1W yüksek güçlü LED'ler. Diyot aydınlatma nedir: LED'lerin özellikleri ve uygulama alanları

LED, üzerinden akım geçtiğinde yanan bir diyottur. İngilizce'de bir LED'e ışık yayan diyot veya LED denir.

LED ışığının rengi yarı iletkene eklenen katkı maddelerine bağlıdır. Örneğin alüminyum, helyum, indiyum ve fosforun safsızlıkları kırmızıdan sarıya bir parıltıya neden olur. İndiyum, galyum, nitrojen LED'in maviden yeşile dönmesini sağlar. Mavi bir kristale fosfor eklendiğinde LED beyaz yanacaktır. Şu anda endüstri gökkuşağının tüm renklerinde LED'ler üretiyor, ancak renk LED muhafazasının rengine değil, kristalindeki kimyasal katkı maddelerine bağlı. Herhangi bir renkteki LED'in şeffaf bir gövdesi olabilir.

İlk LED 1962 yılında Illinois Üniversitesi'nde üretildi. 1990'ların başında parlak LED'ler ortaya çıktı ve bir süre sonra süper parlak LED'ler ortaya çıktı.
LED'lerin akkor ampullere göre avantajları yadsınamaz:

* Düşük güç tüketimi - ampullerden 10 kat daha ekonomik
* Uzun servis ömrü - 11 yıla kadar sürekli çalışma
* Yüksek dayanıklılık - titreşimlerden ve darbelerden korkmaz
* Çok çeşitli renkler
* Düşük voltajlarda çalışabilme özelliği
* Çevre ve yangın güvenliği - LED'lerde toksik madde yoktur. LED'ler ısınmaz, bu da yangınları önler.

LED işaretleri

Pirinç. 1. 5 mm gösterge LED'lerinin tasarımı

Reflektörün içine bir LED kristal yerleştirilmiştir. Bu reflektör ilk saçılma açısını ayarlar.
Işık daha sonra epoksi reçine muhafazasından geçer. Lense ulaşır - ve ardından pratikte lensin tasarımına bağlı olarak 5 ila 160 derece arasında bir açıyla yanlara dağılmaya başlar.

Yayan LED'ler iki büyük gruba ayrılabilir: görünür LED'ler ve kızılötesi (IR) LED'ler. Birincisi göstergeler ve aydınlatma kaynakları olarak kullanılır, ikincisi ise uzaktan kumanda cihazlarında, kızılötesi alıcı-verici cihazlarda ve sensörlerde kullanılır.
Işık yayan diyotlar bir renk koduyla işaretlenmiştir (Tablo 1). Öncelikle LED tipini muhafazasının tasarımına göre belirlemeniz (Şekil 1) ve ardından tablodaki renk işaretleriyle netleştirmeniz gerekir.

Pirinç. 2. LED muhafaza türleri

LED renkleri

LED'ler hemen hemen her renkte mevcuttur: kırmızı, turuncu, sarı, sarı, yeşil, mavi ve beyaz. Mavi ve beyaz LED diğer renklere göre biraz daha pahalıdır.
LED'lerin rengi, muhafazasının plastiğinin rengine göre değil, yapıldığı yarı iletken malzemenin türüne göre belirlenir. Her renkteki LED'ler renksiz bir kutuda gelir; bu durumda rengi ancak onu açarak bulabilirsiniz...

Tablo 1. LED işaretleri

Çok renkli LED'ler

Çok renkli bir LED basit bir şekilde tasarlanmıştır; kural olarak kırmızı ve yeşil, üç ayaklı tek bir muhafazada birleştirilmiştir. Her kristalin parlaklığını veya darbe sayısını değiştirerek farklı parlaklık renkleri elde edebilirsiniz.

LED'ler bir akım kaynağına, anot pozitife, katot negatife bağlanır. Bir LED'in negatifi (katot) genellikle gövdenin küçük bir kesimi veya daha kısa bir uç ile işaretlenir, ancak istisnalar vardır, bu nedenle bu gerçeği belirli bir LED'in teknik özelliklerinde açıklığa kavuşturmak daha iyidir.

Bu işaretlerin yokluğunda, LED'in uygun direnç üzerinden besleme voltajına kısaca bağlanmasıyla polarite deneysel olarak belirlenebilir. Ancak kutupluluğu belirlemenin en iyi yolu bu değildir. Ek olarak, LED'in termal bozulmasını veya hizmet ömründe keskin bir azalmayı önlemek için, akım sınırlayıcı bir direnç olmadan polariteyi "rastgele" belirlemek imkansızdır. Hızlı test için, voltajı 12V veya daha düşük olduğu sürece çoğu LED için 1k ohm nominal dirence sahip bir direnç uygundur.

Bir uyarı: LED ışınını yakın mesafeden doğrudan gözünüze (veya arkadaşınızın gözüne) doğrultmayın; bu, görüşünüze zarar verebilir.

Besleme gerilimi

LED'lerin iki ana özelliği voltaj düşüşü ve akımdır. Tipik olarak, LED'ler 20 mA'lık bir akım için tasarlanmıştır, ancak istisnalar da vardır; örneğin, dört çipli LED'ler genellikle 80 mA için tasarlanmıştır, çünkü bir LED muhafazası, her biri 20 mA tüketen dört yarı iletken kristal içerir. Her LED için izin verilen besleme gerilimi Umax ve Umaxrev değerleri vardır (sırasıyla doğrudan ve ters anahtarlama için). Bu değerlerin üzerindeki voltajlar uygulandığında elektriksel bir arıza meydana gelir ve bunun sonucunda LED arızalanır. Ayrıca LED'in yandığı Umin besleme voltajının minimum değeri de vardır. Umin ve Umax arasındaki besleme gerilimi aralığına "çalışma" bölgesi denir, çünkü burası LED'in çalıştığı yerdir.

Besleme voltajı - bu parametre LED için geçerli değildir. LED'ler bu özelliğe sahip olmadığından LED'leri doğrudan bir güç kaynağına bağlayamazsınız. Önemli olan, LED'in beslendiği voltajın (bir direnç aracılığıyla) LED'in doğrudan voltaj düşüşünden daha yüksek olmasıdır (ileri voltaj düşüşü, besleme voltajı yerine özelliklerde gösterilir ve geleneksel gösterge LED'leri için aralıkları gösterilir). ortalama 1,8 ila 3,6 volt).
LED ambalajında ​​belirtilen voltaj, besleme voltajı değildir. Bu, LED üzerindeki voltaj düşüşünün miktarıdır. Bu değer, akım sınırlama direncinin direncini hesaplama formülünde yer alan LED üzerinde "düşmeyen" kalan voltajı hesaplamak için gereklidir, çünkü ayarlanması gereken şey budur.
Geleneksel bir LED için besleme voltajındaki voltun yalnızca onda biri kadar bir değişiklik (1,9'dan 2 volt'a), LED'den akan akımda yüzde elli bir artışa (20'den 30 miliamper'e) neden olacaktır.

Aynı değerdeki her LED için uygun voltaj farklı olabilir. Aynı değere sahip birkaç LED'i paralel olarak açarak ve bunları örneğin 2 voltluk bir voltaja bağlayarak, özelliklerdeki farklılıklar nedeniyle bazı kopyaların hızlı bir şekilde yakılması ve diğerlerinin az aydınlatılması riskiyle karşı karşıya kalırız. Bu nedenle bir LED'i bağlarken voltajı değil akımı izlemek gerekir.

LED'in mevcut değeri ana parametredir ve genellikle 10 veya 20 miliamperdir. Gerilimin ne olduğu önemli değil. Önemli olan LED devresinde akan akımın LED'in nominal değerine karşılık gelmesidir. Ve akım, değeri aşağıdaki formülle hesaplanan seri bağlı bir direnç tarafından düzenlenir:

R
Kalk- volt cinsinden güç kaynağı voltajı.
düşüş— LED boyunca volt cinsinden doğrudan voltaj düşüşü (teknik özelliklerde gösterilir ve genellikle 2 volt civarındadır). Birkaç LED seri olarak bağlandığında voltaj düşüşleri artar.
BEN— LED'in amper cinsinden maksimum ileri akımı (teknik özelliklerde belirtilir ve genellikle 10 veya 20 miliamperdir, yani 0,01 veya 0,02 amper). Birkaç LED seri olarak bağlandığında ileri akım artmaz.
0,75 — LED'in güvenilirlik katsayısı.

Direncin gücünü de unutmamalıyız. Güç aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanabilir:

P— watt cinsinden direnç gücü.
Kalk- Güç kaynağının volt cinsinden etkin (etkili, ortalama karekök) voltajı.
düşüş— LED boyunca volt cinsinden doğrudan voltaj düşüşü (teknik özelliklerde gösterilir ve genellikle 2 volt civarındadır). Birkaç LED seri olarak bağlandığında voltaj düşüşleri artar. .
R— ohm cinsinden direnç direnci.

Akım sınırlama direncinin ve bir LED için gücünün hesaplanması

Tipik LED Özellikleri

Beyaz gösterge LED'inin tipik parametreleri: akım 20 mA, voltaj 3,2 V. Dolayısıyla gücü 0,06 W'dur.

Yüzeye monte LED'ler (SMD) de düşük güçlü olarak sınıflandırılır. Cep telefonunuzdaki düğmeleri, LED arkadan aydınlatmalıysa monitörünüzün ekranını aydınlatırlar, kendinden yapışkanlı bir taban üzerinde dekoratif LED şeritler yapmak için kullanılırlar ve çok daha fazlasını yaparlar. En yaygın iki tür vardır: SMD 3528 ve SMD 5050. Birincisi, uçlu gösterge LED'leriyle aynı kristali içerir, yani gücü 0,06 W'dur. Ancak ikincisinde bu tür üç kristal var, bu yüzden artık LED olarak adlandırılamaz - bu bir LED düzeneğidir. SMD 5050 LED'leri aramak yaygındır ancak bu tamamen doğru değildir. Bunlar meclislerdir. Toplam güçleri sırasıyla 0,2 W'tır.
Bir LED'in çalışma voltajı, yapıldığı yarı iletken malzemeye bağlıdır; dolayısıyla LED'in rengi ile çalışma voltajı arasında bir ilişki vardır.

Renge bağlı olarak LED voltaj düşüşü tablosu

LED'leri bir multimetre ile test ederken voltaj düşüşünün büyüklüğüne göre, tabloya göre LED ışığının yaklaşık rengini belirleyebilirsiniz.

LED'lerin seri ve paralel bağlanması

LED'leri seri bağlarken, sınırlama direncinin direnci, bir LED'de olduğu gibi hesaplanır, basitçe tüm LED'lerin voltaj düşüşleri aşağıdaki formüle göre toplanır:

LED'leri seri bağlarken garlandda kullanılan tüm LED'lerin aynı marka olması gerektiğini bilmek önemlidir. Bu açıklamayı kural olarak değil kanun olarak kabul etmek gerekir.

Bir çelenkte kullanılabilecek maksimum LED sayısının ne kadar olduğunu bulmak için formülü kullanmalısınız.

* Nmax – bir çelenk içinde izin verilen maksimum LED sayısı
* Upit – Pil veya akümülatör gibi güç kaynağının voltajı. Volt cinsinden.
* Upr - LED'in pasaport özelliklerinden alınan doğrudan voltajı (genellikle 2 ila 4 volt arasında değişir). Volt cinsinden.
* Sıcaklık değişiklikleri ve LED'in eskimesi nedeniyle Upr artabilir. Katsayı. 1.5 böyle bir durum için bir marj verir.

Bu hesaplamayla “N” kesirli bir forma sahip olabilir, örneğin 5.8. Doğal olarak 5,8 LED kullanamazsınız, bu nedenle sayının kesirli kısmını atıp yalnızca tam sayıyı, yani 5'i bırakmalısınız.

LED'lerin sıralı anahtarlaması için sınırlama direnci, tek anahtarlamayla tamamen aynı şekilde hesaplanır. Ancak formüllere bir değişken daha "N" eklenir - çelenk içindeki LED sayısı. Çelenkteki LED sayısının izin verilen maksimum LED sayısı olan "Nmax"tan az veya ona eşit olması çok önemlidir. Genel olarak aşağıdaki koşulun karşılanması gerekir: N =

Diğer tüm hesaplamalar, LED ayrı ayrı açıldığında direncin hesaplanmasıyla aynı şekilde gerçekleştirilir.

Seri bağlı iki LED için bile güç kaynağı voltajı yeterli değilse, her LED'in kendi sınırlama direnci olmalıdır.

LED'lerin ortak bir dirençle paralel bağlanması kötü bir çözümdür. Kural olarak, LED'lerin her biri biraz farklı voltajlar gerektiren bir dizi parametresi vardır ve bu da böyle bir bağlantıyı pratik olarak kullanılamaz hale getirir. Diyotlardan biri daha parlak parlayacak ve arızalanana kadar daha fazla akım alacaktır. Bu bağlantı LED kristalinin doğal bozulmasını büyük ölçüde hızlandırır. LED'ler paralel bağlanırsa her LED'in kendi sınırlama direnci olmalıdır.

Güç kaynağının ekonomik tüketimi açısından LED'lerin seri bağlantısı da tercih edilir: seri zincirin tamamı tam olarak bir LED kadar akım tüketir. Ve paralel olarak bağlandıklarında akım, sahip olduğumuz paralel LED'lerin sayısının katları kadar fazladır.

Seri bağlı LED'ler için sınırlama direncinin hesaplanması, tek bir LED için olduğu kadar basittir. Basitçe tüm LED'lerin voltajını toplarız, elde edilen toplamı güç kaynağının voltajından çıkarırız (bu, direnç üzerindeki voltaj düşüşü olacaktır) ve LED'lerin akımına (genellikle 15 - 20 mA) böleriz.

Ya çok sayıda LED'imiz varsa, birkaç düzine ve güç kaynağı hepsini seri olarak bağlamaya izin vermiyorsa (yeterli voltaj yoksa)? Daha sonra güç kaynağının voltajına göre seri olarak maksimum kaç LED bağlayabileceğimizi belirliyoruz. Örneğin, 12 volt için bunlar 5 adet iki voltluk LED'dir. Neden 6 değil? Ancak sınırlayıcı dirençte de bir şeylerin düşmesi gerekir. Burada hesaplama için kalan 2 voltu (12 - 5x2) alıyoruz. 15 mA'lik bir akım için direnç 2/0,015 = 133 Ohm olacaktır. En yakın standart 150 Ohm'dur. Ancak artık bu beş LED ve her biri bir dirençten oluşan zincirlerden istediğimiz kadarını bağlayabiliriz.Bu yönteme paralel seri bağlantı denir.

Farklı markalarda LED'ler varsa, bunları her dalda yalnızca BİR tip (veya aynı çalışma akımına sahip) LED'ler olacak şekilde birleştiriyoruz. Bu durumda aynı voltajları korumanıza gerek yoktur çünkü her dal için kendi direncimizi hesaplarız.

Daha sonra LED'leri açmak için stabilize bir devre ele alacağız. Akım dengeleyicinin imalatına değinelim. Çok basit bir akım dengeleyici oluşturmanıza olanak tanıyan bir KR142EN12 mikro devresi (LM317'nin yabancı bir analogu) vardır. Bir LED'i bağlamak için (şekle bakın), direnç değeri R = 1,2 / I olarak hesaplanır (1,2, dengeleyicideki voltaj düşüşüdür) Yani 20 mA akımda, R = 1,2 / 0,02 = 60 Ohm. Stabilizatörler maksimum 35 volt voltaj için tasarlanmıştır. Bunları fazla uzatmamak ve maksimum 20 volt sağlamak daha iyidir. Örneğin 3,3 voltluk beyaz bir LED'in bu şekilde açılmasıyla, dengeleyiciye 4,5 ila 20 volt arasında bir voltaj sağlamak mümkündür, LED'deki akım ise 20 mA'lık sabit bir değere karşılık gelecektir. 20V voltajla, 5 beyaz LED'in böyle bir dengeleyiciye seri olarak bağlanabileceğini, her birinin üzerindeki voltaj konusunda endişelenmeden, devredeki akımın 20mA akacağını (stabilizatörde aşırı voltaj sönecek) bulduk. ).

Önemli! Çok sayıda LED'e sahip bir cihaz çok fazla akım taşır. Böyle bir cihazın aktif bir güç kaynağına bağlanması kesinlikle yasaktır. Bu durumda bağlantı noktasında bir kıvılcım meydana gelir ve bu da devrede büyük bir akım darbesinin ortaya çıkmasına neden olur. Bu darbe LED'leri (özellikle mavi ve beyaz) devre dışı bırakır. LED'ler dinamik modda çalışıyorsa (sürekli açılıp kapanıyor ve yanıp sönüyorsa) ve bu mod röle kullanımına dayalıysa bu durumda röle kontaklarında kıvılcım oluşmasının önlenmesi gerekir.

Her zincir aynı parametrelere sahip ve aynı üreticinin LED'lerinden monte edilmelidir.
Ayrıca önemli! Ortam sıcaklığının değiştirilmesi kristalden geçen akımı etkiler. Bu nedenle cihazın LED'den akan akımın 20 mA değil 17-18 mA olacak şekilde üretilmesi tavsiye edilir. Parlaklık kaybı önemsiz olacak ancak uzun bir servis ömrü sağlanacaktır.

220 V ağdan bir LED'e nasıl güç verilir?

Görünüşe göre her şey basit: seriye bir direnç koyuyoruz, hepsi bu. Ancak LED'in önemli bir özelliğini hatırlamanız gerekir: izin verilen maksimum ters voltaj. Çoğu LED için bu değer yaklaşık 20 volttur. Ve onu ters polariteyle ağa bağladığınızda (akım değişkendir, yarım döngü bir yönde ve ikinci yarı ters yönde gider), ağın tam genlik voltajı ona uygulanacaktır - 315 volt ! Bu rakam nereden geliyor? 220 V etkin voltajdır, ancak genlik (2'nin kökü) = 1,41 kat daha fazladır.
Bu nedenle LED'i kurtarmak için ona seri olarak ters voltajın geçmesine izin vermeyecek bir diyot yerleştirmeniz gerekir.

Bir LED'i 220V güç kaynağına bağlamak için başka bir seçenek:

Veya iki LED'i arka arkaya yerleştirin.

Şebekeden söndürme direnci ile güç kaynağı seçeneği en uygun seçenek değildir: direnç aracılığıyla önemli miktarda güç açığa çıkacaktır. Aslında, 24 kOhm'luk bir direnç kullanırsak (maksimum akım 13 mA), bu durumda bunun üzerinden dağılan güç yaklaşık 3 W olacaktır. Bir diyotu seri bağlayarak yarı yarıya azaltabilirsiniz (bu durumda ısı yalnızca bir yarım döngü sırasında açığa çıkacaktır). Diyotun ters voltajı en az 400 V olmalıdır. İki sayaç LED'ini açtığınızda (bir muhafazada iki kristali olanlar bile vardır, genellikle farklı renklerdedir, bir kristal kırmızıdır, diğeri yeşildir), şunları yapabilirsiniz: her biri iki kat daha az dirence sahip iki adet iki watt'lık direnç koyun.
Yüksek dirençli bir direnç (örneğin 200 kOhm) kullanarak LED'i koruyucu diyot olmadan açabileceğiniz konusunda rezervasyon yapacağım. Ters arıza akımı kristalin tahrip olmasına neden olamayacak kadar düşük olacaktır. Elbette parlaklık çok düşük ama örneğin karanlıkta yatak odasındaki bir düğmeyi aydınlatmak için oldukça yeterli olacaktır.
Ağdaki akımın alternatif olması nedeniyle, sınırlayıcı bir dirençle havanın ısıtılmasında gereksiz elektrik israfının önüne geçebilirsiniz. Rolü, ısınmadan alternatif akımı geçen bir kapasitör tarafından oynanabilir. Bunun neden böyle olduğu ayrı bir soru, bunu daha sonra ele alacağız. Artık bir kapasitörün alternatif akımı geçebilmesi için ağın her iki yarım döngüsünün de içinden geçmesi gerektiğini bilmemiz gerekiyor. Ancak LED akımı yalnızca tek yönde iletir. Bu, LED'e ters paralel olarak normal bir diyot (veya ikinci bir LED) yerleştirdiğimiz ve ikinci yarı döngüyü atlayacağı anlamına gelir.

Ama artık devremizi ağdan ayırdık. Kapasitörde bir miktar voltaj kalmıştır (hatırlarsak 315 V'a eşit olan tam genliğe kadar). Kazara elektrik çarpmasını önlemek için, kapasitöre paralel yüksek değerli bir deşarj direnci sağlayacağız (böylece normal çalışma sırasında, ısınmasına neden olmadan içinden küçük bir akım akacak), bu, ağ bağlantısı kesildiğinde, kondansatörü boşaltacaktır. Kapasitör saniyenin çok küçük bir bölümünde. Darbeli şarj akımına karşı koruma sağlamak için ayrıca düşük dirençli bir direnç de takacağız. Aynı zamanda, kapasitörün kazara arızalanması durumunda anında yanan bir sigorta rolünü de oynayacaktır (hiçbir şey sonsuza kadar sürmez ve bu da olur).

Kapasitör en az 400 volt gerilime uygun olmalı veya en az 250 volt gerilime sahip alternatif akım devreleri için özel olmalıdır.
Peki ya birkaç LED'den bir LED ampul yapmak istersek? Hepsini seri olarak açıyoruz, hepsine bir karşı diyot yetiyor.

Diyot, LED'lerden geçen akımdan daha az olmayan bir akım için tasarlanmalı ve ters voltaj, LED'ler arasındaki voltajın toplamından daha az olmamalıdır. Daha da iyisi, çift sayıda LED alın ve bunları arka arkaya açın.

Şekilde her zincirde üç LED var; hatta bir düzineden fazla da olabilir.
Bir kapasitör nasıl hesaplanır? 315V ağın genlik voltajından LED'ler arasındaki voltaj düşüşünün toplamını çıkarıyoruz (örneğin, üç beyaz olan için bu yaklaşık 12 volttur). Kapasitördeki voltaj düşüşünü Up=303 V olarak alıyoruz. Mikrofarad cinsinden kapasite (4,45*I)/Up değerine eşit olacaktır; burada I, miliamper cinsinden LED'ler boyunca gerekli olan akımdır. Bizim durumumuzda 20 mA için kapasitans (4,45*20)/303 = 89/303 ~= 0,3 µF olacaktır. İki adet 0,15 µF (150 nF) kapasitörünü paralel olarak yerleştirebilirsiniz.

LED'leri bağlarken en yaygın hatalar

1. LED'i akım sınırlayıcı (direnç veya özel sürücü çipi) olmadan doğrudan güç kaynağına bağlayın. Yukarıda tartışılan. LED, zayıf kontrol edilen akım nedeniyle hızla arızalanır.

2. Ortak bir dirence paralel bağlanan LED'lerin bağlanması. İlk olarak, parametrelerin olası dağılımı nedeniyle LED'ler farklı parlaklıkta yanacaktır. İkincisi ve daha da önemlisi LED'lerden biri arızalanırsa ikincisinin akımı iki katına çıkacak ve o da yanabilir. Bir direnç kullanıyorsanız LED'leri seri olarak bağlamanız daha tavsiye edilir. Daha sonra direnci hesaplarken akımı aynı bırakıyoruz (örneğin 10 mA) ve LED'lerin ileri voltaj düşüşlerini topluyoruz (örneğin 1,8 V + 2,1 V = 3,9 V).

3. Farklı akımlar için tasarlanmış LED'lerin seri olarak açılması. Bu durumda, sınırlama direncinin mevcut ayarına bağlı olarak LED'lerden biri aşınacak veya zayıf yanacaktır.

4. Yetersiz direnç direncinin takılması. Sonuç olarak LED'den geçen akım çok yüksektir. Enerjinin bir kısmı kristal kafesteki kusurlardan dolayı ısıya dönüştüğü için yüksek akımlarda çok fazla olur. Kristal aşırı ısınır ve bunun sonucunda servis ömrü önemli ölçüde azalır. Pn-kavşak bölgesinin ısınması nedeniyle akımda daha da büyük bir artışla, dahili kuantum verimliliği düşer, LED'in parlaklığı düşer (bu özellikle kırmızı LED'ler için fark edilir) ve kristal felaketle çökmeye başlar.

5. Ters voltajı sınırlayacak önlemler almadan LED'i alternatif akım ağına (örn. 220 V) bağlamak. Çoğu LED için izin verilen maksimum ters voltaj yaklaşık 2 volttur, LED kilitlendiğinde ters yarım döngü voltajı ise besleme voltajına eşit bir voltaj düşüşü yaratır. Ters voltajın yıkıcı etkilerini ortadan kaldıran birçok farklı şema vardır. En basit olanı yukarıda tartışılmıştır.

6. Yetersiz güç direncinin takılması. Sonuç olarak direnç çok ısınır ve kendisine temas eden tellerin izolasyonu erimeye başlar. Daha sonra boya yanar ve sonunda yüksek sıcaklığın etkisiyle çöker. Bir direnç, tasarlandığı güçten daha fazlasını güvenli bir şekilde dağıtamaz.

Yanıp sönen LED'ler

Yanıp sönen LED (MSD), 1,5 -3 Hz yanıp sönme frekansına sahip yerleşik entegre puls üretecine sahip bir LED'dir.
Kompakt boyutuna rağmen yanıp sönen LED, bir yarı iletken jeneratör çipi ve bazı ek öğeler içerir. Yanıp sönen LED'in oldukça evrensel olduğunu da belirtmekte fayda var - böyle bir LED'in besleme voltajı, yüksek voltajlılar için 3 ila 14 volt ve düşük voltajlı üniteler için 1,8 ila 5 volt arasında değişebilir.

Yanıp sönen LED'lerin ayırt edici özellikleri:

Küçük boyutlar
Kompakt ışıklı sinyal cihazı
Geniş besleme voltajı aralığı (14 volta kadar)
Farklı emisyon rengi.

Yanıp sönen LED'lerin bazı versiyonlarında, farklı flaş frekanslarına sahip birkaç (genellikle 3) çok renkli LED bulunabilir.
Yanıp sönen LED'lerin kullanımı, radyo elemanlarının ve güç kaynağının boyutlarına yüksek taleplerin getirildiği kompakt cihazlarda haklı çıkar - MSD'nin elektronik devresi MOS yapıları üzerinde yapıldığından yanıp sönen LED'ler çok ekonomiktir. Yanıp sönen bir LED, bir fonksiyonel ünitenin tamamını kolaylıkla değiştirebilir.

Yanıp sönen bir LED'in devre şemalarındaki geleneksel grafik gösterimi, ok çizgilerinin noktalı olması ve LED'in yanıp sönme özelliklerini simgelemesi dışında, geleneksel bir LED'in tanımından farklı değildir.

Yanıp sönen LED'in şeffaf gövdesinden baktığınızda iki parçadan oluştuğunu fark edeceksiniz. Katodun tabanına (negatif terminal) ışık yayan bir diyot kristali yerleştirilir.
Jeneratör çipi anot terminalinin tabanında bulunur.
Üç altın tel atlama teli bu birleşik cihazın tüm parçalarını birbirine bağlar.

Işıkta gövdesine bakıldığında MSD'yi görünümüyle normal bir LED'den ayırt etmek kolaydır. MSD'nin içinde yaklaşık olarak aynı boyutta iki alt tabaka vardır. Bunlardan ilkinde nadir toprak alaşımından yapılmış kristal bir ışık yayıcı küp var.
Işık akısını arttırmak, radyasyon desenini odaklamak ve şekillendirmek için parabolik alüminyum reflektör (2) kullanılır. Bir MSD'de, muhafazanın ikinci kısmı entegre devre (3) içeren bir alt tabaka tarafından işgal edildiğinden, çapı geleneksel bir LED'e göre biraz daha küçüktür.
Elektriksel olarak, her iki alt tabaka birbirine iki altın tel atlama teli (4) ile bağlanmıştır. MSD muhafazası (5) mat ışık yayan plastik veya şeffaf plastikten yapılmıştır.
MSD'deki yayıcı, mahfazanın simetri ekseninde bulunmaz, bu nedenle, tekdüze aydınlatma sağlamak için çoğunlukla monolitik renkli dağınık ışık kılavuzu kullanılır. Şeffaf bir gövde yalnızca dar bir radyasyon düzenine sahip büyük çaplı MSD'lerde bulunur.

Jeneratör çipi, yüksek frekanslı bir ana osilatörden oluşur - sürekli çalışır, çeşitli tahminlere göre frekansı 100 kHz civarında dalgalanır. Bir lojik kapı bölücü, yüksek frekansı 1,5-3 Hz değerine bölen RF jeneratörü ile birlikte çalışır. Yüksek frekanslı bir jeneratörün bir frekans bölücü ile birlikte kullanılması, düşük frekanslı bir jeneratörün uygulanmasının, zamanlama devresi için büyük kapasiteli bir kapasitörün kullanılmasını gerektirmesi gerçeğinden kaynaklanmaktadır.

Yüksek frekansı 1-3 Hz değerine getirmek için, yarı iletken çipin küçük bir alanına yerleştirilmesi kolay olan mantık elemanları üzerinde bölücüler kullanılır.
Ana RF osilatörü ve bölücüye ek olarak, yarı iletken alt tabaka üzerinde bir elektronik anahtar ve koruyucu diyot yapılmıştır. 3-12 voltluk bir besleme voltajı için tasarlanmış yanıp sönen LED'ler ayrıca yerleşik bir sınırlama direncine sahiptir. Düşük voltajlı MSD'lerin sınırlayıcı direnci yoktur, güç kaynağı ters çevrildiğinde mikro devrenin arızalanmasını önlemek için koruyucu bir diyot gereklidir.

Yüksek voltajlı MSD'lerin güvenilir ve uzun süreli çalışması için besleme voltajının 9 volt ile sınırlandırılması tavsiye edilir. Gerilim arttıkça MSD'nin güç kaybı artar ve sonuç olarak yarı iletken kristalin ısınması artar. Zamanla aşırı ısı, yanıp sönen LED'in hızla bozulmasına neden olabilir.

Yanıp sönen bir LED'in servis edilebilirliğini, 4,5 voltluk bir pil ve LED'e seri bağlanmış, en az 0,25 W'luk bir güçle 51 ohm'luk bir direnç kullanarak güvenli bir şekilde kontrol edebilirsiniz.

IR diyotun servis kolaylığı bir cep telefonu kamerası kullanılarak kontrol edilebilir.
Kamerayı çekim modunda açıyoruz, çerçevedeki cihazdaki diyotu (örneğin uzaktan kumanda) yakalıyoruz, uzaktan kumandadaki düğmelere basıyoruz, bu durumda çalışan IR diyotunun yanıp sönmesi gerekiyor.

Sonuç olarak LED'lerin lehimlenmesi ve montajı gibi konulara dikkat etmelisiniz. Bunlar aynı zamanda onların yaşayabilirliğini etkileyen çok önemli konulardır.
LED'ler ve mikro devreler statik, yanlış bağlantı ve aşırı ısınmadan korkar, bu parçaların lehimlenmesi mümkün olduğu kadar hızlı olmalıdır. Uç sıcaklığı 260 dereceyi geçmeyen düşük güçlü bir havya kullanmalı ve lehimleme işlemi 3-5 saniyeden fazla sürmemelidir (üreticinin tavsiyesi). Lehimleme yaparken tıbbi cımbız kullanmak iyi bir fikir olacaktır. LED, cımbızla gövdeden daha yükseğe alınır, bu da lehimleme sırasında kristalden ek ısı giderimi sağlar.
LED bacakları küçük bir yarıçapla bükülmelidir (böylece kırılmazlar). Karmaşık kıvrımlar sonucunda kasanın tabanındaki bacaklar fabrika konumunda kalmalı, paralel olmalı ve gerilmemelidir (aksi takdirde kristal yorulur ve bacaklardan düşer).

Özellikler LED 1W

Daha fazlasını veri sayfasında okuyun. Satışa sunulan çok çeşitli renkler var - mavi, beyaz, kırmızı, sarı, yeşil. Görünüşte aynıdırlar. LED'i soğutucu olmadan çalıştırırsak ilk 5 saniyede sönecektir. Soğutucuyu ekran kartından kullanacağız. Fanın kendisinin 10 watt'lık bir matris üzerine kurulması amaçlanmıştı, ancak yoldayken 1 watt'lık bir LED üzerinde testler yapacağız.

Video kartımda bu soğutucu vardı, ne tür bir soğutucuya sahip olduğunuzu bilmiyorum, ancak herhangi bir video kartıyla çalışacağını düşünüyorum - güçleri LED elemanınınkinden daha büyük. Daha sonra arka tarafa çift taraflı bant yapıştırıyoruz (bu, LED'i çıkarmanız gerekiyorsa içindir) ve üzerine bir damla yapıştırıcı damlatıyoruz." Titanyum" veya " An". LED'i güvenli bir şekilde sabitliyoruz. Lütfen dikkat: LED radyatöre sıkıca yapıştırılmazsa yanabilir!

Bir watt LED - çalışma videosu

1 watt'lık bir LED, güçlü bir aydınlatma kaynağına örnektir. İnsanlar LED armatür kullanmanın faydalarını fark ettikçe satışları artıyor.

Güçlü 1 watt LED'in avantajları:

• aydınlatma kalitesinde önemli bir kayıp olmadan 50 bin saate kadar hizmet ömrü;
• parlak ışık, yüksek verimlilik;
• mekanik hasara karşı direnç;
• anında yanar ve söner;
• titremez;
• yüksek derecede ışık yönlülüğü.

1 watt'lık LED kaynakları kullanarak enerji tasarruflu aydınlatma sistemleri oluşturabilirsiniz. Sonuçta, böyle bir aydınlatma cihazı birkaç akkor lambanın yerini alıyor. Ayrıca sağlığa zararlı bileşenler içermez ve büyük imha maliyetleri gerektirmez.

Aşırı ısınmayı önleyin

1 W, 3 W vb. için yüksek güçlü LED'lerin üretimindeki sorunlardan biri ısı dağılımı konusudur. Yayıcı yarı iletken aşırı ısınmaya karşı çok hassastır, bu nedenle çalışması sırasında soğutmanın sağlanması gerekir.

LED'in, sıcaklığı 45 dereceyi geçmemesi gereken düz bir alüminyum alt tabaka olan özel bir radyatöre sabitlenmesiyle ısı giderilir. Alt tabaka, sabitleme için delik açmanın ve lehimlemenin uygun olması nedeniyle kurulumun basitleştirilmesine yardımcı olur.

Bir LED'in düzenli olarak 1 W kadar aşırı ısınması servis ömrünü kısaltacaktır. Alt tabaka olmadan bir kristal satın aldıysanız ve kendiniz monte edecekseniz 25 cm2 alana sahip bir alüminyum panel seçmeniz önerilir. yada daha fazla. Bu 5 x 5 mm'lik bir plakadır. Etrafında en azından biraz havanın dolaşması arzu edilir.

Temel özellikleri

Beyaz ışık üreten güçlü bir 1 W LED'deki voltaj düşüşü genellikle 3-3,5 volttur. 300-350 mA'ya kadar artan akım nedeniyle güç kazanılır. Uygun güç beslemesini sağlamak için LED'ler dirençli bir devreye monte edilir veya sürücüler aracılığıyla bağlanır. Bir devreyi monte ederken görev, izin verilen maksimum değeri aşmayan sabit bir voltaj ve akım sağlamaktır.

En popülerleri yüzeye montaj için güçlü 1 W LED'lerdir. Bunların bir de “yıldız” versiyonu var. Bu, yıldız şeklinde yapılmış bir ısı emici plakadır. Temaslar için pedleri vardır, bu nedenle bu tasarımla çalışmak çok uygundur.

Işık sıcaklıkları arasında gün ışığı beyazı, yumuşak beyaz ve mavimsi tonlar tercih edilse de piyasada yeşil ışığın yanı sıra mavi ve sarı-kırmızının çeşitli tonlarını da yayan modeller bulunmaktadır.

Renksel geriverim çok yüksektir (%80'den fazla). Işık akısı 100 lümene ulaşabilir, bu da 15 watt'lık bir akkor lambanın ışık akısına eşdeğerdir.

Modern 1 watt'lık modeller mobilyaların, araba ve otobüslerin iç mekanlarının aydınlatılmasında ve evlerin iç ve dış aydınlatmasında kullanılır. Normal pillerle çalıştırılabilen, darbeye dayanıklı el fenerlerine takılırlar.

Ana markalar

Bazen LED'ler hakkında zayıf aydınlatma ve hızlı arıza hakkında yazan olumsuz yorumlar vardır. 1 veya daha fazla watt'lık güçlü bir LED için önemli miktarda para ödediğinizde ve birkaç hafta sonra gözle görülür şekilde daha kötü parlamaya başladığında, harcanan para için gerçekten üzülürsünüz.

Gerçek şu ki, LED kristallerin üretimi, teknolojiye sıkı sıkıya bağlı kalmayı gerektiren pahalı bir süreçtir. Cihazların montajı sırasında talaşlar test edilir ve sıralanır. Dünyada bu süreci yürüten çok sayıda şirket var.

Şüpheli bir üretim LED'i satın alarak, kusurlu veya düşük kaliteli bir yongaya sahip 1 watt'lık bir aydınlatma cihazı satın alma riskiyle karşı karşıya kalırsınız. Bu nedenle LED'leri yalnızca tanınmış markalardan satın almanız veya ürünü test eden ve size sunduklarından sorumlu olan güvenilir bir tedarikçiyle iletişime geçmeniz önerilir.

Bugün araştırma yapan ve kendi geliştirmelerini yapan birçok büyük üretici var. Kesinlikle itibarlarına değer veriyorlar:

• Oldukça geniş bir model yelpazesine sahip olan OSRAM (Almanya);
• Lumileds Philips (Hollanda, ancak merkezi ABD'de) markası LUXEON;
• CREE (ABD merkezi);
• Avago Teknolojileri(Singapur);
• SEUL (Güney Kore);
• NICHIA (Japonya).

Montaj Malezya, Çin, Tayvan, Avrupa ve Amerika'da yapılabilmektedir. Bu markalardan birinden orijinal (sahte veya imitasyon değil) bir ürün satın alırsanız kalitesine güvenebilirsiniz.

Endüstrinin gelişimi, 1 watt veya daha fazla LED'lerin özelliklerinin neredeyse dengelenmesine yol açtı. Bu, müşterilerin belirli bir markaya bağlı kalmamasına, LED'leri maliyetlerine ve teslimat kolaylıklarına göre seçmelerine olanak tanır.

Teşekkürler Dima. Evet, nasıl bakarsanız bakın fark çok büyük. 9 watt'lık bir lambanın nasıl sadece 3,5 gösterebileceği net olmayan bir şey var. Bana göre bir lambanın içerisine 10 adet 3 watt'lık LED koysanız bile 300 watt'lık lamba gibi parlamayacaktır. Çinliler de öyle düşünüyor. Burada tavana asılı bir LED var, sadece bir tane var ve gerçekten 50 watt, buna hiç şüphe yok, 50 watt ile çalışıyor.
Genel olarak LED'lerin ışık akısı yalnızca belirli bir alanı aydınlatabilir. Devam etmemiz gereken şey bu. Çinliler her şeyi en ince ayrıntısına kadar düşünmüşler. Dairenin alanını alıp 3 watt'lık LED ile aydınlatılabilecek alana bölüyoruz ve tam aydınlatma için gerekli LED sayısını alıyoruz. Onlara çok ihtiyaç duyulacağını düşünüyorum.

• Yanıltıldığımıza katılıyorum ve insanlar lamba seçerken hangi bilgileri almaları gerektiğini bilmiyorlar, çünkü yüz watt'ın ışık gücü değil, tam olarak yüz watt tüketimi olduğuna dair bir kavram yok.

  • Bu nedenle insanları yanıltmak için kandela yerine lümen icat edildi.
    1 kandela (mum) - ışığın tüm yarıçapı boyunca eşit miktarda net bir ışık.
    1 lümen, bir ışık ışınının (ışınının) bir özelliğidir.

    Bir mumdan gelen ışığı bir demet (veya daha doğrusu bir "ışın") halinde toplayabilirsek, o zaman oldukça uzak bir mesafeden bir mumu yakabilecek kadar güçlü bir lazer elde ederdik.

Böyle bir karşılaştırma yapmak bir şekilde doğru değil, besleme gerilimlerinin yayılımla belirtilmesi boşuna değil. Birisi için 3,3V yeterli iken diğeri için yeterli olmayabilir ve içinden farklı akımlar akabilir. (Eğer bu şekilde test yaparsanız, watt değerini hesaplamak için en azından devreye bir ampermetre ekleyin)
Bir sürücüden, örneğin 350mA'dan güç vermeniz ve aynı zamanda üzerlerindeki voltajı ölçmeniz gerekir. biri 3V*350mA=1.05W, diğeri 3.8V*350mA=1.33W tüketebilir. Buna göre parlaklık farklı olacaktır.

• • Besleme voltajı - bu parametre LED için geçerli değildir. LED'ler bu özelliğe sahip olmadığından LED'leri doğrudan bir güç kaynağına bağlayamazsınız. Önemli olan, LED'in beslendiği voltajın (bir direnç aracılığıyla) LED'in doğrudan voltaj düşüşünden daha yüksek olmasıdır (ileri voltaj düşüşü, besleme voltajı yerine özelliklerde gösterilir ve geleneksel gösterge LED'leri için aralıkları gösterilir). ortalama 1,8 ila 3,6 volt).
    LED ambalajında ​​belirtilen voltaj, besleme voltajı değildir. Bu, LED üzerindeki voltaj düşüşünün miktarıdır. Bu değer, akım sınırlama direncinin direncini hesaplama formülünde yer alan LED üzerinde "düşmeyen" kalan voltajı hesaplamak için gereklidir, çünkü ayarlanması gereken şey budur.
    Geleneksel bir LED için besleme voltajındaki voltun yalnızca onda biri kadar bir değişiklik (1,9'dan 2 volt'a), LED'den akan akımda yüzde elli bir artışa (20'den 30 miliamper'e) neden olacaktır.

    Aynı değerdeki her LED için uygun voltaj farklı olabilir. Aynı değere sahip birkaç LED'i paralel olarak açarak ve bunları örneğin 2 voltluk bir voltaja bağlayarak, özelliklerdeki farklılıklar nedeniyle bazı kopyaların hızlı bir şekilde yakılması ve diğerlerinin az aydınlatılması riskiyle karşı karşıya kalırız. Bu nedenle bir LED'i bağlarken voltajı değil akımı izlemek gerekir.

    • Nedense aynı LED'lerden bahsetmiyoruz, mesela benimki aynı akımı alıyor ve en az 5 tane. Ama ihtiyacı kadar tüketelim.
      Ancak aynı akımdaki voltaj onun parlaklığını arttırır ve ömrünü kısaltır.

      • Hmm, kesinlikle özür dilerim ama pratik çalışmalarınıza saygısızlık etmek istemem ama biraz teori öğrenmenin zararı olmaz. Gerilim uygulanır ve devrede akım akar; 5A'da diyottan hemen yanacaktır. Google'ın "LED sürücüsü".
        voltajı düzenleyerek devrede sabit bir akım sağlayan bir cihaz. LED lambaların içinde bulunurlar, örneğin 3 diyotlu bir lambada 350mA'da 9-12V.

        Görsel bir deney olarak, ışıklara tek bir kutudan azalma olmadan 3,3V beslemeyi öneriyorum. Ampermetreyi seri olarak da bağlayabilirsiniz. Işımanın farklı parlaklığına şaşıracaksınız (devredeki farklı akımlar)

        PS bu Ketai sözde 12W lambalarda 1W LED var.

Yazar, aslında 1W'lık bir LED'in bile iyi ısınmadığını, radyatör olmadan 100 derecenin üzerinde ısındığını ve sizinki gibi bir çalışma süresi için sadece verimliliğini kaybetmeyeceğini, aynı zamanda eriyebileceğini veya tükenir ve bu bir varsayım değil, bir gerçektir. Sizin durumunuzda bu bir performans testi değil, performans kontrolüdür.

Öncelikle boşta değil, YÜK ALTINDA 3-3,3V voltaj uygulamanız ve 1W LED için 300mA (genellikle 300mA, daha az sıklıkla 350mA) elde etmeniz, ardından elinizde tutmayı denemeniz gerekir!

Ve ürünü markalamanız da şüpheli. Aynı 1W'lık LED'lerden 100 tanesini 8 dolara satın aldım - ama parlak ışıklar ve 7W'lık bir masa lambası monte ettim. Ve fotoğrafta altın radyatörlü bir LED ampul gördüm (hareket sensörlü bir anahtarla ilgili makale), 3x1W LED'lerim ve 2W'lık bir sürücüm vardı, sanırım sizin için de aynı. Demek istediğim, Çin ışıkları aynı zamanda markalı ışıklarınıza da bir avantaj sağlayacak. Lüks ölçeriniz varsa lütfen ölçün, karşılaştıralım!