Pri razvoju električnih vezij, ki vključujejo več kot eno LED, se postavlja vprašanje, kakšno vrsto priključitve LED je najbolje izbrati: dosledno ali vzporedno?V prihodnjem obdobju ugotavljamo, da jezaporedno vključevanje vedno bolj učinkovito , vendar ga ni vedno enostavno izvajati.Da razumem zakaj?
Volt-amper Karakteristika LED (VAC)
LED je nelinearni element električnega vezja, njegov VAC v obliki je skoraj enak navadnemu silicijevi diodi.Slika 1 prikazuje VAC močne bele LED, enega vodilnih svetovnih proizvajalcev.
Slika 1
V skladu z grafom, ko se napetost poveča le za 0,2 V (npr. Površina ... 3,1 2,9 V), jakost toka se poveča več kot dvakrat (s 350 na 850 mA mA).Samo in obratno: pri spreminjanju toka v zelo širokih mejah se padec napetosti nekoliko spreminja.To je zelo pomembno.
Druga pomembna točka je, da se padec napetosti iz vzorca v vzorec v eni seriji lahko razlikuje za več desetink voltov (tehnološki razmik).Zaradi tega mora biti napajanje LED diode stabilizirano, ne pa napetost.Svetlobni tok je, mimogrede, tudi normiran glede na enosmerni tok.Zdaj pa poglejmo, kako bodo te informacije uporabne pri izbiri sheme povezave.
Serijska povezava (slika 2).
Slika 2
Diagram prikazuje zaporedno vgradnjo treh svetlečih diod HL1 ... HL3 v vir enosmernega toka J. Za enostavnost vzamemo idealen vir tokazagotavljakonstantnega toka enake vrednosti, ne glede na obremenitev. Ker je jakost toka v zaprtem krogu enaka, je skozi vsak element zaporedno vključen v to vezje, tok iste vrednosti pretoka I1 = I2 = I3 = J. V skladu s tem je zagotovljena enaka svetlost svetilnosti. Razlika v padcu napetosti na posamezni LED je v tem primeru nepomembna in se odraža le v velikosti razlike potencialov med točkami 1 in 2.
Preučiti konkreten primer izračuna takšne sheme. Potrebno je zagotoviti moč treh zaporedno vgrajenih svetlečih diod s tokom 350 mA. Padec napetosti v tem toku po proizvajalcu je lahko od 2,8 do 3,2 St.
Izračunajte zahtevano območje izhodne napetosti tokovnega vira:
Umin = 2,8? 3 = 8,4;
Umax = 3,2? 3 = 9,6 čl.
Največja moč, ki jo porabijo svetleče diode, je P = 9,6? 0,35 = 3,4 W.
Tako mora imeti vir naslednje parametre:
izhodni stabilni tok - 350 mA;
izhodna napetost - 9 ± 0,6 (ali ± 7%);
Izhodna moč - najmanj 3,5 W.
Vse je zelo preprosto.
Na splošno imajo napajalniki za LED (gonilnike) običajno širši razpon izhodne napetosti, tako da razvijalec svetlobne naprave ni vezan na določeno število oddajne diode, ampak ima nekaj svobode delovanja. V tem primeru lahko povežete en in isti vir v seriji, na primer od 1 do 8 LED.
Vendar ima shema zaporednega vključevanja svoje slabosti.
Na primer, če je naloga polnjenja 10 LED-jev dosledno (to je padec napetosti približno 30 V) iz akumulatorja, potem brez pretvornika za nadgradnjo ne more.In to je že dodaten strošek, dimenzije in zmanjšanje učinkovitosti.
Vzporedna povezava (slika 3).
Slika 3
Poglejmo zdaj vzporedno povezavo istih svetlečih diod.
Po Kirchhoffovem prvem zakonu:
J = I1 + I2 + I3,
Za zagotovitev enomodne enojne LED (I = 350mA) mora izvor toka proizvesti 1050 mApri izhodni napetosti okoli 3 amp.
Kot smo že omenili, imajo LED diode določeno tehnološko variacijo parametrov, tako da se v resnici tokov ne bo enakomerno porazdelil, temveč sorazmerno z njihovimi diferencialnimi upori.
Na primer, če je neposredni padec napetosti, izmerjen na teh LED pri toku 350 mA, znašal 2,9, 3, 3,1 za HL1, HL2 oziroma HL3.Nato se z vključitvijo dane sheme porazdelijo tokovi:
I1? 360 mA;
I2 je 350 mA;
I3 340 mA.
To pomeni, da bo svetlost sijala drugačna.Za poravnavo tokov v takšnih tokokrogih so zaporedne svetleče diode običajno vključevale upore (slika 4).
Slika 4
Poravnavanje uporov povečuje porabomoči splošne sheme in zato zmanjšajo učinkovitost.
Ta način povezovanja se najpogosteje uporablja pri nizkonapetostnih napajalnikih, na primer pri prenosnih napravah z elektrokemičnimi viri toka (baterije, baterije).V drugih primerih je priporočljivo, da LED diode priključite zaporedno.
Serijsko-vzporedna povezava
Če morate združiti veliko število LED, lahko uporabite serijsko vzporedno povezavo.V tem primeru je vzporedno priključenih več vej z zaporedno povezanimi LED.
