительно уменьшиться и они потребуют замены.

Чтобы заменить лампу точечного светильника, необходимо:

отключить напряжение в комнате или в квартире;
аккуратно извлечь стопорное кольцо, которое удерживает защитное стекло;
бережно достать вышедшую из строя лампу и заменить ее на новую;
установить на место стекло и зафиксировать ее стопорным кольцом.

Замену ламп следует производить в хлопчатобумажных перчатках, чтобы не повредить светодиод и не оставить на его поверхности жир, который находится на наших пальцах.

После выполнения данных операций можно подавать напряжение и радоваться результатам своей работы.

Цены на новостройки, квартиры в ипотеку для молодых семей. Вы можете выбрать планировку квартир по своему вкусу. Квартиры в балашихе отличный выбор.

🚀 Отчёт по практике на тему «Источник питания светодиодного светильника»

Содержание

Введение

1. Постановка задачи на проектирование

1.1 Обоснование актуальности задачи и необходимости её решения

2. Исследование существующих технических решений

2.1 Патент на устройство управления освещением

Нужна помощь в написании отчета?

Мы — биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Поможем с характеристой и презентацией. Правки внесем бесплатно.

Цена отчета

2.2 Драйвер для светодиодов

2.3 Драйвер светодиодной лампы

2.4 Светодиодный драйвер и система освещения его использующая

2.5 Светодиодный драйвер с динамическим управлением мощностью для массива светодиодных модулей

2.6 Драйвер светодиода с адаптивным алгоритмом для предзаряда запоминающего конденсатора

3. Источники питания на импульсном преобразователе

Нужна помощь в написании отчета?

Заказать отчет

3.1 Особенности построения источников питания

3.2 Однотактные преобразователи

3.3 Двухтактные преобразователи 1

4. Разработка схемы электрической структурной

Заключение

Список использованных источников

Нужна помощь в написании отчета?

Заказать отчет

однофазный питание светодиодный светильник

Введение

Стремительно растущая популярность светодиодных светильников обусловлена множеством самых различных факторов — это их экономичность, безопасность, и высокая практичность (срок службы светодиодных матриц почти в сто раз превышает срок эксплуатации лампочки накаливания).

Применение мощных светодиодов является одним из перспективных методов освещения помещений. Современные светодиоды имеют высокий уровень светоотдачи (порядка 92-130 Лм/Вт), что превышает светоотдачу ламп накаливания примерно в 10 раз [1].

Кроме того, КПД светодиодного светильника выше, чем у широко распространенных на сегодняшний день ламп дневного света, утилизация которых требует особых мер, т.к. они содержат вредные для здоровья человека компоненты.

Для нормального функционирования светодиодного прибора, его необходимо обеспечить качественным источником питания (драйвером), который должен соответствовать параметрам выбранных светодиодов. Именно он определяет функциональные, светотехнические показатели и надежность устройства в целом.

Нужна помощь в написании отчета?

Заказать отчет

В данной работе будет предложена реализация подобного устройства, где для управления будет использована специализированная микросхема стабилизатора тока, которая также имеет в своём составе управление корректором коэффициентом мощности.

1. Постановка задачи на проектирование

В дипломном проекте необходимо разработать однофазный источник питания светодиодного светильника стабилизированным током заданного уровня. Параметры должны соответствовать параметрам, заданным в техническом задании к проектированию.

Для проектирования источника питания необходимо исследовать процессы, протекающие в выбранном силовом преобразователе, а так же осуществить поиск уже существующих технических решений данной задачи.

1.1 Обоснование актуальности задачи и необходимости её решения

Потребности человечества в освещении, и как следствие в энергопотреблении, непрерывно растут с каждым днём. Для этого необходимы дополнительные капиталовложения на строительство электростанций, выработку месторождений энергоносителей и последующую утилизацию растущих отходов производства. Очень остро стоит вопрос об альтернативных высокоэффективных источниках освещения, способных удовлетворить спрос на освещение, не наращивая при этом производства и затрат.

Нужна помощь в написании отчета?

Цена отчета

2. Исследование существующих технических решений

2.1 Патент на устройство управления освещением

Новые источники освещения должны удовлетворять следующим условиям: небольшой размер ламп, долговечность и низкое энергопотребление. Светодиоды отвечают этим требованиям и являются основным претендентом на замену люминесцентным и лампам накаливания. В то время как все существующие на сегодняшний день источники освещения достигли своей максимальной световой эффективности, светодиоды приблизились только к 10% своих возможностей [2].

Светодиодные системы уличного освещения с резонансным источником питания достигает 120 люмен.

2.2 Драйвер для светодиодов

Изобретение касается схемы источника питания для светодиода (драйвера), включая подключение для питающего напряжения, схемы фильтра, выпрямителя GR, и промежуточного накопительного конденсатора С1, отдельной переключающей цепи стабилизатора, содержащей по крайней мере один выключатель S1 и трансформатор L2, к выходу которого подсоединен по крайней мере один светодиод, где диод VDl расположен между выпрямителем и элементом промежуточного накопительного конденсатора С1, где конденсатор C2 соединен к узлу между выпрямителем GR и диодом VD1, и упомянутый конденсатор C3 соединен вторым подключением к току светодиодов VD3-VD6 или трансформатору L2.

Нужна помощь в написании отчета?

Цена отчета

2.3 Драйвер светодиодной лампы

№ публикации WO 2010/122463 Al. Осветительное устройство (100), состоит из источника тока (1) имеющего выходы (5; 6), основной группы (101) светодиодов (LEDl, i), соединенных последовательно, между выходами источника тока, по крайней мере одной вторичной (102) группы светодиодов (LED2, i), соединенных последовательно, в цепи источника тока, и управляемого ограничителя тока (120) размещенного последовательно к светодиодам (LED2, i) второй группы (102). В предпочтительном варианте управляемый ограничитель тока состоит из транзистора (T2), эмиттер-коллектор которого соединены последовательно со светодиодами (LED2, i) второй группы (102), токовго резистора (R2x) размещенного последовательно с упомянутой цепью эммитера-коллектора, операционного усилителя (121), выход которого подключен к базе транзистора, а инвертирующий вход соединен с резистором (R2x), а на не инвертирующий вход подано опорное напряжение.

2.4 Светодиодный драйвер и система освещения его использующая

№ публикации WO 2010/041265 A2. Прибор для питания по крайней мере одного светодиода, содержащий переключающую ток схему, способную переключать входной токовый сигнал через модуляцию ширины импульса тока , контролировать максимумы переключенного токового сигнала и регулировать период, чтобы подавать и усиливать промежуточный токовый согласно требованиям по крайней мере одного светодиода, для обеспечения выходного тока.

2.5 Светодиодный драйвер с динамическим управлением мощностью для массива светодиодных модулей

№ публикации WO 2009/114279 А2. Источник напряжения обеспечивает выходное напряжение на светодиодных модулях (102). Светодиодный драйвер (114) отслеживает падения напряжения на светодиодных группах, чтобы отследить минимальное из них, и регулирует выходное напряжение источника напряжения, поэтому минимальному значению. Драйвер (114) может регулировать выходное напряжение таким образом, чтобы изменить самое меньшее падение напряжение на группе светодиодов (модуле) до заданного порогового напряжения, чтобы гарантировать заданную величину тока через него с учетом модуляции ширины импульса (PWM) без чрезмерного энергетического потребления.

Нужна помощь в написании отчета?

Подробнее

2.6 Драйвер светодиода с адаптивным алгоритмом для предзаряда запоминающего конденсатора

№ публикации US 2009/0108775 A1. Драйвер обеспечивает управление множеством светодиодов, объединенных во множество последовательно- параллельных цепей в каждой из которых, по меньшей мере, один светодиод. Алгоритм включает в себя этап подачи напряжения на множество выходных каналов драйвера, этап установки тока для каждого выхода в течение определенного периода, измерение значения тока для каждого выхода за период, сравнение каждого измеренного значения с заданным значением, увеличение напряжения в случае, если его значение на выходе меньше заданного, определение выхода с наибольшим отклонением от заданного значения напряжения, и снижение общего питающего напряжения для установки этого наименьшего значения на всех выходах драйвера.

3. Источники питания на импульсном преобразователе

3.1 Особенности построения источников питания

Большинство источников питания на импульсном преобразователе строятся по обобщённой схеме [7], структура которой приведена на рисунке 1.2. Напряжение Uвх переменного тока поступает на вход помехоподавляющего фильтра ППФ, предназначенного для снижения высокочастотных помех от источника электропитания в сторону системы электроснабжения, и наоборот, из системы электроснабжения в сторону источника электропитания и нагрузки.

Бывает так, что напряжение сети поступает на сетевой выпрямитель ВС, а уже затем на помехоподавляющий фильтр, который рассчитан на прохождение выпрямленного или постоянного тока. Если входное напряжение подаётся от системы электроснабжения постоянного тока, то сетевой выпрямитель исключается из структурной схемы.

Нужна помощь в написании отчета?

Подробнее

Рисунок 3.1 — Структурная схема одноканального источника питания на импульсном преобразователе

Напряжение с выхода выпрямителя ВС поступает на вход инвертора И, который содержит трансформатор Т, осуществляющий гальваническую развязку цепи нагрузки от системы электроснабжения и согласование выходного напряжения источника питания и входного напряжения нагрузки. Инвертор с трансформатором является импульсным преобразователем источника питания.

Напряжение от трансформатора поступает на выходной выпрямитель ВВ и далее через выходной фильтр на нагрузку.

Напряжение обратной связи Uос с выхода источника электропитания поступает в устройство управление УУ, которое обеспечивает стабилизацию или регулирование выходного напряжения, тока нагрузки. Для обеспечения защиты источника электропитания от перегрузок и короткого замыкания напряжения обратной связи по току поступает в устройство управления с трансформатора тока или выходного шунта.

Устройство управления может выполняться по различным схемам и отличатся способом регулирования выходного напряжения. При широтно — импульсной модуляции (ШИМ) осуществляется регулирование среднего значения напряжения на выходном фильтре ВФ за счёт изменения ширины однополярного импульса в однотактной схеме преобразователя или изменение длительности паузы напряжения инвертора в двухтактной схеме преобразователя при постоянстве частоты преобразования. При частотно-импульсной модуляции (ЧИМ) осуществляется регулирование выходного напряжения источника электропитания за счёт изменения частоты преобразования инвертора при сохранении длительности импульса.

Предварительный усилитель мощности ПУМ обеспечивает управление коммутацией силовых транзисторов инвертора, а также обеспечивает гальваническую развязку цепей база-эмиттер и база-коллектор транзисторов инвертора от устройства управления.

Нужна помощь в написании отчета?

Цена отчета

Дополнительный источник электропитания ДИЭП обеспечивает вспомогательными напряжениями устройство управления и предварительный усилитель мощности.

Рисунок 3.2 — Упрощенная структурная схема источника питания на импульсном преобразователе

При наличии двух и более выходных каналов обратная связь в схему управления подаётся лишь с одного выхода. Обычно выбирается канал с наибольшей выходной мощностью.

Существует упрощённая типовая функциональная схема источников питания на импульсном преобразователе, которая изображённая на рисунке 1.3 [8].

Переменное сетевое напряжение частотой 50 Гц выпрямляется диодным мостом и сглаживается фильтром ВФ1. Затем полученное постоянное напряжение с помощью инвертора И преобразуется в импульсное напряжение повышенной частоты. Импульсный трансформатор Т преобразует это напряжение в необходимое напряжение. Выпрямитель и фильтр ВФ2 сглаживает пульсации высокочастотного напряжения и питает нагрузку Rн. Изменяя ширину высокочастотных импульсов, можно управлять напряжением на нагрузке либо вести стабилизирующую обратную связь ОС на нагрузке.

Рассмотрим работу базовых схем однотактных и двухтактных импульсных преобразователей напряжения.

Нужна помощь в написании отчета?

Цена отчета

3.2 Однотактные преобразователи

Однотактные преобразователи напряжения постоянного тока применяются в тех случаях, когда необходимо уменьшить количество компонентов силовой части схемы и упростить схему управления [7].

Примером однотактного преобразователя может быть понижающий преобразователь, в котором напряжение источника питания во всех режимах работы заведомо не ниже требуемого выходного напряжения для управления светодиодами.

Данная ситуация характерна при проектировании систем освещения, источником питания которых является сеть переменного тока 220 В или подобная. Это может быть освещение помещений, улиц, вагонов поездов, рекламная подсветка и пр. Сюда же можно отнести и источники света на транспорте с напряжением бортовой сети 12 В, 24 В.

Пример схемы понижающего (Back) преобразователя приведен на рисунке 3.3. Включение NCP1014 или подобного регулятора по схеме стандартного Back-преобразователя позволяет получить простое и дешевое решение для массового применения [9].

Рисунок 3.3 — Простой Back-регулятор без гальванической развязки на базе NCP1014

Нужна помощь в написании отчета?

Заказать отчет

В зависимости от области применения осветительного прибора, особенно при питании преобразователя от сети, требуется наличие гальванической развязки. Ее можно организовать при проектировании драйвера на основе обратноходового преобразователя.

Рисунок 3.4 — Схема источника питания на основе ИС LT3799 с изолированным преобразователем типа flyback

3.3 Двухтактные преобразователи

Для светильников большой мощности на практике применяются более сложные двухкаскадные схемы преобразования на основе двухтактных мостовых или полумостовых схем. Недостатком таких схем, по сравнению с предыдущими, является повышенная сложность и большее число элементов. Однако такие источники питания обеспечивают высокий КПД порядка 94% [11].

Пример двухтактной схемы приведен на рисунке 3.5 [11].

Рисунок 3.5 — Преобразователь с трансформаторной развязкой на базе полумостового резонансного LLC-инвертора

Нужна помощь в написании отчета?

Цена отчета

4. Разработка схемы электрической структурной

На основании обзора известных технических решений разработаем схему электрическую структурную. Импульсные источники питания, в своём большинстве, строятся по бестрансформаторной схеме включения, т.е. вход образован сетевым выпрямителем и фильтром. Основной частью такого преобразователя является высокочастотный преобразователь.

Электрическая структурная схема источника питания светодиодного светильника приведена на рисунке 4.1.

ППФ — помехоподавляющий фильтр;

СВ — сетевой выпрямитель;

СФ — сглаживающий фильтр;

Нужна помощь в написании отчета?

Цена отчета

ККМ — корректор коэффициента мощности;

ПН — преобразователь напряжения;

Т — трансформатор;

ДТ — датчик тока;

В — выпрямитель;

Ф — ёмкостный фильтр;

Нужна помощь в написании отчета?

Цена отчета

СУ — система управления;

Н — нагрузка.

Рисунок 4.1 — Схема электрическая структурная

ППФ — помехоподавляющий фильтр предназначен для подавления электромагнитных помех со стороны самого источника питания.

СВ — входной низкочастотный однофазный выпрямитель преобразует напряжение промышленной частоты 50 Гц в постоянное.

ККМ — корректор коэффициента мощности приближает коэффициент мощности к единице.

Нужна помощь в написании отчета?

Подробнее

СФ — входной фильтр предназначен для компенсации токов рекуперации, которые обусловлены спецификой работы электромагнитных элементов на высокой частоте.

ПН — высокочастотный инвертор преобразует постоянное выпрямленное напряжение в высокочастотное.

Т — высокочастотный трансформатор понижает напряжение преобразователя до необходимой величины и обеспечивает эффективную передачу мощности на сигналах с быстрыми фронтами.

ДТ — датчик тока, используется для стабилизации заданного значения тока.

В — выходные высокочастотные выпрямители, которые преобразуют переменное высокочастотное напряжение в постоянное выпрямленное.

Ф — выходные высокочастотные фильтры, предназначены для фильтрации выходного высокочастотного напряжения.

Нужна помощь в написании отчета?

Цена отчета

СУ — система управления силовыми транзисторами. Используется принцип широтно-импульсной модуляции (ШИМ) с применением обратной связи по току. Задает частоту и длительность импульсов тока силовых ключей.

Н — нагрузкой является светодиодная линейка.

Теперь необходимо выбрать схемотехническое решение каждого из блоков. Для этого необходимо описать принцип работы ППФ, рассмотреть схемотехнические решения ККМ, выбрать преобразователь ПН, а также подобрать микросхему для системы управления ККМ и ПН.

Заключение

В результате прохождения преддипломной практики были выполнены следующие этапы:

поставлена задача на проектирование устройства и обоснована актуальность разработки;
выполнен патентный поиск по данному направлению;
исследованы различные схемы существующих аналогов;
на основании выполненного исследования разработана структурная схема устройства.

Далее планируется разработка схемы функциональной, а на её основании — электрической принципиальной. По результатам расчета принципиальной схемы необходимо провести математическое моделирование, которое подтвердит правильность расчёта устройства.

Нужна помощь в написании отчета?

Цена отчета

Список использованных источников

ГОСТ Р МЭК 60064-99. Лампы накаливания вольфрамовые для бытового и аналогичного общего освещения. Эксплуатационные требования [Текст]. — Введ.1997-09-30. — М. : Госстандарт России: Изд-во стандартов, 1997. — 56 с.

Эволюция светодиодов [Электронный ресурс]: перспективы светодиодного освещения. — Электрон. дан. — Режим доступа: <http://www.bonisvet.ru/sdiod/>, свободный. — Загл. с экрана.

Никифоров, С.Г. Реальный технический уровень современных светодиодов и осветительных приборов на их основе // Полупроводниковая светотехника. — 2011.-№ 6.-с.10 — 12.

Лампы натриевые высокого давления (ДНаТ) [Электронный ресурс]: конструкция, достоинства, недостатки. — Электрон. дан. — режим доступа: <http://www.kraskompleks.ru/usefullcontent/techdict/Lampi/natr/>, свободный. — Загл. с экрана.

Преимущества светодиодного освещения [Электронный ресурс]: параметры светодиодных источников света. — Электрон. дан. — режим доступа: <http://www.centerir.ru/led-practica/47-led-svet>, свободный. — Загл. с экрана.

Туркин, А. Полупроводниковые светодиоды: история, факты, перспективы // Полупроводниковая светотехника. — 2011.- № 5. -с.28 — 33.

Нужна помощь в написании отчета?

Заказать отчет

Берёзин, О.К. Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры / О.К.Берёзин. — М.: «Три Л», 2000. — 400с.

ПЛАТАН [Электронный ресурс]: интернет-магазин по продаже электронных компонентов — Режим доступа к магазину:

Чемакин, Л. Компоненты ON Semiconductor для устройств питания сверхъярких светодиодов и светодиодных матриц // Новости электроники. — 2008.№10.

Груттер, Д. Новые драйверы светодиодов от компании Linear Technology // Полупроводниковая светотехника. — 2011.№2.-21 — 24 с.

Поляков, В.И., Высокодинамичный квазирезонансный инвертор для регулируемых источников питания светодиодных светильников / В.И. Поляков, И.В. Ошурков // Полупроводниковая светотехника. — 2011.-№ 6.-с.36 — 39 с.

Схема драйвера для светодиода от сети 220В

Современные мощные светодиоды отлично походят для организации яркого и эффективного освещения. Некоторую сложность составляет питание таких светодиодов – требуются мощные источники постоянного тока и токостабилизирующие драйвера. Вместе с тем, в любом помещении имеется розетка с переменным напряжением в 220В. И, конечно же, очень хотелось бы организовать работу мощных светодиодов от сети с минимальными затратами. Нет ничего невозможного – давайте рассмотрим схему драйвера для светодиода от сети 220В.

Прежде чем начнем обсуждать конкретные схемы, хотелось бы напомнить, что работа будет вестись с потенциально опасным для жизни переменным напряжением 220В. Разработка и расчет схемы потребуют хотя бы общего понимания происходящих электрических процессов, вероятность того, что при совершении ошибки вы можете получить ущерб или повреждения, очень высока. Мы категорически не одобряем проведение работ с высоким напряжением, если вы чувствуете себя неуверенно и не несем ответственности за возможный ущерб и повреждения, которые вы можете получить в процессе работы над предлагаемыми схемами. На самом деле, вполне возможно, что проще и дешевле будет приобрести и использовать уже готовый драйвер или даже светильник целиком. Выбор за вами.

Обычно падение напряжения на светодиоде составляет от 3 до 30В. Разница с сетевым напряжением в 220В очень большая, поэтому понижающий драйвер, безусловно, будет импульсным. Имеется несколько специализированных микросхем для изготовления таких драйверов – HV9901, HV9961, CPC9909. Все они очень похожи и от других микросхем отличаются тем, что имеют очень широкий диапазон допустимого входного напряжения – от 8 до 550В – и очень высокий КПД – до 85-90%. Тем не менее, предполагается, что общее падение напряжения на светодиодах в готовом устройстве будет составлять не менее 10-20% от напряжения источника питания. Не стоит пробовать запитать от 220В, например, один-два 3-6-ти вольтовых светодиода. Даже если они не сгорят сразу, КПД схемы будет низким.

Рассмотрим драйвер на базе микросхемы CPC9909, поскольку она новее остальных и вполне доступна. Вообще, все указанные микросхемы взаимозаменяемы и совместимы попиново (но потребуется пересчитать параметры дросселя и резисторов).

Базовая схема драйвера следующая:

Схема драйвера для светодиодов на базе микросхемы CPC9909

Переменное сетевое напряжение необходимо предварительно выпрямить, для этого используется диодный мост. C1 и C2 – сглаживающие конденсаторы. C1 – электролит емкостью 22мкФ и напряжением 400В (при использовании сети 220В), C2 – керамический конденсатор емкостью 0,1мкФ, 400В. Конденсатор С3 – керамика 0,1мкФ, 25В. Микросхема CPC9909 в процессе работы генерирует импульсы, которые открывают и закрывают силовой транзистор Q1, тем самым управляя течением тока через светодиоды. Частота переключения, индуктивность дросселя L, параметры мосфета Q1 и диода D1 тесно взаимосвязаны и зависят от требуемого падения напряжения на светодиодах, их рабочем токе. Давайте попробуем рассчитать нужные параметры ключевых деталей схемы на конкретном примере.

У меня есть могучий светодиод. 50 ватт мощности, напряжение 30-36В, рабочий ток до 1.4А. 4-5 ТЫСЯЧ люменов! Мощность света неплохого прожектора.

COB cветодиод 50 ватт

Для охлаждения я посредством термопасты и суперклея посадил его на кулер от видеокарты.

Максимальный ток светодиода ограничим 1А. Значит

I_LED = 1А

Падение напряжения на светодиодах –

V_LED = 30В

Пульсацию тока примем равной +-15%:

I_D = 1 * 0.15 * 2 = 0.3A

При напряжении сети переменного тока в 220В напряжение после выпрямительного моста и сглаживающих конденсаторов составит

V_IN = 310В

Ток драйвера регулируется резистором Rs, сопротивление которого рассчитывается по формуле

Rs = 0.25 / I_LED = 0.25 / 1 = 0.25 Ом.

Используем резистор 0.5W 0.22 Ом в SMD-корпусе 2512:

Rs = 0.22 Ом,

что даст ток 1.1А. При таком токе резистор будут рассеивать примерно 0.2Вт тепла и особо греться не будет.

Микросхема CPC9909 генерирует управляющие импульсы. Общая продолжительность импульса складывается из времени «высокого уровня», когда мосфет открыт и продолжительности паузы, когда транзистор закрыт. Жестко зафиксировать мы можем только продолжительность паузы. За нее отвечает резистор Rt. Его сопротивление рассчитывается по формуле:

Rt = (tp — 0.8) * 66, где tp — пауза в микросекундах. Сопротивление Rt получается в килоомах.

Продолжительность «высокого уровня» — это время, за которое рабочий ток достигнет требуемого значения — регулируется микросхемой CPC9909. Штатный диапазон частот находится в пределах 30-120КГц. Причем, чем выше будет частота, тем меньшая индуктивность дросселя в итоге потребуется. Но тем больше будет греться силовой транзистор. Поскольку индуктивность дросселя (и связанные с ней его габариты) для нас важнее, будем стараться держаться верхней части допустимого диапазона частот.

Давайте рассчитаем допустимое время паузы. Отношение продолжительности «высокого уровня» к общей продолжительности импульса — скважность импульса — рассчитывается по формуле:

D = V_LED / V_IN = 30 / 310 = 0.097

Частота переключений рассчитывается так:

F = (1 — D) / tp, а значит tp = (1 — D) / F

Пусть частота будет равна 90КГц. В этом случае

tp = (1 — 0.097) / 90 000 = 10мкс

Соответственно, потребуется сопротивление резистора Rt

Rt = (10 — 0.8) * 66 = 607.2КОм

Ближайший доступный номинал — 620КОм. Подойдет любой резистор с таким сопротивлением, желательно с точностью 1%. Уточняем время паузы с резистором номиналом 620КОм:

tp = Rt / 66 + 0.8 = 620 / 66 + 0.8 = 10.19мкс

Минимальная индуктивность дросселя L рассчитывается по формуле

Lmin = (V_LED * tp) / I_D

Используя уточненное значения tp, получаем

Lmin = (30 * 10.19) / 0.3 = 1мГн

Рабочий ток дросселя, при котором он гарантированно не должен входить в насыщение — 1.1 + 15% = 1.3А. Лучше взять с полуторным запасом. Т.е. не менее 2А.

Готового дросселя с такими параметрами в продаже я не нашел. Нужно делать самому. Вообще расчет катушек индуктивности — это большая отдельная тема. Здесь же я лишь оставлю ссылку на основательный труд Кузнецова А. «Трансформаторы и дроссели для импульсных источников питания».

Я использовал дроссель, выпаянный из нерабочего балласта обычной энергосберегающей лампы. Его индуктивность 2мГн, в сердечнике оказался зазор около 1мм. Считаем рабочий ток, получаем до 1.3 — 1.5А. Маловато, но для тестовой сборки пойдет.

Остались силовой транзистор и диод. Здесь проще — оба должны быть рассчитаны на напряжение не менее 400В и ток от 4-5А. Быстрый диод Шоттки может быть, например, таким — STTH5R06. Мосфет должен быть N-канальным. Для него крайне важно минимальное сопротивление в открытом состоянии и минимальный заряд затвора — менее 25нКл. Прекрасный выбор на нужный нам ток — FDD7N60NZ. В корпусе DPAK и с током до 1А греться он особо не будет. Можно будет обойтись без радиатора.

При разводке печатной платы нужно уделить внимание длине проводников и правильному расположению «земли». Проводник между CPC9909 и затвором полевого транзистора должен быть как можно короче. Это же относится и к проводнику от сенсорного резистора. Площадь «земли» должна быть как можно больше. Очень желательно один слой печатной платы полностью развести на землю. Резистор Rt нужно подальше от индуктивности и других проводников, работающих на высоких частотах.

Вывод LD микросхемы может быть использован для плавной регулировки яркости свечения светодиода, вывод PWMD – для димирования посредством ШИМ.

Вот примеры из технической документации, которые это реализуют.

Схема плавного регулирования яркости светодиодов.

На этой схеме сила тока, а соответственно, и яркость светодиодов плавно регулируется от нуля до 350мА переменным резистором RA1. Также на схеме присутствуют номиналы и названия ключевых элементов для питания линейки ярких светодиодов током до 350мА.

Схема, предполагающее управление яркостью посредством ШИМ, выглядит так:

Схема регулирования яркости светодиодов посредством ШИМ

Допустимая частота диммирования — до 500Гц. Обратите внимание на очень желательную электрическую развязку генератора регулирующих импульсов (обычно, это микроконтроллер) и силовой части схемы. Развязка выполнена посредством использования оптопары.

Я собрал схему с плавной регулировкой переменным резистором. Получилась плата 60х30мм.

Плата драйвера для светодиода от сети 220В

Драйвер заработал сразу и так как нужно. Переменным резистором ток регулируется от 0.1 до расчетных 1.1А. Вентилятор кулера где установлен светодиод запитан от 3-х вольт. Вращается совершенно без звука, при этом радиатор греется слабо. На плате после 5-ти тестовых минут работы на максимальном токе градусов до 50С нагрелся дроссель. Его рабочего тока, как и ожидалось, оказалось маловато. Также заметно греется полевой транзистор. Остальные детали греются незначительно.

Сердце будущего мощного светильника в тестовом запуске

Разводку платы в программе Sprint-Layout 6.0 можно взять здесь.

Спустя какое-то время светодиод с драйвером заняли свое рабочее место в освещении аквариума. Работают по 15 часов в день при токе 0.7А. Света для аквариума объемом в 140 литров, на мой взгляд, вполне достаточно. Радиатор снабдил термистором и простенькой схемой — кулер включается автоматически и охлаждает всю конструкцию.

Драйвер для светодиода от сети 220В требует внимания при проектировании и сборке. Повторюсь — напряжение 220В опасно для жизни, а на схеме драйвера практически все детали находятся под этим и большим напряжением.

Тем не менее, при аккуратной сборке получится достаточно миниатюрный и эффективный драйвер, способный запитать от сети бытовой сети 220В один или несколько мощных светодиодов.

Больше о схемах драйверов для светодиодов читайте в статье «Самодельный драйвер для мощных светодиодов».

светоизлучающих диодов (LED) — learn.sparkfun.com

Добавлено в избранное

Любимый

Введение

Светодиоды окружают нас: В наших телефонах, автомобилях и даже в наших домах. Каждый раз, когда загорается что-то электронное, есть большая вероятность, что за ним находится светодиод. Они бывают самых разных размеров, форм и цветов, но независимо от того, как они выглядят, у них есть одно общее: они — бекон электроники.Они широко используются для улучшения любого проекта и часто добавляются к невероятным вещам (ко всеобщему удовольствию).

Однако, в отличие от бекона, после приготовления они бесполезны. Это руководство поможет вам избежать случайных светодиодных барбекю! Но обо всем по порядку. Что именно — это , эта светодиодная штука, о которой все говорят?

светодиода (это «эл-и-ди») — это особый тип диодов, преобразующих электрическую энергию в свет. Фактически, LED расшифровывается как «Light Emitting Diode».«(Он делает то, что написано на жестяной банке!) И это отражается в сходстве схемных обозначений диода и светодиода:

Короче говоря, светодиоды похожи на крошечные лампочки. Однако светодиоды требуют гораздо меньше энергии для включения по сравнению. Они также более энергоэффективны, поэтому не нагреваются, как обычные лампочки (если вы действительно не накачиваете их энергией). Это делает их идеальными для мобильных устройств и других приложений с низким энергопотреблением. Однако не стоит их исключать из игры с большим потенциалом.Светодиоды высокой интенсивности нашли свое применение в акцентном освещении, прожекторах и даже автомобильных фарах!

У вас уже есть тяга? Желание поставить светодиоды на все? Хорошо, оставайтесь с нами, и мы покажем вам, как это сделать!

Что такое схема?

Каждый электрический проект начинается со схемы.Не знаю, что такое схема? Мы здесь, чтобы помочь.

Что такое электричество?

Мы можем видеть электричество в действии на наших компьютерах, освещающее наши дома, как удары молнии во время грозы, но что это такое? Это непростой вопрос, но этот урок прольет на него некоторый свет!

Диоды

Праймер диодный! Свойства диодов, типы диодов и их применение.

Электроэнергия

Обзор электроэнергии, скорости передачи энергии. Мы поговорим об определении мощности, ваттах, уравнениях и номинальной мощности. 1,21 гигаватта учебного удовольствия!

Полярность

Введение в полярность электронных компонентов. Узнайте, что такое полярность, в каких частях она есть и как ее идентифицировать.

Как ими пользоваться

Итак, вы пришли к разумному выводу, что светодиоды нужно ставить на все.Мы думали, ты придешь.

Давайте пройдемся по книге правил:

1) Полярность имеет значение

В электронике полярность указывает, является ли компонент схемы симметричным или нет. Светодиоды, будучи диодами, пропускают ток только в одном направлении. А когда нет тока, нет света. К счастью, это также означает, что вы не можете сломать светодиод, подключив его обратной стороной. Скорее, это просто не сработает.

Положительная сторона светодиода называется «анодом» и отмечена более длинным «проводом» или ножкой.Другая, отрицательная сторона светодиода называется «катодом» . Ток течет от анода к катоду и никогда не течет в обратном направлении. Перевернутый светодиод может препятствовать правильной работе всей схемы, блокируя прохождение тока. Так что не волнуйтесь, если добавление светодиода нарушит вашу цепь. Попробуйте перевернуть.

2) Морское течение равняется лунному свету

Яркость светодиода напрямую зависит от того, сколько тока он потребляет. Это означает две вещи. Во-первых, сверхяркие светодиоды разряжают батареи быстрее, потому что дополнительная яркость возникает из-за потребляемой дополнительной мощности.Во-вторых, вы можете управлять яркостью светодиода, контролируя количество проходящего через него тока. Но создание настроения — не единственная причина сократить свое течение.

3) Есть такая вещь, как слишком много мощности

Если вы подключите светодиод непосредственно к источнику тока, он будет пытаться рассеять столько энергии, сколько ему позволено потреблять, и, как трагические герои прошлого, он уничтожит себя. Вот почему важно ограничить количество тока, протекающего через светодиод.

Для этого мы используем резисторы. Резисторы ограничивают поток электронов в цепи и защищают светодиод от попыток потреблять слишком большой ток. Не волнуйтесь, требуется лишь немного математики, чтобы определить наилучшее значение резистора для использования. Вы можете узнать все об этом в примерах применения нашего руководства по резисторам!

Резисторы

1 апреля 2013 г.

Учебник по резисторам. Что такое резистор, как они ведут себя параллельно / последовательно, расшифровка цветовых кодов резисторов и применения резисторов.

Не позволяйте всей этой математике пугать вас, на самом деле довольно сложно что-то слишком сильно испортить. В следующем разделе мы рассмотрим, как сделать схему на светодиодах без калькулятора.

Светодиоды без математики

Прежде чем мы поговорим о том, как читать таблицу, давайте подключим несколько светодиодов. В конце концов, это руководство по светодиодам, а не руководство по чтению .

Это также не учебник по математике, поэтому мы дадим вам несколько практических правил по настройке и работе светодиодов.Как вы, наверное, уже поняли из информации в последнем разделе, вам понадобится аккумулятор, резистор и светодиод. Мы используем батарею в качестве источника питания, потому что их легко найти и они не могут обеспечить опасное количество тока.

Базовый шаблон для схемы светодиода довольно прост: просто подключите батарею, резистор и светодиод последовательно. Нравится:

Резистор 330 Ом

Хорошее сопротивление резистора для большинства светодиодов составляет 330 Ом (оранжевый — оранжевый — коричневый).Вы можете использовать информацию из последнего раздела, чтобы помочь вам определить точное значение, которое вам нужно, но это светодиоды без математики … Итак, начните с подключения резистора 330 Ом в приведенную выше схему и посмотрите, что произойдет.

Пробная версия и ошибка

Что интересно в резисторах, так это то, что они рассеивают дополнительную мощность в виде тепла, поэтому, если у вас есть резистор, который нагревается, вам, вероятно, нужно использовать меньшее сопротивление. Однако, если ваш резистор слишком мал, вы рискуете пережечь светодиод! Учитывая, что у вас есть несколько светодиодов и резисторов, с которыми можно поиграть, вот блок-схема, которая поможет вам разработать схему светодиодов методом проб и ошибок:

Броски с плоской батареей

Еще один способ зажечь светодиод — просто подключить его к батарейке типа «таблетка»! Так как батарейка не может подавать ток, достаточный для повреждения светодиода, вы можете соединить их напрямую! Просто вставьте батарейку CR2032 между выводами светодиода.Длинная ножка светодиода должна касаться стороны батареи, отмеченной знаком «+». Теперь вы можете обернуть все это скотчем, добавить магнит и приклеить его к вещам! Ура пуховикам!

Конечно, если вы не получаете хороших результатов с помощью метода проб и ошибок, вы всегда можете достать свой калькулятор и вычислить его. Не волнуйтесь, рассчитать лучшее значение резистора для вашей схемы несложно. Но прежде чем вы сможете определить оптимальное значение резистора, вам необходимо найти оптимальный ток для вашего светодиода.Для этого нам нужно отчитаться в таблице данных …

Получить подробности

Не подключайте какие-либо странные светодиоды к своим цепям, это просто не здорово. Сначала познакомьтесь с ними. А как лучше даташит читать.

В качестве примера мы рассмотрим техническое описание нашего базового красного 5-миллиметрового светодиода.

Светодиодный ток

Начиная сверху и спускаясь вниз, первое, что мы встречаем, — это очаровательный столик:

Ах да, но что все это значит?

Первая строка в таблице показывает, какой ток ваш светодиод может выдерживать непрерывно.В этом случае вы можете дать ему 20 мА или меньше, и он будет светить наиболее ярко при 20 мА. Вторая строка сообщает нам, каким должен быть максимальный пиковый ток для коротких импульсов. Этот светодиод может обрабатывать короткие удары до 30 мА, но вы не хотите поддерживать этот ток слишком долго. Эта таблица даже достаточно полезна, чтобы предложить стабильный диапазон тока (в третьей строке сверху) 16-18 мА. Это хорошее целевое число, которое поможет вам произвести расчеты резисторов, о которых мы говорили.

Следующие несколько строк менее важны для целей данного руководства.Обратное напряжение — это свойство диода, о котором в большинстве случаев не стоит беспокоиться. Рассеиваемая мощность — это количество энергии в милливаттах, которое светодиод может использовать до того, как получит повреждение. Это должно работать само по себе, пока вы держите светодиод в пределах предполагаемых номинальных значений напряжения и тока.

Напряжение светодиода

Давайте посмотрим, какие еще столы они сюда поставили … Ах!

Это полезный столик! Первая строка сообщает нам, каким будет падение прямого напряжения на светодиоде.Прямое напряжение — это термин, который часто используется при работе со светодиодами. Это число поможет вам решить, какое напряжение вашей цепи потребуется для подачи на светодиод. Если у вас есть более одного светодиода, подключенного к одному источнику питания, эти числа действительно важны, потому что прямое напряжение всех светодиодов, сложенных вместе, не может превышать напряжение питания. Мы поговорим об этом более подробно позже, в более глубоком разделе этого руководства.

Длина волны светодиода

Во второй строке этой таблицы указывается длина волны света.Длина волны — это, по сути, очень точный способ объяснить, какого цвета свет. Это число может немного отличаться, поэтому таблица дает нам минимум и максимум. В данном случае это от 620 до 625 нм, что находится как раз на нижнем красном конце спектра (от 620 до 750 нм). Опять же, мы рассмотрим длину волны более подробно в более глубоком разделе.

Яркость светодиода

Последняя строка (обозначенная как «Luminous Intensity») — это показатель яркости светодиода. Единица мкд, или милликандела , является стандартной единицей измерения интенсивности источника света.Этот светодиод имеет максимальную интенсивность 200 мкд, что означает, что он достаточно яркий, чтобы привлечь ваше внимание, но не совсем яркий фонарик. На 200 мкд этот светодиод будет хорошим индикатором.

Угол обзора

Далее у нас есть веерообразный график, который представляет угол обзора светодиода. В светодиодах разных стилей используются линзы и отражатели, чтобы либо сконцентрировать большую часть света в одном месте, либо максимально широко его распределить. Некоторые светодиоды похожи на прожекторы, испускающие фотоны во всех направлениях; Другие настолько ориентированы, что вы не можете сказать, что они идут, если не смотрите прямо на них.Чтобы прочитать график, представьте, что светодиод вертикально стоит под ним. «Спицы» на графике обозначают угол обзора. Круглые линии представляют интенсивность в процентах от максимальной интенсивности. У этого светодиода довольно узкий угол обзора. Вы можете видеть, что если смотреть прямо на светодиод, то он самый яркий, потому что при 0 градусах синие линии пересекаются с самым внешним кругом. Чтобы получить угол обзора 50%, то есть угол, при котором свет становится вдвое слабее, проследите по кругу 50% по графику, пока он не пересечет синюю линию, затем проследите за ближайшей спицей, чтобы определить угол.Для этого светодиода угол обзора 50% составляет около 20 градусов.

Размеры

Наконец, механический чертеж. Это изображение содержит все размеры, которые вам потребуются для установки светодиода в корпусе! Обратите внимание, что, как и у большинства светодиодов, у этого есть небольшой фланец внизу. Это очень удобно, если вы хотите установить его на панели. Просто просверлите отверстие идеального размера для корпуса светодиода, и фланец не даст ему провалиться!

Теперь, когда вы знаете, как расшифровать таблицу, давайте посмотрим, какие необычные светодиоды вы можете встретить в дикой природе…

Типы светодиодов

Поздравляю, вы знаете основы! Может быть, вы даже заполучили несколько светодиодов и начали зажигать, это круто! Как бы вы хотели активизировать свою игру в миг? Давайте поговорим о том, как сделать это за пределами вашего стандартного светодиода.

Крупный план сверхяркого светодиода 5 мм. Крупный план

Типы светодиодов

Вот список других персонажей.

RGB светодиоды

Светодиоды

RGB (красный-зеленый-синий) на самом деле представляют собой три светодиода в одном! Но это не значит, что он может делать только три цвета.Поскольку красный, зеленый и синий являются дополнительными основными цветами, вы можете управлять интенсивностью каждого из них, чтобы создать каждый цвет радуги. Большинство светодиодов RGB имеют четыре контакта: по одному для каждого цвета и общий контакт. У некоторых общий штифт — это анод, а у других — катод.

Светодиод с общим прозрачным катодом RGB

Светодиоды с интегральными схемами

Велоспорт

Некоторые светодиоды умнее других. Возьмем, к примеру, светодиодный индикатор велосипедного режима. Внутри этих светодиодов на самом деле есть интегральная схема, которая позволяет светодиоду мигать без какого-либо внешнего контроллера.Вот крупный план ИС (большой черный квадратный чип на кончике наковальни), контролирующий цвета.

5-миллиметровый светодиод с медленным циклом крупным планом

Просто включите его и смотрите! Они отлично подходят для проектов, где вам нужно немного больше действий, но нет места для схем управления. Есть даже мигающие светодиоды RGB, которые меняют тысячи цветов!

Адресные светодиоды

Светодиоды других типов можно регулировать индивидуально.Существуют разные наборы микросхем (WS2812, APA102, UCS1903, и это лишь некоторые из них), используемые для управления отдельным светодиодом, соединенным в цепочку. Ниже представлен крупный план WS2812. Большая квадратная микросхема справа регулирует цвета по отдельности.

Адресный WS2812 PTH крупным планом

Встроенный резистор

Что это за магия? Светодиод со встроенным резистором? Верно. Есть также светодиоды с небольшим токоограничивающим резистором. Если вы внимательно посмотрите на изображение ниже, на стойке есть небольшая черная квадратная микросхема, которая ограничивает ток на этих типах светодиодов.

Светодиод со встроенным резистором крупным планом

Итак, подключите светодиод со встроенным резистором к источнику питания и зажгите его! Мы протестировали эти типы светодиодов при напряжении 3,3, 5 и 9 В.

Суперяркий зеленый светодиод с питанием от встроенного резистора

Примечание: В техническом описании светодиодов со встроенным резистором указано, что рекомендуемое прямое напряжение составляет около 5 В. При тестировании на 5 В он потребляет около 18 мА.Стресс-тест с батареей 9В, тянет около 30мА. Вероятно, это верхний предел входного напряжения. Использование более высокого напряжения может сократить срок службы светодиода. При напряжении около 16 В светодиод перегорел.

Пакеты для поверхностного монтажа (SMD)

Светодиоды

SMD — это не столько конкретный вид светодиода, сколько тип корпуса. Поскольку электроника становится все меньше и меньше, производители придумали, как втиснуть больше компонентов в меньшее пространство. Детали SMD (устройство для поверхностного монтажа) представляют собой крошечные версии своих стандартных аналогов.Вот крупный план адресного светодиода WS2812B, упакованного в небольшой корпус 5050.

Адресный WS2812B Крупный план

Светодиоды

SMD бывают разных размеров, от довольно больших до меньших, чем рисовое зернышко! Поскольку они такие маленькие и у них есть прокладки вместо ножек, с ними не так легко работать, но если у вас мало места, они могут быть именно тем, что прописал врач.


WS2812B-5050 Упаковка	APA102-2020 Пакет

Светодиоды SMD также упрощают и ускоряют сборку и установку машин для установки партии светодиодов на печатные платы и полосы.Вероятно, вы не стали бы вручную паять все эти компоненты вручную.


Крупный план адресной светодиодной матрицы 8×32 (WS2812-5050)	Адресная светодиодная лента 5 м (APA102-5050) с питанием от ленты

Высокая мощность

мощных светодиода от таких производителей, как Luxeon и CREE, невероятно яркие. Они ярче суперярких! Как правило, светодиод считается высокомощным, если он может рассеивать мощность 1 Вт или более.Это необычные светодиоды, которые вы найдете в действительно хороших фонариках. Массивы из них могут быть построены даже для прожекторов и автомобильных фар. Поскольку через светодиоды пропускается очень много энергии, часто требуются радиаторы. Радиатор — это, по сути, кусок теплопроводящего металла с большой площадью поверхности, задача которого — отводить как можно больше отработанного тепла в окружающий воздух. Некоторое тепловыделение может быть встроено в конструкцию некоторой коммутационной платы, такой как показанная ниже.


Светодиод высокой мощности RGB	Алюминиевая задняя часть для рассеивания тепла

Светодиоды высокой мощности могут выделять так много тепла, что они могут повредить себя без надлежащего охлаждения. Не позволяйте термину «отработанное тепло» вводить вас в заблуждение, эти устройства по-прежнему невероятно эффективны по сравнению с обычными лампами. Для управления можно использовать драйвер светодиода постоянного тока.

Специальные светодиоды

Есть даже светодиоды, которые излучают свет за пределами обычного видимого спектра. Например, вы, вероятно, используете инфракрасные светодиоды каждый день. Они используются в таких вещах, как пульты от телевизора, для отправки небольших фрагментов информации в виде невидимого света! Они могут выглядеть как стандартные светодиоды, поэтому их будет сложно отличить от обычных светодиодов.

ИК-светодиод

На противоположном конце спектра также можно встретить ультрафиолетовые светодиоды. Ультрафиолетовые светодиоды заставят определенные материалы светиться, как черный свет! Они также используются для дезинфекции поверхностей, потому что многие бактерии чувствительны к УФ-излучению.Они также могут быть использованы для обнаружения подделок (счетов, кредитных карт, документов и т. Д.), Солнечных ожогов, список можно продолжить. При использовании этих светодиодов надевайте защитные очки.

УФ-светодиод для проверки банкноты США

Другие светодиоды

Имея в вашем распоряжении такие модные светодиоды, нет оправдания тому, что ничего не светится. Однако, если ваша жажда знаний о светодиодах не утолена, читайте дальше, и мы подробно рассмотрим светодиоды, цвет и интенсивность света!

Углубляясь в глубину

Итак, вы закончили серию LEDs 101 и хотите большего? О, не волнуйтесь, у нас есть еще.Начнем с науки, которая заставляет светодиоды светиться … эээ … мигать. Мы уже упоминали, что светодиоды — это особый вид диодов, но давайте углубимся в то, что именно это означает:

То, что мы называем светодиодом, на самом деле представляет собой светодиод и упаковку вместе, но сам светодиод на самом деле крошечный! Это микросхема из полупроводникового материала, легированного примесями, которая создает границу для носителей заряда. Когда ток течет в полупроводник, он перескакивает с одной стороны этой границы на другую, высвобождая при этом энергию.В большинстве диодов эта энергия уходит в виде тепла, но в светодиодах эта энергия рассеивается в виде света!

Длина волны света и, следовательно, цвет зависит от типа полупроводникового материала, из которого изготовлен диод. Это потому, что структура энергетических зон полупроводников различается в зависимости от материала, поэтому фотоны излучаются с разными частотами. Вот таблица распространенных светодиодных полупроводников по частоте:

Усеченная таблица полупроводниковых материалов по цвету. Полная таблица доступна в статье Википедии для «LED» .

В то время как длина волны света зависит от ширины запрещенной зоны полупроводника, интенсивность зависит от количества энергии, проталкиваемой через диод.Мы немного говорили об интенсивности света в предыдущем разделе, но это нечто большее, чем просто цифра, показывающая, насколько ярко что-то выглядит.

Единица измерения силы света называется кандела, хотя, когда вы говорите об интенсивности одного светодиода, вы обычно находитесь в диапазоне милликандел. В этом устройстве интересно то, что на самом деле это не показатель количества световой энергии, а реальный показатель «яркости». Это достигается за счет того, что мощность, излучаемая в определенном направлении, взвешивается по функции яркости света.Человеческий глаз более чувствителен к некоторым длинам волн света, чем к другим, и функция светимости — это стандартизированная модель, которая учитывает эту чувствительность.

Яркость светодиодов может составлять от десятков до десятков тысяч милликандел. Световой поток на вашем телевизоре, вероятно, составляет около 100 мкд, тогда как у хорошего фонарика может быть 20 000 мкд. Глядя прямо во все, что ярче нескольких тысяч милликандел, может быть болезненно; не пытайся.

Падение прямого напряжения

О, я также обещал, что мы поговорим о концепции прямого падения напряжения.Помните, когда мы смотрели техническое описание и упоминали, что прямое напряжение всех ваших светодиодов вместе взятых не может превышать напряжение вашей системы? Это связано с тем, что каждый компонент в вашей схеме должен на делить напряжения, и количество напряжения, которое каждая часть использует вместе, всегда будет равняться доступному количеству. Это называется законом напряжения Кирхгофа. Поэтому, если у вас есть источник питания 5 В и каждый из ваших светодиодов имеет прямое падение напряжения 2,4 В, то вы не можете питать более двух одновременно.

Законы Кирхгофа также пригодятся, когда вы хотите приблизительно определить напряжение на данной детали на основе прямого напряжения других деталей. Например, в примере, который я только что привел, есть источник питания 5 В и 2 светодиода с падением прямого напряжения 2,4 В каждый. Конечно, мы бы хотели добавить резистор, ограничивающий ток, не так ли? Как узнать напряжение на резисторе? Это просто:

5 (напряжение системы) = 2,4 (светодиод 1) + 2,4 (светодиод 2) + резистор
5 = 4.8 + резистор
Резистор = 5 — 4,8
Резистор = 0,2

Значит, на резисторе 0,2 В! Это упрощенный пример, и это не всегда так просто, но, надеюсь, он дает вам представление о том, почему так важно прямое падение напряжения. Используя число напряжения, которое вы получаете из законов Кирхгофа, вы также можете делать такие вещи, как определение тока через компонент, используя закон Ома. Короче говоря, вы хотите, чтобы напряжение вашей системы было равным ожидаемому прямому напряжению компонентов вашей комбинированной схемы.

Расчет резисторов ограничения тока

Если вам нужно рассчитать точное значение резистора, ограничивающего ток, последовательно со светодиодом, ознакомьтесь с одним из примеров применения в руководстве по резисторам для получения дополнительной информации.

Ресурсы и дальнейшее развитие

Вы сделали это! Вы знаете, почти все … о светодиодах. А теперь иди и включи светодиоды на все, что тебе заблагорассудится! А теперь … драматическая реконструкция светодиода без перенапряжения токоограничивающего резистора и его выгорания:

Ага… это не впечатляюще.

Если вы хотите узнать больше о некоторых темах, связанных со светодиодами, посетите эти другие руководства:

Свет

Свет — полезный инструмент для инженера-электрика. Понимание того, как свет соотносится с электроникой, является фундаментальным навыком для многих проектов.

ИК-связь

В этом руководстве объясняется, как работает обычная инфракрасная (ИК) связь, а также показано, как настроить простой ИК-передатчик и приемник с Arduino.

Как производятся светодиоды

Мы совершим экскурсию по производителю светодиодов и узнаем, как изготавливаются 5-миллиметровые светодиоды PTH для SparkFun.

Самодельная обувь с подсветкой

В этом руководстве есть все, что вам нужно знать, чтобы сделать свои собственные высокие кроссовки с подсветкой!

Хотите узнать больше о светодиодах?

На нашей странице LED вы найдете все, что вам нужно знать, чтобы начать использовать эти компоненты в своем проекте.

Отведи меня туда!

Или ознакомьтесь с некоторыми из этих сообщений блога по теме:

Светоизлучающий диод

или Учебное пособие по светодиодам

Это наиболее видимый тип диодов, которые излучают довольно узкую полосу пропускания либо видимого света с разными длинами волн, невидимого инфракрасного света для пультов дистанционного управления или света лазерного типа, когда через них проходит прямой ток.

«Светоизлучающий диод » или светодиод, как его чаще называют, в основном представляет собой специализированный тип диода, поскольку они имеют очень похожие электрические характеристики с диодом с PN переходом. Это означает, что светодиод пропускает ток в прямом направлении, но блокирует ток в обратном направлении.

Светоизлучающие диоды изготовлены из очень тонкого слоя полупроводникового материала с достаточно высокой степенью легирования, и в зависимости от используемого полупроводникового материала и количества легирования при прямом смещении светодиод будет излучать цветной свет с определенной спектральной длиной волны.

Когда диод смещен в прямом направлении, электроны из зоны проводимости полупроводников рекомбинируют с дырками из валентной зоны, высвобождая энергию, достаточную для производства фотонов, излучающих монохроматический (одноцветный) свет. Из-за этого тонкого слоя разумное количество этих фотонов может покинуть переход и излучаться, производя цветной световой поток.

Светодиодная конструкция

Тогда мы можем сказать, что при работе в прямом смещенном направлении Светоизлучающие диоды являются полупроводниковыми устройствами, которые преобразуют электрическую энергию в энергию света.

Конструкция светоизлучающего диода сильно отличается от конструкции обычного сигнального диода. PN-переход светодиода окружен прозрачной твердой пластмассовой оболочкой или корпусом из эпоксидной смолы полусферической формы, которая защищает светодиод как от вибрации, так и от ударов.

Удивительно, но переход СИД на самом деле не излучает столько света, поэтому корпус из эпоксидной смолы сконструирован таким образом, что фотоны света, излучаемые переходом, отражаются от окружающей основы подложки, к которой прикреплен диод, и фокусируются вверх через куполообразную верхнюю часть светодиода, который действует как линза, концентрирующая количество света.Вот почему излучаемый свет кажется самым ярким в верхней части светодиода.

Однако не все светодиоды имеют купол полусферической формы для эпоксидной оболочки. Некоторые светодиоды индикации имеют прямоугольную или цилиндрическую конструкцию с плоской поверхностью наверху или их корпус имеет форму полосы или стрелки. Как правило, все светодиоды изготавливаются с двумя ножками, выступающими из нижней части корпуса.

Кроме того, почти все современные светодиоды имеют свой катод, (-) вывод, идентифицируемый либо по выемке, либо по плоской точке на корпусе, либо по тому, что катодный вывод короче другого, поскольку анодный (+) вывод длиннее катода. (k).

В отличие от обычных ламп накаливания и лампочек, которые выделяют большое количество тепла при освещении, светоизлучающий диод производит «холодное» генерирование света, что приводит к более высокой эффективности, чем обычная «лампочка», потому что большая часть генерируемой энергии излучается в пределах видимый спектр. Поскольку светодиоды представляют собой твердотельные устройства, они могут быть чрезвычайно маленькими и прочными и обеспечивать гораздо более длительный срок службы лампы по сравнению с обычными источниками света.

Цвета светоизлучающих диодов

Итак, как светодиоды приобретают свой цвет.В отличие от обычных сигнальных диодов, которые предназначены для обнаружения или выпрямления мощности и которые сделаны из полупроводниковых материалов из германия или кремния, светоизлучающие диоды сделаны из экзотических полупроводниковых соединений, таких как арсенид галлия (GaAs), фосфид галлия (GaP), Фосфид арсенида галлия (GaAsP), карбид кремния (SiC) или нитрид галлия-индия (GaInN) смешиваются вместе в разных соотношениях, чтобы получить различную длину волны цвета.

Различные светодиодные соединения излучают свет в определенных областях видимого светового спектра и, следовательно, создают разные уровни интенсивности.Точный выбор используемого полупроводникового материала будет определять общую длину волны излучения фотонов и, следовательно, результирующий цвет излучаемого света.

Цвета светоизлучающих диодов

Типичные характеристики светодиода
Полупроводник Материал	Длина волны	Цвет	В _F при 20 мА
GaAs	850-940 нм	Инфракрасный	1.2в
GaAsP	630-660 нм	Красный	1,8 В
GaAsP	605-620 нм	Янтарь	2,0 В
GaAsP: N	585-595 нм	Желтый	2,2 В
АлГап	550-570 нм	Зеленый	3,5 В
SiC	430-505 нм	Синий	3,6 В
ГАЛИН	450 нм	Белый	4.0v

Таким образом, фактический цвет светоизлучающего диода определяется длиной волны излучаемого света, которая, в свою очередь, определяется фактическим полупроводниковым соединением, используемым при формировании PN-перехода во время производства.

Следовательно, цвет света, излучаемого светодиодом, НЕ определяется окраской пластикового корпуса светодиода, хотя он слегка окрашен как для увеличения светоотдачи, так и для обозначения его цвета, когда он не освещается источником питания.

Светодиоды доступны в широком диапазоне цветов, наиболее распространенными из которых являются КРАСНЫЙ, ЯНТАРНЫЙ, ЖЕЛТЫЙ и ЗЕЛЕНЫЙ, и поэтому они широко используются в качестве визуальных индикаторов и как движущиеся световые индикаторы.

Также доступны недавно разработанные светодиоды синего и белого цветов, но они, как правило, намного дороже, чем обычные стандартные цвета из-за производственных затрат на смешивание вместе двух или более дополнительных цветов в точном соотношении в полупроводниковом соединении, а также путем введения азота. атомы в кристаллическую структуру в процессе легирования.

Из приведенной выше таблицы видно, что основной легирующей примесью P-типа, используемой при производстве светоизлучающих диодов , является галлий (Ga, атомный номер 31), а основной используемой легирующей добавкой N-типа является мышьяк (As, атомный номер 33), давая полученному соединению кристаллическую структуру арсенида галлия (GaAs).

Проблема с использованием арсенида галлия в качестве полупроводникового соединения заключается в том, что он излучает большое количество инфракрасного излучения низкой яркости (прибл.) от его перехода, когда через него протекает прямой ток.

Количество инфракрасного света, которое он излучает, подходит для пультов дистанционного управления телевизором, но не очень полезно, если мы хотим использовать светодиод в качестве световой индикации. Но при добавлении фосфора (P, атомный номер 15) в качестве третьей примеси общая длина волны испускаемого излучения уменьшается до менее 680 нм, давая человеческому глазу видимый красный свет. Дальнейшие усовершенствования процесса легирования PN-перехода привели к появлению ряда цветов, охватывающих спектр видимого света, как мы видели выше, а также инфракрасные и ультрафиолетовые длины волн.

Смешивая различные полупроводниковые, металлические и газовые соединения, можно получить следующий список светодиодов.

Типы светодиодов

Арсенид галлия (GaAs) — инфракрасный
Фосфид арсенида галлия (GaAsP) — от красного до инфракрасного, оранжевый
Алюминий, арсенид фосфид галлия (AlGaAsP) — ярко-красный, оранжево-красный, оранжевый и желтый
Фосфид галлия (GaP) — красный, желтый и зеленый
Алюминий фосфид галлия (AlGaP) — зеленый
Нитрид галлия (GaN) — зеленый, изумрудно-зеленый
Нитрид галлия-индия (GaInN) — ближний ультрафиолетовый, голубовато-зеленый и синий
Карбид кремния (SiC) — синий как подложка
Селенид цинка (ZnSe) — синий
Нитрид алюминия-галлия (AlGaN) — ультрафиолет

Как и обычные диоды с PN переходом, светоизлучающие диоды являются устройствами, зависящими от тока, с их прямым падением напряжения V _F, в зависимости от полупроводникового соединения (его цвета свечения) и от прямого смещенного тока светодиода.Для наиболее распространенных светодиодов требуется прямое рабочее напряжение примерно от 1,2 до 3,6 вольт с номинальным прямым током примерно от 10 до 30 мА, причем наиболее распространенный диапазон — от 12 до 20 мА.

Как прямое рабочее напряжение, так и прямой ток варьируются в зависимости от используемого полупроводникового материала, но точка, где начинается проводимость и возникает свет, составляет примерно 1,2 В для стандартного красного светодиода и примерно 3,6 В для синего светодиода.

Точное падение напряжения, конечно, будет зависеть от производителя из-за различных легирующих материалов и используемых длин волн.Падение напряжения на светодиоде при определенном значении тока, например 20 мА, также будет зависеть от начальной точки проводимости V _F. Поскольку светодиод фактически является диодом, его характеристики прямого тока к напряжению могут быть построены для каждого цвета диода, как показано ниже.

ВАХ

Светоизлучающие диоды.

Светоизлучающий диод (LED) Схематический символ и кривые ВАХ
, показывающие различные доступные цвета.

Прежде чем светоизлучающий диод сможет «излучать» какую-либо форму света, ему необходим ток, чтобы пройти через него, так как это устройство, зависящее от тока, а его интенсивность светового потока прямо пропорциональна прямому току, протекающему через светодиод.

Поскольку светодиод должен быть подключен в режиме прямого смещения к источнику питания, он должен иметь ограничение по току с использованием последовательного резистора для защиты от чрезмерного протекания тока. Никогда не подключайте светодиод напрямую к батарее или источнику питания, так как он будет разрушен почти мгновенно, потому что пройдет слишком большой ток и он сожжет.

Из приведенной выше таблицы мы видим, что каждый светодиод имеет собственное прямое падение напряжения на PN-переходе, и этот параметр, который определяется используемым полупроводниковым материалом, представляет собой прямое падение напряжения для определенной величины тока прямой проводимости, обычно для прямой ток 20 мА.

В большинстве случаев светодиоды работают от низковольтного источника постоянного тока с последовательным резистором R _S, используемым для ограничения прямого тока до безопасного значения, скажем, от 5 мА для простого светодиодного индикатора до 30 мА или более при высокой яркости света. вывод нужен.

Светодиодное сопротивление серии.

Значение последовательного резистора R _S рассчитывается простым использованием закона Ома, зная требуемый прямой ток I _F светодиода, напряжение питания V _S на комбинации и ожидаемое прямое падение напряжения светодиода, В _F при требуемом уровне тока, токоограничивающий резистор рассчитывается как:

Цепь резистора серии

LED

Пример светодиода №1

Светодиод желтого цвета с прямым падением напряжения 2 В должен быть подключен к 5.Стабилизированный источник питания постоянного тока 0В. Используя приведенную выше схему, рассчитайте значение последовательного резистора, необходимого для ограничения прямого тока до менее 10 мА. Также рассчитайте ток, протекающий через диод, если используется последовательный резистор 100 Ом вместо рассчитанного первым.

1). требуется последовательный резистор на 10 мА.

2). с резистором серии 100 Ом.

Мы помним из руководств по резисторам, что резисторы бывают стандартных предпочтительных значений.Наш первый расчет выше показывает, что для ограничения тока, протекающего через светодиод, до 10 мА, нам потребуется резистор 300 Ом. В серии резисторов E12 нет резистора 300 Ом, поэтому нам нужно будет выбрать следующее по величине значение, которое составляет 330 Ом. Быстрый пересчет показывает, что новое значение прямого тока теперь составляет 9,1 мА, и это нормально.

Соединение светодиодов в серии

Мы можем соединять светодиоды последовательно, чтобы увеличить необходимое количество или увеличить уровень освещенности при использовании в дисплеях.Как и в случае с последовательными резисторами, последовательно соединенные светодиоды имеют одинаковый прямой ток, I _F протекает через них как через один. Поскольку все светодиоды, подключенные последовательно, пропускают один и тот же ток, обычно лучше, если они будут одного цвета или типа.

Подключение светодиодов серии

Хотя в последовательной цепи светодиодов протекает один и тот же ток, при расчете необходимого сопротивления токоограничивающего резистора R _S необходимо учитывать последовательное падение напряжения на них.Если мы предположим, что каждый светодиод имеет падение напряжения на 1,2 В при включении, то падение напряжения на всех трех будет 3 x 1,2 В = 3,6 В.

Если мы также предположим, что три светодиода должны светиться от одного и того же логического устройства на 5 В или от источника прямого тока около 10 мА, то же самое, что и выше. Тогда падение напряжения на резисторе R _S и его значение сопротивления будут рассчитаны как:

Опять же, в серии резисторов E12 (допуск 10%) нет резистора 140 Ом, поэтому нам нужно будет выбрать следующее по величине значение, которое составляет 150 Ом.

Схемы драйверов светодиодов

Теперь, когда мы знаем, что такое светодиод, нам нужно каким-то образом управлять им, переключая его в положение «ВКЛ» и «ВЫКЛ». Выходные каскады логических вентилей TTL и CMOS могут как источник, так и приемник полезного тока, поэтому их можно использовать для управления светодиодом. Нормальные интегральные схемы (ИС) имеют выходной ток возбуждения до 50 мА в конфигурации режима стока, но имеют внутренне ограниченный выходной ток около 30 мА в конфигурации режима источника.

В любом случае ток светодиода должен быть ограничен до безопасного значения с помощью последовательного резистора, как мы уже видели.Ниже приведены некоторые примеры управления светоизлучающими диодами с использованием инвертирующих ИС, но идея одинакова для любого типа выходного сигнала интегральной схемы, будь то комбинационный или последовательный.

Схема драйвера ИС

Если более одного светодиода требует одновременного управления, например, в больших массивах светодиодов, или ток нагрузки слишком высок для интегральной схемы, или мы можем просто использовать дискретные компоненты вместо микросхем, тогда альтернативный способ управления светодиоды, использующие биполярные транзисторы NPN или PNP в качестве переключателей, приведены ниже.Как и прежде, для ограничения тока светодиода требуется последовательный резистор R _S.

Схема драйвера транзистора

Яркость светодиода нельзя регулировать простым изменением тока, протекающего через него. Если через светодиод будет протекать больший ток, он будет светиться ярче, но также приведет к рассеиванию большего количества тепла. Светодиоды предназначены для получения заданного количества света, работающего при определенном прямом токе в диапазоне от 10 до 20 мА.

В ситуациях, когда важна экономия энергии, возможно снижение тока. Однако уменьшение тока до уровня ниже 5 мА может привести к слишком сильному уменьшению светового потока или даже к полному выключению светодиода. Намного лучший способ контролировать яркость светодиодов — использовать процесс управления, известный как «широтно-импульсная модуляция» или ШИМ, при котором светодиод многократно включается и выключается с различными частотами в зависимости от требуемой интенсивности света. светодиод.

Светодиодная интенсивность света с использованием ШИМ

Когда требуются более высокие световые потоки, ток с широтно-импульсной модуляцией с довольно коротким рабочим циклом (соотношение «ВКЛ-ВЫКЛ») позволяет значительно увеличить ток диода и, следовательно, интенсивность выходного света во время фактических импульсов, при этом сохраняя Светодиоды «средний уровень тока» и рассеиваемая мощность в безопасных пределах.

Это состояние мигания «ВКЛ-ВЫКЛ» не влияет на то, что видит человеческий глаз, поскольку оно «заполняет» промежутки между световыми импульсами «ВКЛ» и «ВЫКЛ», при условии, что частота импульсов достаточно высока, что заставляет их казаться как непрерывный световой поток. Таким образом, импульсы с частотой 100 Гц или более на самом деле кажутся глазу ярче, чем непрерывный свет той же средней интенсивности.

Разноцветный светодиод

Светодиоды

доступны в широком диапазоне форм, цветов и размеров с различной доступной интенсивностью светового потока, причем наиболее распространенным (и дешевым в производстве) является стандартный 5-миллиметровый светодиод на основе красного арсенида галлия (GaAsP).

Светодиоды

также доступны в различных «упаковках», предназначенных для отображения как букв, так и цифр, наиболее распространенной из которых является конфигурация «семисегментного дисплея».

В настоящее время доступны полноцветные светодиодные дисплеи с плоскими экранами, портативные устройства и телевизоры, в которых используется огромное количество разноцветных светодиодов, и все они управляются непосредственно их собственной специализированной ИС.

Большинство светоизлучающих диодов излучают только один цветной свет, однако теперь доступны многоцветные светодиоды, которые могут воспроизводить диапазон разных цветов в одном устройстве.Большинство из них на самом деле представляют собой два или три светодиода, изготовленных в одном корпусе.

Двухцветные светодиоды

Двухцветный светоизлучающий диод состоит из двух светодиодных чипов, соединенных вместе «обратно параллельно» (один вперед, один назад), объединенных в один корпус. Двухцветные светодиоды могут воспроизводить любой из трех цветов, например, красный цвет излучается, когда устройство подключено к току, текущему в одном направлении, и зеленый цвет излучается, когда он смещен в другом направлении.

Этот тип двунаправленной компоновки полезен для указания полярности, например, правильного подключения батарей или источников питания и т. Д. Кроме того, двунаправленный ток создает оба цвета, смешанные вместе, поскольку два светодиода принимают его по очереди, чтобы светится, если устройство было подключено (через подходящий резистор) к низковольтной низкочастотной сети переменного тока.

A Двухцветный светодиод

LED Выбрано	Клемма A		AC
LED Выбрано	+	–	AC
Светодиод 1	НА	ВЫК	НА
Светодиод 2	ВЫК	НА	НА
Цвет	Зеленый	Красный	Желтый

Трехцветный светодиод

Самый популярный тип трехцветного светодиода, состоящий из одного красного и зеленого светодиода, объединенных в один корпус, катодные выводы которых соединены вместе, образуя трехконтактное устройство.Их называют трехцветными светодиодами, потому что они могут выдавать один красный или зеленый цвет, включая «ВКЛ» только один светодиод за раз.

Эти трехцветные светодиоды могут также генерировать дополнительные оттенки своих основных цветов (третьего цвета), таких как оранжевый или желтый, путем включения двух светодиодов с разными соотношениями прямого тока, как показано в таблице, тем самым генерируя четыре разных цвета всего из двух. диодные переходы.

Многоцветный или трехцветный светодиод

Вывод Цвет	Красный	оранжевый	Желтый	Зеленый
Светодиод 1 Ток	0	5 мА	9.5 мА	15 мА
Светодиод 2 Ток	10 мА	6,5 мА	3,5 мА	0

Светодиодные дисплеи

Помимо отдельных цветных или многоцветных светодиодов, несколько светодиодов могут быть объединены вместе в одном корпусе для создания дисплеев, таких как гистограммы, полосы, массивы и семисегментные дисплеи.

7-сегментный светодиодный дисплей обеспечивает очень удобный способ при правильном декодировании отображения информации или цифровых данных в форме цифр, букв или даже буквенно-цифровых символов, и, как следует из их названия, они состоят из семи отдельных светодиодов (сегментов) в одном пакете дисплея.

Для вывода требуемых цифр или символов от 0 до 9 и от A до F, соответственно, на дисплее должна быть освещена правильная комбинация сегментов светодиода. Стандартный семисегментный светодиодный дисплей обычно имеет восемь входных соединений, по одному на каждый светодиодный сегмент и одно, которое действует как общий терминал или соединение для всех внутренних сегментов.

Дисплей с общим катодом (CCD) — В дисплее с общим катодом все катодные соединения светодиодов соединены вместе, и отдельные сегменты подсвечиваются с помощью ВЫСОКОГО сигнала логической «1».
Дисплей с общим анодом (CAD) — В дисплее с общим анодом все анодные соединения светодиодов соединены вместе, и отдельные сегменты подсвечиваются путем подключения клемм к НИЗКОМУ, логическому «0» сигналу.

Стандартный семисегментный светодиодный экран

Оптрон

Наконец, еще одно полезное применение светодиодов — это оптронная связь . Оптопара или оптоизолятор, как его еще называют, представляет собой единое электронное устройство, состоящее из светоизлучающего диода в сочетании с фотодиодом, фототранзистором или фототиаком, чтобы обеспечить путь оптического сигнала между входом. соединение и выходное соединение с сохранением гальванической развязки между двумя цепями.

Оптоизолятор состоит из светонепроницаемого пластикового корпуса, в котором типичное напряжение пробоя между входом (фотодиод) и выходом (фототранзистор) составляет до 5000 вольт. Эта электрическая изоляция особенно полезна, когда сигнал от цепи низкого напряжения, такой как цепь с батарейным питанием, компьютер или микроконтроллер, требуется для работы или управления другой внешней схемой, работающей при потенциально опасном сетевом напряжении.

Фотодиоды и фототранзисторы Оптопары

Два компонента, используемые в оптоизоляторе, оптический передатчик, такой как светодиод на арсениде галлия, излучающий инфракрасное излучение, и оптический приемник, такой как фототранзистор, тесно оптически связаны и используют свет для передачи сигналов и / или информации между своими ввод и вывод.Это позволяет передавать информацию между цепями без электрического соединения или общего потенциала земли.

Оптоизоляторы

представляют собой цифровые или переключающие устройства, поэтому они передают управляющие сигналы «ВКЛ-ВЫКЛ» или цифровые данные. Аналоговые сигналы могут передаваться посредством частотной или широтно-импульсной модуляции.

Как работают светоизлучающие диоды

Диод — это простейший полупроводниковый прибор.Вообще говоря, полупроводник — это материал с различной способностью проводить электрический ток. Большинство полупроводников сделано из плохого проводника, в который были добавлены примеси (атомы другого материала). Процесс добавления примесей называется легированием .

В случае светодиодов материалом проводника обычно является арсенид алюминия-галлия (AlGaAs). В чистом арсениде алюминия-галлия все атомы идеально связаны со своими соседями, не оставляя свободных электронов (отрицательно заряженных частиц) для проведения электрического тока.В легированном материале дополнительные атомы изменяют баланс, либо добавляя свободные электроны, либо создавая дыры, по которым электроны могут уходить. Любое из этих изменений делает материал более проводящим.

Полупроводник с дополнительными электронами называется материалом N-типа , так как он имеет дополнительные отрицательно заряженные частицы. В материале N-типа свободные электроны перемещаются из отрицательно заряженной области в положительно заряженную.

Полупроводник с дополнительными отверстиями называется материалом P-типа, поскольку он фактически содержит дополнительные положительно заряженные частицы.Электроны могут прыгать от отверстия к отверстию, перемещаясь из отрицательно заряженной области в положительно заряженную. В результате кажется, что сами отверстия перемещаются из положительно заряженной области в отрицательно заряженную.

Диод состоит из секции материала N-типа, прикрепленной к секции материала P-типа, с электродами на каждом конце. Это устройство проводит электричество только в одном направлении. Когда на диод не подается напряжение, электроны из материала N-типа заполняют отверстия в материале P-типа вдоль стыка между слоями, образуя зону обеднения.В зоне истощения полупроводниковый материал возвращается в исходное изолирующее состояние — все отверстия заполнены, поэтому нет свободных электронов или пустых пространств для электронов, и электричество не может течь.

Чтобы избавиться от зоны истощения, вы должны заставить электроны двигаться из области N-типа в область P-типа, а дырки — в обратном направлении. Для этого вы подключаете сторону N-типа диода к отрицательному концу цепи, а сторону P-типа — к положительному концу.Свободные электроны в материале N-типа отталкиваются отрицательным электродом и притягиваются к положительному электроду. Отверстия в материале P-типа перемещаются в другую сторону. Когда разность напряжений между электродами достаточно высока, электроны в зоне обеднения выталкиваются из своих отверстий и снова начинают свободно перемещаться. Зона обеднения исчезает, и заряд перемещается по диоду.

Если вы попытаетесь пропустить ток другим путем, когда сторона P-типа подключена к отрицательному концу цепи, а сторона N-типа подключена к положительному концу, ток не будет течь.Отрицательные электроны в материале N-типа притягиваются к положительному электроду. Положительные отверстия в материале P-типа притягиваются к отрицательному электроду. Через переход не протекает ток, потому что дырки и электроны движутся в неправильном направлении. Зона истощения увеличивается. (См. «Как работают полупроводники» для получения дополнительной информации обо всем процессе.)

Взаимодействие между электронами и дырками в этой установке имеет интересный побочный эффект — оно генерирует свет!

Резисторы для светодиодных цепей | Применение резистора

Резисторы в схемах светодиодов

Светодиод (светоизлучающий диод) излучает свет, когда через него проходит электрический ток.Самая простая схема для питания светодиода — это источник напряжения с последовательно соединенными резистором и светодиодом. Такой резистор часто называют балластным резистором. Балластный резистор используется для ограничения тока через светодиод и предотвращения чрезмерного тока, который может привести к его перегоранию. Если источник напряжения равен падению напряжения светодиода, резистор не требуется. Светодиоды также доступны в интегрированном корпусе с резистором, подходящим для работы светодиода.

Сопротивление балластного резистора легко вычислить, используя закон Ома и законы Кирхгофа.Номинальное напряжение светодиода вычитается из источника напряжения и затем делится на желаемый рабочий ток светодиода:

$$ R = \ frac {V — V_ {LED}} {I} $$

Где В, — источник напряжения, В _LED — напряжение светодиода, а I — ток светодиода. Таким образом вы сможете подобрать резистор, подходящий для правильной работы светодиода.

Эту простую светодиодную схему с балластным резистором можно использовать в качестве индикатора включения для DVD-плеера или монитора компьютера.Хотя эта схема широко используется в бытовой электронике, она не очень эффективна, поскольку избыточная энергия от источника напряжения рассеивается балластным резистором. Поэтому иногда применяются более сложные схемы для повышения энергоэффективности.

Пример простой схемы светодиода

В следующем примере светодиод с напряжением 2 В и током 30 мА должен быть подключен к источнику питания 12 В.

Балластный резистор можно рассчитать по формуле:

$$ R = \ frac {V — V_ {LED}} {I} = \ frac {12 — 2} {0.03} = 333 \ Omega $$

Сопротивление резистора должно составлять 333 Ом. Если точное значение недоступно, выберите следующее более высокое значение сопротивления, чтобы ток оставался ниже пределов светодиода.

Несколько светодиодов в последовательной цепи

Часто несколько светодиодов подключаются к одному источнику напряжения последовательным соединением. Таким образом, несколько резисторов могут использовать один и тот же ток. Поскольку ток через все последовательно соединенные светодиоды одинаков, они должны быть одного типа.Обратите внимание, что для освещения одного светодиода в этой цепи требуется столько же энергии, сколько для нескольких последовательно соединенных светодиодов. Источник напряжения должен обеспечивать достаточно большое напряжение для суммы падений напряжения светодиодов и резистора. Обычно напряжение источника на 50 процентов выше суммы напряжений светодиодов. В качестве альтернативы можно использовать источник более низкого напряжения и более низкий ток, компенсируя более низкую яркость каждого отдельного светодиода за счет использования большего количества светодиодов. Кроме того, снижаются тепловые потери, а светодиоды имеют более длительный срок службы из-за меньшей нагрузки.

Пример нескольких светодиодов в серии

В этом примере два светодиода соединены последовательно. Один красный светодиод с напряжением 2 В и синий светодиод с 4,5 В. Оба имеют номинальную силу тока 30 мА. Законы Кирхгофа говорят нам, что сумма падений напряжения в цепи равна нулю. Следовательно, напряжение резистора должно быть равно напряжению источника за вычетом суммы падений напряжения светодиодов. По закону Ома рассчитываем значение сопротивления балластного резистора:

$$ R = \ frac {V — V_ {LED1} — V_ {LED2}} {I} = \ frac {12 — 2 — 4.5} {0.03} = 183.3 \ Omega $$

Сопротивление должно быть не менее 183,3 Ом. Обратите внимание, что падение напряжения на резисторе составляет 5,5 В. Можно было бы подключить в схему дополнительные светодиоды.

Несколько светодиодов в параллельной цепи

Можно подключить светодиоды параллельно, но это может создать больше проблем, чем последовательные цепи. Прямые напряжения светодиодов должны точно совпадать, в противном случае загорится только светодиод с самым низким напряжением и, возможно, перегорят из-за избыточного тока.Даже если светодиоды имеют одинаковую спецификацию, они могут иметь плохое соответствие ВАХ из-за различий в производственном процессе. Это заставляет светодиоды пропускать другой ток. Чтобы минимизировать разницу в токе, параллельно включенные светодиоды обычно имеют балластный резистор для каждой ветви.

Как работает светодиод?

Светодиод (светоизлучающий диод) — это полупроводниковый прибор. По сути, это соединение P-N с выводами, прикрепленными к каждой стороне. Идеальный диод имеет нулевое сопротивление при прямом смещении и бесконечное сопротивление при обратном смещении.Однако в реальных диодах на диоде должно быть небольшое напряжение, чтобы он проводил. Это напряжение, наряду с другими характеристиками, определяется материалами и конструкцией диода. Когда напряжение прямого смещения становится достаточно большим, избыточные электроны с одной стороны перехода начинают объединяться с дырками с другой стороны. Когда это происходит, электроны переходят в менее энергичное состояние и выделяют энергию. В светодиодах эта энергия выделяется в виде фотонов.Материалы, из которых изготовлен светодиод, определяют длину волны и, следовательно, цвет излучаемого света. Первые светодиоды были сделаны из арсенида галлия и излучали красный свет. Сегодня светодиоды изготавливаются из самых разных материалов и могут излучать разные цвета. Напряжение варьируется от примерно 1,6 В для красных светодиодов до примерно 4,4 В для ультрафиолетовых. Знание правильного напряжения важно, потому что приложение слишком большого напряжения на диоде может вызвать больший ток, чем светодиод может безопасно выдержать.

светодиода сегодня доступны малой и большой мощности.Светодиоды обычно выделяют меньше тепла и потребляют меньше энергии, чем лампы накаливания такой же яркости. Они также служат дольше, чем аналогичные лампочки. Светодиоды используются в широком спектре осветительных и светочувствительных приложений.

Использование светодиодов в качестве фотодиодов

В качестве фотодиодов можно использовать

светодиода. Фотодиоды — это полупроводники, которые ведут себя противоположно светодиодам. В то время как светодиод будет излучать свет, когда он проводит, фотодиод будет генерировать ток при воздействии света с правильной длиной волны.Светодиод будет демонстрировать эту характеристику при воздействии света с длиной волны ниже его нормальной рабочей длины волны. Это позволяет использовать светодиоды в таких схемах, как датчики света и оптоволоконные цепи связи.

Светодиодный символ

Светодиод

＜ Что такое светодиоды и как они работают? ＞ | Основы электроники

Что такое светодиоды?

Светодиоды

— это тип полупроводника, который называется «светоизлучающий диод». Белые светодиоды, которые получили практическую реализацию благодаря использованию синих светодиодов высокой яркости, разработанных в 1993 году на основе нитрида галлия, привлекают повышенное внимание как 4-й тип источника света.

Как светодиоды излучают свет?

Светодиоды

(светоизлучающие диоды) представляют собой полупроводниковые источники света, которые объединяют полупроводник P-типа (большая концентрация дырок) с полупроводником N-типа (большая концентрация электронов). Приложение достаточного прямого напряжения заставит электроны и дырки рекомбинировать в P-N переходе, высвобождая энергию в виде света.

По сравнению с обычными источниками света, которые сначала преобразуют электрическую энергию в тепло, а затем в свет, светодиоды (Light Emitting Diodes) преобразуют электрическую энергию непосредственно в свет, обеспечивая эффективное производство света с минимальными потерями электроэнергии.

Типы светодиодов

Доступны светодиоды двух типов: ламповые (с выводами) и микросхемы (для поверхностного монтажа). Пользователи могут выбрать идеальный тип, исходя из установленных требований.

Длина волны и цвет

Цвет светодиода (длина волны излучения) будет меняться в зависимости от используемых материалов. Это позволяет настроить цвет в соответствии с определенными спецификациями длины волны, необходимыми для приложений, которые используют традиционные лампы в качестве источников света (для которых существуют стандарты), таких как светофоры и автомобильные лампы.

Для обозначения цвета используются две спецификации длины волны: λP (пиковая длина волны) и λD (доминирующая длина волны), при этом λD соответствует цвету, фактически наблюдаемому человеческим глазом.

Как создается белый свет?

Существует несколько методов получения белого света с помощью светодиодов. Ниже приведены 2 типичных метода эмиссии.

Синий светодиод ＋ Желтый люминофор

Комбинация синего светодиода с желтым люминофором, который является дополнительным цветом, дает белый свет.Этот метод проще других решений и обеспечивает высокую эффективность, что делает его наиболее популярным выбором на рынке.

Красный светодиод ＋ Зеленый светодиод ＋ Синий светодиод

Сочетание трех основных цветов приведет к белому свету. Обычно этот метод используется не для освещения, а для полноцветных светодиодных устройств.

Светоизлучающий диод
LED К странице продукта

Линейка светоизлучающих диодов

ROHM включает в себя светоизлучающие диоды с боковым излучением, с задним креплением и тип лампы в дополнение к стандартным типам SMD.

Светодиодные схемы

Защищенный сайт

Магазин с

Уверенность

Лучше всего просматривать при использовании:

Internet Explorer

или

Mozilla Firefox

Светодиодные схемы

Наша цель — дать обзор основных
типы цепей, используемых для питания светодиодов.Принципиальные схемы или схемы, которые
Следующие ниже изображены с использованием стандартных электронных символов для каждого компонента.
Определения символов следующие:

Символ светодиода является стандартным обозначением диода с
добавление двух маленьких стрелок, обозначающих излучение (света). Отсюда и название, свет
излучающий диод (LED). «A» обозначает анод или плюс (+)
соединение, а «C» катод или минус (-) соединение. У нас есть
говорил ранее, но стоит повторить: светодиоды
строго устройств постоянного тока и не будут работать с переменным током (переменным
Текущий).При питании светодиода, если источник напряжения точно не соответствует
Напряжение светодиодного устройства, необходимо использовать «ограничивающий» резистор последовательно со светодиодом. Без этого ограничивающего резистора светодиод не работал бы.
мгновенно выгорают.

В приведенных ниже схемах мы используем символ батареи для обозначения
источник. Электропитание может быть легко обеспечено источником питания или колесом.
пикапы с трассы на макете. Каким бы ни был источник, важно то, что он
должен быть постоянным током и хорошо отрегулирован, чтобы предотвратить колебания перенапряжения, вызывающие повреждение
Светодиоды.Если источник напряжения должен быть запитан от датчиков рельсов, мост
выпрямитель должен использоваться, чтобы светодиоды получали только постоянный ток и неизменный
полярность.

Обозначения переключателей довольно просты. Однополюсный,
однонаправленный переключатель (SPST) — это просто функция включения-выключения, в то время как SPDT
(двухпозиционный) переключатель позволяет выполнять маршрутизацию между двумя разными цепями. Оно может
может использоваться как переключатель на один ход, если одна сторона ни к чему не подключена. В
кнопка — выключатель мгновенного действия.

Обозначение конденсатора, которое мы здесь используем, относится к электролитическому или
конденсатор поляризованного типа. То есть его необходимо использовать в цепи постоянного тока.
и подключен правильно (плюс подключение к плюсовому напряжению), или он будет
поврежден. В наших целях он используется для мгновенного хранения, чтобы помочь
«сглаживать» колебания питающего напряжения, вызванные малыми потерями в колесах
подхватывание силового броска на грязных участках пути или в зазорах на стрелочных переводах.
Поляризованные конденсаторы классифицируются по разным номинальным значениям максимального постоянного напряжения.Всегда
используйте конденсатор, номинал которого безопасно превышает максимальное напряжение, ожидаемое в вашем
заявление.

Базовая схема

Это настолько просто, насколько возможно. Цепь одного светодиода — это
строительный блок, на котором основаны все наши другие примеры. Для правильного функционирования
должны быть известны три значения компонентов. Напряжение питания (Vs), светодиод устройства
рабочее напряжение (Vd) и рабочий ток светодиода (I). С этими известными,
используя вариант закона Ома,
правильный ограничительный резистор (R) может быть определен.Формула:

Пример работы с этой формулой можно найти на нашем
Страница советов по подключению моста. Шаг проверки 7
для подробностей.

На схеме выше у нас есть как ограничительный резистор, так и
переключатель, подключенный к положительной (+) стороне цепи. Мы сделали это, чтобы
соблюдать «стандартные электрические методы» при работе с «горячими»
(плюсовая) сторона цепи, а не минус (-) или сторона «земли». В
схема действительно функционировала бы адекватно в любом случае, но стандартная безопасность
Практика рекомендует «отключение» на «горячей» стороне, чтобы свести к минимуму
возможность электрического замыкания проводов на другие «заземленные» цепи.

Цепи с двумя или более светодиодами

Цепи с несколькими светодиодами делятся на две основные категории;
цепи с параллельным соединением и цепи с последовательным соединением. Третий тип, известный как
последовательная / параллельная схема представляет собой комбинацию первых двух и также может быть довольно
полезно в модельных проектах.

Общие правила для параллельных и последовательных цепей светодиодов могут быть
указано следующее:

В параллельной цепи,
напряжение одинаково на всех компонентах (светодиодах), но ток делится
через каждый.
В последовательной цепи,
ток такой же, но напряжение делится.
В последовательной цепи,
сумма всех напряжений светодиодов не должна превышать 90% напряжения питания на
обеспечить стабильную светоотдачу светодиодов.
В последовательной цепи,
все светодиоды должны иметь одинаковые характеристики напряжения (Vd) и тока (I).

Параллельная проводная светодиодная схема

Выше показаны два примера одной и той же схемы.Рисунок 1 на
слева — схематическое изображение трех светодиодов, подключенных в
параллельно батарее с переключателем для их включения или выключения. Вы заметите, что
в этой схеме каждый светодиод имеет свой ограничивающий резистор и напряжение питания
стороны этих резисторов соединены вместе и выведены на плюсовую батарею.
терминал (через переключатель). Также обратите внимание, что катоды трех светодиодов
соединены вместе и выведены на отрицательную клемму аккумуляторной батареи. Эта «параллель»
соединение компонентов — вот что определяет схему.

Если бы мы построили схему точно так, как показано на рисунке 1,
с проводами, соединяющими устройства, как показано на схеме (перемычки
между резисторами и перемычками между катодными соединениями), мы
необходимо учитывать допустимую нагрузку по току выбранного провода.
Если проволока слишком мала, может произойти перегрев (или даже плавление).

Во многих случаях на этом веб-сайте мы приводим примеры
Светодиоды подключены с помощью нашего магнитного провода с покрытием №38.Мы выбрали проволоку этого размера для очень
конкретные причины. Он достаточно мал (диаметр 0045 дюймов, включая изоляцию).
покрытие), чтобы выглядеть прототипом в виде провода или кабеля в большинстве проектов, даже в
Z-шкала, и она достаточно велика, чтобы подавать ток на осветительные устройства 20 мА (например, наши
Светодиоды) с дополнительным запасом прочности 50%. Как указано, сплошной медный провод №38 имеет
номинальный рейтинг 31,4 мА и максимальный рейтинг 35,9 мА. Мы могли бы выбрать
Провод №39 с номинальным значением тока 24,9 мА, но мы чувствовали, что этого не произойдет.
безопасно учитывать колебания номиналов резисторов или отдельных светодиодов.Кроме того, немного меньший диаметр (0,004 дюйма вместо 0,0045 дюйма), вероятно, не
сделать заметную разницу в моделировании.

Возвращаясь к Рисунку 1; вы можете увидеть в этом примере
текущее требование для каждой пары светодиод / резистор, добавляется к следующей и следует
правило параллельной цепи (# 1) выше. Мы не могли безопасно использовать для этого наш магнитный провод №38.
всю схему. Например, перемычка с нижнего катода светодиода на минус
клемма аккумулятора будет нести 60 мА. Наш провод быстро перегревается и
возможно расплавление, вызывающее разрыв цепи.Для этого
Причина, на Рисунке 1 — это всего лишь простой способ « схематично » представить
как компоненты должны быть подключены для правильной работы схемы.

В реальной жизни наш реальный проект проводки выглядел бы как
Рис. 2. В этом случае мы можем безопасно использовать наш провод №38 для всего, кроме
соединение между плюсовой клеммой аккумуляторной батареи и переключателем. Здесь нам понадобится
по крайней мере провод # 34 (номинал 79,5 мА), но мы, вероятно, использовали бы что-то вроде Radio
Изолированная обмоточная проволока Shack’s №30.Это недорого, легко доступно и
будет нести 200ма (номинальная спец.). Достаточно большой для нашего приложения. Также,
мы, вероятно, не стали бы паять три резистора вместе на одном конце, как
как мы показали, мы просто использовали бы еще один кусок этого # 30, чтобы соединить их общие
заканчивается вместе и к выключателю.

Макеты железных дорог могут стать электрически сложными, включая
всевозможные требования к проводке для таких вещей, как мощность трека, переключение,
освещение, сигнализация, DCC и др.; у каждого свои потенциальные текущие потребности.
Чтобы помочь вам в планировании таких вещей, таблица общих проводов (сплошная медь
однониточные) размеров и их токонесущей способности.
здесь.

Последовательная проводная светодиодная схема

Эта схема представляет собой простую последовательную цепь для питания трех светодиодов.
Вы заметите два основных различия между этой схемой и параллельной схемой. Все
светодиоды используют один ограничивающий резистор, а светодиоды подключены
анод-катод по схеме «гирляндной цепи».Следуя правилу № 2 выше,
формула, которую мы будем использовать для определения нашего ограничивающего резистора, является еще одной вариацией
формулы, которую мы использовали выше. Формула серии для вышеуказанной схемы будет
записывается следующим образом:

Единственная реальная разница в том, что наш первый шаг — добавить
напряжение устройства для количества светодиодов, которые мы используем вместе, затем вычтите
это значение из нашего напряжения питания. Затем этот результат делится на
ток наших устройств (обычно 20 мА или 0,020).Все просто, да? Не забудьте также
рассмотрите правило №3. То есть умножьте напряжение питания на 90% (0,9) и сделайте
убедитесь, что сумма напряжений всех устройств (светодиодов) не превышает этого значения. Это
почти все, что нужно …

Нам нужно знать, какой провод мы собираемся использовать, и что
какое потребление тока можно ожидать от такой схемы? Что ж, в
параллельная схема выше, для трех светодиодов по 20 мА каждый, мы будем потреблять 60 мА
у батареи. Итак … 60 мА? Неа. Фактически, чуть меньше 20 мА
для всех трех светодиодов! Для простоты назовем его 20.

Другой способ сформулировать правила 1 и 2 выше:

В параллельной цепи напряжение устройства постоянно, но
ток, необходимый для каждого устройства, складывается в общий ток.
В последовательной цепи ток устройства постоянный, но
Требуемое напряжение — это сумма всех напряжений устройства (вместе).

Давайте рассмотрим несколько примеров с использованием 9-вольтовой батареи (или
блок питания):

Пример № 1

Мы хотим подключить два наших супербелых светодиода 2×3 последовательно.

Сначала определяем напряжение устройства, которое составляет 3,6 вольт и
сложите это для двух светодиодов (3,6 + 3,6 = 7,2).
Теперь, когда у нас есть эта сумма, давайте убедимся, что она не нарушает
Правило №3. 80% от 9 вольт составляет 7,2 вольт (0,8 x 9 = 7,2). Суммы равны. Мы
не превышает 90%, поэтому мы можем продолжить.
Затем мы вычитаем эту сумму 7,2 из нашего напряжения питания (9
вольт) и получите результат 1.8 (это часть Вс-Вд).
Затем мы делим 1,8 на ток нашего устройства, который составляет 20 мА, или
.02. Наш ответ — 90. Поскольку резистор на 90 Ом не является стандартным, мы выберем
следующее по величине значение (100 Ом). Это немного более высокое сопротивление не вызовет
разница в яркости светодиодов.
Наконец, поскольку наша текущая потребляемая мощность составляет всего 20 мА, мы могли бы использовать
наш провод №38 для всего, если мы захотим.

Пример № 2

Мы хотим последовательно соединить четыре наших красных светодиода Micro.Какие
резистор мы должны использовать?

Мы находим
напряжение устройства должно быть 1,7 вольт. Для четырех светодиодов это будет 6,8 вольт (4 x 1,7 =
6.8).
Теперь, когда у нас есть это
Сумма, убедимся, что она не нарушает правило №3. 90% от 9 вольт — это 7,2 вольт
(0,8 х 9 = 7,2). И 6,8 на меньше, чем на , чем на 7,2. Ага, все в порядке.
Далее мы вычитаем это
6,8 от нашего напряжения питания (9 вольт) и получаем результат 2.2
(это часть Вс-Вд).
Наконец, делим 2,2
током нашего устройства, который составляет 20 мА, или 0,02. Наш ответ — 110. Как оказалось,
110 Ом — стандартное сопротивление резистора, поэтому нам не нужно выбирать ближайший
доступно более высокое значение (никогда не выбирайте меньшее значение!). Мы будем использовать 110 Ом 1/8
резистор 1% ватт.

Пример № 3

Мы хотим подключить три наших сверхбелых светодиода Micro
вместе последовательно.

Напряжение на аппарате 3.5 вольт. Так что для трех светодиодов это будет
10,5 вольт, и … у нас проблема.
Эта сумма не только нарушает правило № 3 выше, но и превышает напряжение питания. В
В этом случае наши светодиоды даже не загораются. В этой ситуации, если нам нужно три из
эти светодиоды, нам либо понадобится источник питания, который подает как минимум 11,67 вольт
(это то, что 10,5 было бы 90%), или нам придется подключать только два последовательно
а третий отдельно, с собственным резистором (последовательная / параллельная цепь,
но об этом чуть позже).В этом случае у нас будет
два типа схем, соединенных вместе на общем источнике питания. Схема будет
выглядят следующим образом:

Здесь мы снова можем использовать наш провод №38 для всего, кроме
соединение между источником питания и выключателем. Чтобы определить, какие ограничения
резисторы тут требуются, мы просто рассчитываем каждый отрезок схемы
раздельно. Неважно, какой сегмент определяется первым, но мы сделаем
одиночный светодиод / резистор.Для этого мы используем нашу оригинальную формулу:

Мы знаем, что Vs (для этих примеров) составляет 9 вольт. А также. мы
Знайте, что Vd составляет 3,5 вольта, а I — 20 мА. Итак, (9 —
3,5) = 5,5
.020 = 275. Это резистор нестандартного значения, поэтому мы
используйте здесь резистор 300 Ом.

Теперь посчитаем последовательную пару светодиодов. Формула для
всего два светодиода будут:

Опять же, против составляет 9 вольт, поэтому 9 — (3.5 + 3.5)
= 2 0,020 = 100, и это стандарт
номинал резистора. Были сделаны. Теперь мы можем подключить этот пример, и все будет
усердно работать.

Подсветка Kato Amtrak Superliner с подсветкой EOT

Вот схема легкового автомобиля, подключенного для освещения с помощью
мостовой выпрямитель и емкость 600 мкФ для обеспечения
На все светодиоды подается постоянный ток без мерцания и стабильной полярности. Супер-белый светодиод
освещает салон автомобиля, а два красных светодиода Micro обеспечивают световой сигнал в конце поезда.А
добавлен переключатель, чтобы при желании можно было отключить функцию EOT. Бег
пример этой машины (с 800 мкф мерцания
control) можно увидеть здесь.

Последовательная / параллельная проводная светодиодная цепь

Здесь мы немного расширили наш пример №3 выше. У нас есть
три группы последовательно-пар светодиодов. Каждый рассматривается как отдельная цепь для
для расчетных целей, но соединены вместе для общего источника питания. Если бы все это были наши Micro
Сверхбелые светодиоды, мы уже знаем все необходимое для построения этой схемы.Кроме того, мы знаем, что каждая последовательная пара потребляет ток 20 мА, поэтому
всего на источнике питания будет 60 мА. Довольно просто.

Самое интересное в последовательных / параллельных цепях светодиодов состоит в том, как
Вы можете легко увеличить количество лампочек на данном источнике питания. Возьми наш
Например, импульсный источник питания N3500. Он обеспечивает ток 1 ампер (1000 мА).
на 9 вольт.

Используя нашу ранее параллельную схему, мы могли подключить
50 наших светодиодов 2×3, или Micro, или Nano Super-white (или любая комбинация
равно 50), каждый со своим ограничительным резистором, и этот небольшой источник
справится с этим.Этого, наверное, хватило бы для города приличных размеров. Теперь,
если мы немного поумнее, мы могли бы использовать несколько последовательных / параллельных цепей и
легко увеличить это количество, используя всего один запас. Если бы они все были
последовательно / параллельно, мы могли запустить 100 огней. Гипотетически, если бы мы были
выполняя проект с использованием наших красных светодиодов N1012 Micro (напряжение устройства 1,7 В), мы
смог запустить 400 светодиодов с нашим небольшим запасом. Это красиво

странный
думал, однако.Кто-нибудь в темных очках?

Для получения дополнительной информации об использовании нашего импульсного источника питания для вашего
макеты или проекты диорам, нажмите здесь.

Не забывайте правило №4. При создании групп серий убедитесь, что
напряжения устройства и текущие требования очень похожи. Достаточно сказать, что смешение
Светодиоды с большой разницей напряжения устройства или потребляемым током в
та же группа серий , а не даст удовлетворительные результаты.

Наконец, проявите изобретательность.Вы можете смешивать и сочетать. Последовательные схемы,
параллельные, однопроводные светодиоды, последовательные / параллельные цепи, белые группы, красные группы,
желтый, зеленый, что угодно. Пока вы рассчитываете каждый случай для правильного ограничения
сопротивление и следите за схемами проводки на предмет правильного сечения проводов, освещения
проекты будут работать с очень удовлетворительными результатами.

Еще кое-что для тех из вас, кто чувствует себя некомфортно
работая «вручную» с приведенными выше формулами, мы создали несколько калькуляторов
делать вычисления за вас.Все, что вам нужно сделать, это ввести значения и нажать
кнопка «рассчитать». Их можно найти, нажав
здесь.

… ДА БУДЕТ СВЕТ …

2008 Нжиниринг

Электрические аспекты светодиодных ламп — LED professional

Замена 3,5 миллиардов ламп накаливания, установленных по всей Европе, более эффективными технологиями освещения, такими как светодиоды, приведет к значительному снижению мощности, потребляемой системами освещения.

В настоящее время в центре внимания находятся значения эффективности и качества света светодиодных ламп. Тем не менее, поведение технологии светодиодных ламп в отношении электрических параметров также представляет интерес. Компания LED professional протестировала семь светодиодных ламп от четырех производителей, чтобы получить представление о них изнутри, и сообщает об удивительных результатах в этой статье.

Условия тестирования
Были проанализированы светодиодные лампы, произведенные в последнее время ATG Electronics, Line Lite, Exceed и Lemnis Lighting (см. Таблицу 1).Первый этап испытаний охватывал измерения электрических параметров сети, таких как входная мощность, входной ток, коэффициент мощности, искажения тока и напряжения. На втором этапе испытаний светодиодные лампы были разобраны для извлечения схем электрических цепей и изучения механических конструкций. Все испытания проводились при комнатной температуре, и устройства питались от электронного усилителя мощности 500 ВА, имитирующего стабильные условия сети.

См. Рисунок 1

Результаты измерений: анализ мощности
Коэффициенты мощности измеренных светодиодных ламп в целом показали плохие значения, в диапазоне от 0.32 до 0,48 (см. Рисунок 2). Низкие значения коэффициента мощности являются причиной того, что только 32-48% полной мощности сети передается на светодиоды в качестве активной мощности (см. Рисунок 3 — Магазин LpR). В настоящее время международные стандарты требуют использования схем коррекции коэффициента мощности только для значений мощности выше 25 Вт. Тем не менее, реактивная мощность должна передаваться от электростанций к нагрузкам, что приводит к ненужным потребностям в мощности и увеличению потерь при передаче.

Потенциал снижения нагрузки электростанций в Европейском сообществе:
Сегодня, 3.В Европейском сообществе установлено 5 миллиардов ламп накаливания [1]. Ежегодно заменяется два миллиарда ламп с промежуточным сроком службы около 1000 часов [2]. Эти цифры означают, что в среднем два миллиарда ламп должны включаться на три часа каждый день. Из-за европейских часовых поясов эти лампы могут включаться одновременно. При среднем уровне мощности лампы 40 Вт (400 лм / лампочка) расчет пиковой мощности показывает результат 80 ГВт. Общее потребление энергии в год можно рассчитать, умножив 40 Вт на промежуточный срок службы на количество заменяемых ламп в год: 40×1,000×2,000,000,000 = 80 ТВтч / год.

Замена установленных ламп накаливания на светодиодные лампы мощностью 8 Вт (50 лм / Вт, теплый белый) и световой поток, аналогичный характеристикам ламп накаливания, снизит потребление энергии до 16 ТВтч / год. Другими словами, может быть достигнута экономия энергии в 64 ТВтч / год, что требует более 50 больших легководных реакторов мощностью 1200 МВт. Но что это означает для пиковой нагрузки электростанций?

Измерения показали, что большинство современных светодиодных ламп имеет относительно низкий коэффициент мощности, что приводит к высокой полной мощности.Следовательно, необходимо рассчитать полную мощность 20 ВА, в худшем случае даже 25 ВА. В результате пиковая мощность нагрузки составляет от 40 ГВт до 50 ГВт. Это означает сокращение от 40 до 50%, освобождая мощность до 25 названных легководных реакторов для других задач. На первый взгляд, это не так уж плохо, но это всего лишь 50% от того, что можно было бы ожидать при расчетах энергосбережения. Причина в том, что только 35% полной мощности составляет активная мощность.

Замена на светодиодные лампы с высоким коэффициентом мощности от 0.9 и 1.0 снизят пиковую мощность на дополнительные 50-65%, до 16-18 ГВт, таким образом, установив свободную пиковую мощность до 64 ГВт по сравнению с лампами накаливания. Наконец, повышение коэффициента мощности до 0,9–1,0 является ключевым фактором для высвобождения мощностей существующих электростанций. Следует признать, что большинство компактных люминесцентных ламп страдают той же проблемой — по крайней мере, в той же степени, что и светодиодные лампы. С другой стороны, следует отметить, что существуют также продукты, которые предлагают значения коэффициента мощности равные 0.85 или даже больше.

См. Таблицу 2 (см. Журнал LpR)

Результаты измерений: Искажения сетевого тока
Влияние низких коэффициентов мощности также может быть получено на входных токах сети. На рисунках 4 и 5 показаны типичные сигналы входных токов сети для светодиодных ламп без средств коррекции коэффициента мощности. Вблизи входного сетевого напряжения протекают максимально высокие входные токи для зарядки внутренних конденсаторов светодиодных ламп и для питания светодиодов. Фазовый угол протекания тока невелик и достигает всего 10-15o.В электрической установке высокие токи возникают почти одновременно и приводят к искажению сетевого напряжения, вызывая дополнительные потери в проводе. Значения тока di / dt таких светодиодных ламп варьируются в широком диапазоне от 1,0 мА / мкс до 253 мА / мкс.

См. Таблицу 3 (см. Магазин LpR)

См. Рисунок 4 (см. Журнал LpR)

См. Рисунок 5 (см. Магазин LpR)

На рисунке 6 показан сигнал тока сети тестируемого продукта. Фазовый угол сетевого тока намного выше из-за использования схемы пассивного заполнения впадин.Частоту переключения (несколько кГц) внутренней цепи можно измерить практически без фильтрации на сетевых клеммах светодиодной лампы.

См. Рисунок 6 (см. Журнал LpR)

Принципиальные схемы
Типовые принципиальные схемы светодиодных ламп показаны на Рисунках 7 и 8. В схеме на Рисунке 7 используется схема заполнения пассивной впадины во входной части сети. с компонентами C1, C2 и D1-D3. Эта топология соединяет конденсаторы C1 и C2 последовательно для фазы зарядки, в то время как конденсаторы C1 и C2 подключаются параллельно через диоды D1 и D3 во время фазы разрядки.Это увеличивает фазовый угол сетевого тока и улучшает коэффициент мощности. Эта схема соответствует сигналам, показанным на рисунке 6. Высокочастотное переключение светодиодов через полевой МОП-транзистор Q1 приводит к сильным искажениям входного тока и напряжения. Светодиодные цепочки подключаются параллельно к C3. Гальваническая развязка светодиодных цепочек от входного сетевого напряжения отсутствует. В фактическом продукте используется только материал покрытия подложки с металлическим сердечником, чтобы изолировать внешние части (металлический корпус) от сетевого напряжения.

См. Рисунок 7 (см. Журнал LpR)

См. Рисунок 8 (см. Журнал LpR)

На рисунке 8 показана улучшенная схема с гальванической развязкой между выходом светодиода и частями входной сети. Поскольку средства коррекции коэффициента мощности отсутствуют, коэффициент мощности по-прежнему низкий, а фазовый угол тока низкий. Оптопара (OC1) используется для замыкания цепи обратной связи, чтобы гарантировать гальваническую развязку.

Выводы
Лампы накаливания запрещены.Рынок готов к появлению новых технологий, таких как светодиоды. Компания LED professional проверила семь актуальных светодиодных ламп на предмет параметров сети и электрических схем, чтобы проверить качество их электрических конструкций.

Во-первых, проблема безопасности кажется наиболее важной. В одном из продуктов используется материал покрытия подложки с металлическим сердечником для изоляции корпуса от сети. Независимо от спецификации покрытия, это кажется небезопасным, например в случае дефекта материала или производственного брака.Пользователи не могут распознать эту угрозу безопасности. Во-вторых, протестированные продукты показывают плохие значения коэффициента мощности. Несмотря на то, что они соответствуют требованиям, ожидания того, что мощности электростанции могут быть освобождены для других задач, не оправдаются. В-третьих, могут быть получены высокочастотные искажения ниже 10 кГц. Стандартные тесты EMI игнорируют этот частотный диапазон, но на практике может возникнуть нежелательное поведение установленных электронных систем. Наконец, сам светодиод не определяет срок службы продуктов.Светодиодные лампы, например с оптопарами, может значительно снизиться срок службы, особенно при более высоких рабочих температурах [3], которые наблюдались во всех продуктах.

Выход на рынок новых технологий, таких как светодиодные лампы, всегда имеет решающее значение, потому что потребители нуждаются в уверенности в этих новых продуктах. Это доверие можно укрепить с помощью высококачественных и безопасных продуктов, от которых выиграют все производители. Гальванически изолированные выходы, значения коэффициента мощности, близкие к 1, отсутствие высокочастотных помех на клеммах светодиодных ламп, а также тщательный выбор критически важных компонентов, таких как оптопары, являются аспектами качества при разработке светодиодных ламп.Такие продукты в конечном итоге выиграют рыночную гонку. Вопросы стоимости также важны, но еще более важны возможности для дальнейших инноваций.

Оптопары — важнейший элемент конструкции светодиодных ламп
Вопросы безопасности очень важны для электрической конструкции светодиодных ламп. Поскольку изоляция входа и выхода является предпочтительным решением, например Обратные преобразователи — подходящий выбор. Одним из недостатков изолированной конструкции является контур обратной связи, который также должен быть электрически изолирован, что требует дополнительных усилий в виде дополнительных компонентов, обычно оптопары.

На рынке много производителей и товаров, и сделать правильный выбор и создать правильный дизайн — непростая задача. Продукция отличается по цене и качеству в широком ассортименте. Каковы наиболее важные критерии, на которые следует обращать внимание?

В таблицах данных представлены многочисленные графики. Большинство этих графиков важны для правильной настройки рабочей точки и диапазона. Этого может быть достаточно для контролируемых условий окружающей среды. Но для светодиодных ламп нельзя предполагать, что они эксплуатируются в узком температурном диапазоне.Напротив, необходимо учитывать, что лампы можно устанавливать в разных положениях и в разных корпусах, а также при разных температурах окружающей среды, что приводит к большим колебаниям условий работы. Относительный ток по отношению к температуре окружающей среды имеет сильно нелинейный характер и приводит к очень разному световому выходу. Еще одним параметром, зависящим от температуры, являются темновые токи коллектора. Даже если темновые токи современных оптопар очень малы — от нескольких пА до нескольких мкА, — ими нельзя пренебречь.Такие проблемы необходимо очень тщательно учитывать при проектировании цепи обратной связи для светодиодной лампы. Но есть еще более серьезные проблемы.

Светодиоды рассчитаны на долгий срок службы, и большинство продуктов рассчитаны на срок службы от 35 000 до 50 000 часов. Ухудшение характеристик всех компонентов в течение срока службы должно соответствовать ожидаемому сроку службы светодиодов. Поскольку оптопары также основаны на светодиодной технологии, можно утверждать, что оба светодиода будут ухудшаться почти параллельно, и это может привести к компенсирующим эффектам, таким как постоянный световой поток из-за увеличения тока драйвера.Это может сработать, но термическое напряжение увеличится и может значительно повлиять на срок службы. Это также не обязательно означает, что светодиоды оптопары имеют такой же срок службы, как и светодиоды высокого качества.

В основном оптопара состоит из светодиода, фотодиода или фототранзистора и прозрачной изоляции между ними. Каждый из этих компонентов может быть сделан разного качества и проявлять разное поведение при старении. Такое поведение сильно зависит от тока нагрузки светодиода, температуры перехода (или температуры компонентов), а также параметров, зависящих от материала и производства.

В документе «Общее описание» [1] Vishay Semiconductors показано, что коэффициент передачи тока высококачественного продукта ухудшается на 5% за 100 000 часов при 60 мА и температуре перехода 60 ° C, но на 30% при температуре перехода 125 ° C. Такое ухудшение может быть вызвано каждым компонентом оптопары; светодиод или фотоприемник, или потеря прозрачности изолирующей смолы, или сумма всех этих факторов.

В исследовании «Надежность оптоэлектронных элементов», проведенном Иваном Станчевым Колевым и Цанко Владимировым Караджовым [2], была исследована частота отказов в зависимости от ранее упомянутых факторов и предложены различные инструкции по проектированию:

• Работа светодиодов при низкой температура, при необходимости охлаждение светодиодов

• Работа с низким током светодиода и низким отношением отметки к занимаемой площади

• Использование оптопар с высоким CTR (Ki)

• Высокая резистивная выходная нагрузка

• Использование отрицательная оптическая обратная связь

• Работа с током светодиода ниже 50% от значения, указанного в паспорте

• Использование гетеродиодов

Кроме того, авторы предложили схемы компенсации для светодиода, схемы фототранзистора или того и другого (рисунок 1).

См. Рисунок 9 (см. Журнал LpR)

J.Ben Hadj Slama et al. [3] отмечают, что после ускоренного термического старения при температуре Tj 105 ° C старение фотодетектора было незначительным, тогда как ухудшение характеристик светодиодов, особенно при более низких токах, было значительным. Все остальные проведенные тесты также показывают, что ухудшение характеристик светодиодов является наиболее важной проблемой. Также было показано, что более высокие токи имеют большее влияние, чем более высокие температуры окружающей среды, если Tj одинаково для обеих ситуаций. Основываясь на этих результатах, команда разработала модель, которая достаточно хорошо подходит для прогноза деградации более 200 часов.

Компания Agilent предлагает информацию о старении и надежности оптопар в руководстве для разработчиков [4]. Старение проводилось при температуре окружающей среды 125 ° C, токе 25 мА и рабочем цикле 100%. Для продления срока службы Agilent рекомендует снижать IF до значения, не превышающего ток нагрузки 25 мА, например до 5 мА. Кроме того, рабочие циклы ниже 100% помогут уменьшить деградацию, а также снизить температуру окружающей среды. Все эти положения приводят к более низкой температуре перехода, что считается основной причиной деградации.Светодиоды AlGaAs демонстрируют более низкую деградацию со временем, чем оптопары на основе светодиодов GaAsP, и, следовательно, являются лучшим выбором.

Motorola также проанализировала поведение оптопар в течение срока службы с результатами, очень похожими на результаты Agilent [5]. При умеренной температуре окружающей среды 40 ° C абсолютная разница между IF 1 мА и 50 мА была относительно небольшой с ухудшением в несколько процентов после 50 000 часов. При температуре окружающей среды 70 ° C для обоих токов ухудшение было намного выше, но ухудшение для IF = 1 мА все еще было приемлемым с 6% после 50 000 часов.Тем не менее, для вариаций партий, которые обычно наблюдаются при крупносерийном производстве, они предлагают поправку на 6 сигм, что приводит к пределу деградации 25% вместо 6%.

Все исследования показывают сильную зависимость деградации от температуры окружающей среды и прямого тока светодиода IF. Прямой ток может регулироваться конструкцией, в которой температура окружающей среды является заданным параметром. В светодиодных лампах оптопары встроены в радиаторы, которые могут достигать температуры 60-70 ° C при температуре окружающей среды 25 ° C, а оптопары — до температуры окружающей среды 70 ° C.Компенсационные схемы, предложенные Иваном Станчевым Колевым и др. может помочь предотвратить повреждение. В качестве альтернативы оптопарам для решения проблем с обратной связью могут использоваться вспомогательные обмотки трансформаторов с обратной связью, или новые микросхемы драйверов могут позволить использовать системы с первичной обратной связью.