Detalles de los métodos de conexión de LED
En nuestra vida, los LED desplazan con confianza otras fuentes de luz artificial de la tecnología de iluminación. Pero si las lámparas incandescentes se pueden conectar directamente a la fuente de alimentación, entonces la conexión de las lámparas LED y de descarga requiere medidas especiales.
Al mismo tiempo, conectar un solo LED no causa problemas. Y pasar de unas pocas unidades a cientos no es tan fácil como parece.
un poco de teoria
Un LED requiere un voltaje o corriente constante para funcionar correctamente. Ellos deberían ser:
- Constante en dirección. Es decir, la corriente en el circuito LED, cuando se aplica voltaje, debe fluir desde la fuente de voltaje "+" a su "-".
- estable, es decir constante en magnitud, durante el funcionamiento del diodo.
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- no palpitante - después de la rectificación y estabilización, los valores de voltaje o corriente constante no deben cambiar periódicamente.
![Diagrama de forma de onda de voltaje]()
Esquema de la forma del voltaje a la salida de un rectificador de onda completa cuando es filtrado por un condensador electrolítico (rectángulos blancos y negros marcados con "+" en el diagrama). La línea punteada es el voltaje en la salida del rectificador. El capacitor se carga a una amplitud de media onda y se descarga gradualmente en la resistencia de carga. Los "pasos" son pulsaciones. La relación de las amplitudes de escalón y media onda en porcentaje es el factor de ondulación.
Para LED al principio, se utilizaron las fuentes de voltaje disponibles: 5, 9, 12 V. Y el voltaje de funcionamiento de la unión p-n es de 1.9-2.4 a 3.7-4.4 V. Por lo tanto, encender el diodo directamente es casi siempre su combustión física desde sobrecalentamiento con una gran corriente. necesidad actual límite con una resistencia limitadora de corriente, gastando energía para calentarlo.
Los LED se pueden encender en serie en varias piezas. Luego, al ensamblar una cadena de ellos, es posible, por la suma de sus voltajes directos, alcanzar casi el voltaje de la fuente de alimentación. Y la diferencia restante se "reembolsa" disipándola en forma de calor en la resistencia.
Cuando hay decenas de diodos, se conectan en circuitos en serie, que se conectan en paralelo.
asignación de pines LED
Polaridad LED - ánodo o más y cátodo - menos es fácil de determinar a partir de las imágenes:
Circuito de conmutación LED
El LED es alimentado por voltaje constante. Pero las características de la dependencia no lineal de su resistencia interna requieren que la corriente de operación se mantenga dentro de límites estrechos. A una corriente inferior a la nominal, disminuye flujo de luz, y a un valor más alto, el cristal se sobrecalienta, el brillo del resplandor aumenta y la "vida" se reduce. La forma más sencilla de extenderlo es limitar la corriente a través del cristal incluyendo una resistencia limitadora de corriente. Para los LED potentes, esto no es económicamente rentable, porque se alimentan con corriente continua de una fuente especial de corriente estable: conductores.
conexión en serie
Un LED es un dispositivo de iluminación bastante complejo. Funciona a partir de una fuente secundaria de tensión continua. Con una potencia de más de 0,2-0,5 W, la mayoría de los dispositivos LED utilizan fuentes de corriente. No son del todo correctos, a la manera americana, llamados drivers. Cuando los diodos se conectan en serie, a menudo se usan fuentes de alimentación con un voltaje de 9, 12, 24 e incluso 48 V. En este caso, se construye una cadena en serie, en la que puede haber de 3-6 a varias decenas de elementos.
Cuando se conecta en serie en una cadena, el ánodo del primer LED se conecta a través de una resistencia limitadora de corriente al "+" de la fuente de alimentación, y el cátodo se conecta al ánodo del segundo. Y así toda la cadena está conectada.
Por ejemplo, los LED rojos tienen un voltaje de funcionamiento directo de 1,6 V a 3,03 V. tuetc.. = 2,1 V un LED en la resistencia con un voltaje de fuente de 12 V tendrá un voltaje de 5,7 V:
12V - 3x2,1V = 12 - 6,3 = 5,7V.
Y ya 3 cadenas consecutivas están conectadas en paralelo.
Tabla de voltaje directo en el LED a partir del color de su brillo.
| color brillante | Tensión de funcionamiento, continua, V | Longitud de onda, nanómetro |
|---|---|---|
| Blanco | 3,5 | Amplio espectro |
| Rojo | 1,63–2,03 | 610-760 |
| Naranja | 2,03–2,1 | 590-610 |
| Amarillo | 2,1–2,18 | 570-590 |
| Verde | 1,9–4,0 | 500-570 |
| Azul | 2,48–3,7 | 450-500 |
| Violeta | 2,76–4 | 400-450 |
| Infrarrojo | hasta 1.9 | desde 760 |
| ultravioleta | 3,1–4,4 | hasta 400 |
Con una conexión en serie de LED, las corrientes a través de los LED serán las mismas y la caída en cada elemento es individual. Depende de la resistencia interna del diodo.
Propiedades de la conexión en serie:
- la rotura de un elemento lleva al cierre de todos;
- cortocircuito: redistribuye su voltaje a todos los restantes, el brillo del brillo aumenta en ellos y la degradación se acelera.
Recomendado: Cómo saber cuántos voltios un LED
Coneccion paralela
En este esquema de conexión de LED, todos los ánodos están conectados entre sí y al "+" de la fuente de alimentación, y los cátodos al "-".
Tal conexión estaba en las primeras guirnaldas, reglas y cintas de LED cuando funcionaba con un voltaje de 3-5 V.
Si ocurre un agotamiento con el cierre de la unión p-n, entonces todo el voltaje de la batería se aplicará a la resistencia R1. Se sobrecalentará y se quemará.
En la imagen:
- rayas grises: neumáticos que transportan corriente, es decir, cables sin aislamiento;
- cilindros azules con un extremo redondeado: LED cilíndricos con una lente en el extremo;
- rojo - resistencias para limitar la corriente de funcionamiento.
Será incorrecto conectar todos los diodos a una resistencia.. Debido a la dispersión en las características de los LED, incluso en un lote que puede alcanzar del 50 al 200 % o más, puede fluir una corriente a través de los diodos, que variará significativamente. Por lo tanto, también brillarán y se cargarán de manera diferente. Más tarde, los más cargados, que brillan más que otros, se quemarán o se degradarán hasta una atenuación casi completa, perdiendo entre el 70 y el 90 % del flujo luminoso. O cambie el tinte del brillo de blanco a amarillo.
mezclado
Se utiliza una conexión combinada o mixta cuando se crean matrices de LED que consisten en muchas decenas o cientos de elementos o cristales sin empaquetar. Las más famosas de ellas son las matrices COB.
La tensión de alimentación y la corriente de funcionamiento con encendido combinado serán inferiores a las nominales de funcionamiento. Solo bajo esta condición, la matriz funcionará más o menos durante mucho tiempo. A la corriente nominal, el eslabón más débil se quemará rápidamente y el resto se quemará gradualmente. Terminará con rupturas en las cadenas en serie y cortocircuitos en las paralelas.
Conexión de un diodo emisor de luz a una red de 220 V
Si alimenta el LED directamente desde 220 V con un límite de corriente, brillará con una media onda positiva y se apagará con una negativa. Pero esto es solo en el caso en que el voltaje inverso de la unión p-n es mucho más de 220 V. Por lo general, está en la región de 380-400 V.
La segunda forma de encender es a través de un condensador de extinción.
¡ATENCIÓN! La mayoría de los circuitos con conexión directa a la red de 220 V tienen un grave inconveniente: son peligrosos para las lesiones humanas con alto voltaje: 220 V. Por lo tanto, deben usarse con cuidado, con un aislamiento cuidadoso de todas las partes que conducen corriente.
Información detallada sobre la conexión del LED a una red de 220 V descrito aquí.
Cómo alimentar diodos desde una fuente de alimentación
Las fuentes de alimentación conmutadas (PSU) sin transformador más populares proporcionan 12 V con protección contra corriente, cortocircuito, sobrecalentamiento, etc.
Por lo tanto, los LED están conectados en serie y su corriente está limitada por una resistencia convencional. La cadena incluye 3 o 6 diodos. Su número está determinado por el voltaje directo del diodo. Su suma para la limitación de corriente debe ser menor que el voltaje de salida de la fuente de alimentación en 0,5-1 V.
Características de la conexión de LED RGB y COB
LED con abreviatura RGB - Son emisores de luz policromados o multicolores de diferentes colores. La mayoría de ellos están ensamblados a partir de tres cristales LED, cada uno de los cuales emite un color diferente.Tal conjunto se llama tríada de colores.
La conexión de un LED RGB se realiza de la misma forma que los LED convencionales. En cada caso de una fuente de luz multicolor de este tipo, hay un cristal: rojo - rojo, verde - verde y azul - azul. Cada LED tiene su propio voltaje de funcionamiento:
- azul - de 2,5 a 3,7 V;
- verde - de 2,2 a 3,5 V;
- rojo - de 1,6 a 2,03 V.
Los cristales se pueden conectar entre sí de diferentes maneras:
- con un cátodo común, es decir, tres cátodos están conectados entre sí y con un terminal común en la caja, y los ánodos tienen cada uno su propio terminal;
- con un ánodo común, respectivamente, para todos los ánodos, la salida es común y los cátodos son individuales;
- pinout independiente - cada ánodo y cátodo tiene su propia salida.
Por lo tanto, los valores de las resistencias limitadoras de corriente serán diferentes.
En ambos casos, la caja del diodo tiene 4 hilos conductores, almohadillas en los LED SMD o un pin en la caja de la piraña.
En el caso de LEDs independientes, habrá 6 salidas.
En caso SMD 5050 Los cristales LED están dispuestos de la siguiente manera:
Conexión de LED COB
La abreviatura COB son las primeras letras de la frase en inglés chip-on-board. En ruso, será: un elemento o un cristal en el tablero.
Los cristales se pegan o sueldan sobre un sustrato de zafiro o silicio conductor del calor. Después de comprobar las conexiones eléctricas correctas, los cristales se llenan de un fósforo amarillo.
LED COB - estas son estructuras de matriz que consisten en decenas o cientos de cristales, que están conectados en grupos con una inclusión combinada de uniones p-n de semiconductores. Los grupos son cadenas secuenciales de LED, cuyo número corresponde a la tensión de alimentación de la matriz de LED. Por ejemplo, a 9 V estos son 3 cristales, 12 V - 4.
Las cadenas conectadas en serie están conectadas en paralelo. Por lo tanto, se gana la potencia requerida de la matriz. Los cristales de brillo azul están llenos de fósforo amarillo. Re-irradia luz azul a amarilla, haciéndola blanca.
Calidad de la luz, es decir rendimiento de color regular en el proceso de producción la composición del fósforo. El fósforo de uno y dos componentes da baja calidad, porque tiene 2-3 líneas de emisión en el espectro. Tres y cinco componentes: reproducción de color bastante aceptable. Puede ser de hasta 85-90 Ra e incluso más.
Conectar este tipo de emisores de luz no da problemas. Se encienden como un potente LED normal, alimentado por una fuente de corriente estándar. Por ejemplo, 150, 300, 700 mA. El fabricante de matrices COB recomienda elegir fuentes de corriente con margen. Ayudará a la hora de poner en funcionamiento una luminaria con matriz COB.