รายละเอียดของวิธีการเชื่อมต่อ LED
ในชีวิตของเรา ไฟ LED จะกรองแหล่งกำเนิดแสงประดิษฐ์อื่นๆ จากเทคโนโลยีการจัดแสงอย่างมั่นใจ แต่ถ้าหลอดไส้สามารถเชื่อมต่อโดยตรงกับแหล่งจ่ายไฟแล้วการเชื่อมต่อของ LED และหลอดดิสชาร์จต้องใช้มาตรการพิเศษ
ในขณะเดียวกัน การต่อไฟ LED ดวงเดียวก็ไม่ทำให้เกิดปัญหา และการเปิดเครื่องจากไม่กี่เครื่องเป็นหลายร้อยเครื่องก็ไม่ง่ายอย่างที่คิด
ทฤษฎีเล็กน้อย
LED ต้องการแรงดันหรือกระแสคงที่เพื่อให้ทำงานได้อย่างถูกต้อง พวกเขาควรจะ:
- คงที่ในทิศทาง. นั่นคือ กระแสไฟในวงจร LED เมื่อจ่ายไฟ จะต้องไหลจากแหล่งจ่ายแรงดัน "+" ไปยัง "-"
- มั่นคงนั่นคือค่าคงที่ระหว่างการทำงานของไดโอด
![รายละเอียดของวิธีการเชื่อมต่อ LED]()
- ไม่เร้าใจ - หลังจากการแก้ไขและการรักษาเสถียรภาพ ค่าของแรงดันคงที่หรือกระแสไม่ควรเปลี่ยนเป็นระยะ
![แผนภาพรูปคลื่นแรงดันไฟฟ้า]()
แผนผังของรูปร่างแรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตของวงจรเรียงกระแสแบบเต็มคลื่นเมื่อกรองโดยตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า (สี่เหลี่ยมขาวดำที่มีเครื่องหมาย "+" ในแผนภาพ) เส้นประคือแรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตของวงจรเรียงกระแส ตัวเก็บประจุจะถูกชาร์จด้วยแอมพลิจูดครึ่งคลื่นและค่อยๆ คายประจุที่ความต้านทานโหลด "ขั้นตอน" เป็นจังหวะ อัตราส่วนของขั้นตอนและแอมพลิจูดครึ่งคลื่นเป็นเปอร์เซ็นต์คือปัจจัยการกระเพื่อม
สำหรับ ไฟ LED ในตอนแรกจะใช้แหล่งจ่ายแรงดันที่มีอยู่ - 5, 9, 12 V และแรงดันไฟฟ้าในการทำงานของจุดเชื่อมต่อ p-n อยู่ที่ 1.9-2.4 ถึง 3.7-4.4 V ดังนั้นการเปิดไดโอดโดยตรงจึงเป็นการเผาไหม้ทางกายภาพเกือบทุกครั้ง ความร้อนสูงเกินไปด้วยกระแสไฟขนาดใหญ่ ความต้องการในปัจจุบัน จำกัด ด้วยตัวต้านทานจำกัดกระแส, ใช้พลังงานเพื่อให้ความร้อน
สามารถเปิดไฟ LED แบบอนุกรมได้หลายชิ้น จากนั้นเมื่อประกอบโซ่เข้าด้วยกัน เป็นไปได้โดยผลรวมของแรงดันไปข้างหน้า เพื่อให้ได้แรงดันเกือบเท่าของแหล่งพลังงาน และส่วนต่างที่เหลือคือ "ชำระคืน" โดยกระจายไปในรูปของความร้อนบนตัวต้านทาน
เมื่อมีไดโอดหลายสิบตัว พวกมันจะต่อเป็นวงจรอนุกรมซึ่งต่อขนานกัน
LED pinout
ขั้ว LED - แอโนดหรือบวกและแคโทด - ลบได้ง่ายจากภาพ:
วงจรสวิตชิ่ง LED
LED ใช้พลังงานจากแรงดันคงที่ แต่คุณลักษณะของการพึ่งพาความต้านทานภายในแบบไม่เชิงเส้นต้องการให้กระแสไฟทำงานอยู่ภายในขอบเขตแคบ ที่กระแสไฟต่ำกว่าพิกัดจะลดลง การไหลของแสงและที่ค่าที่สูงกว่า คริสตัลจะร้อนจัด ความสว่างของแสงจะเพิ่มขึ้น และ "ชีวิต" จะลดลง วิธีที่ง่ายที่สุดในการขยายมันคือการจำกัดกระแสผ่านคริสตัลโดยรวมตัวต้านทานจำกัดกระแส สำหรับไฟ LED ที่ทรงพลังสิ่งนี้ไม่เป็นประโยชน์ทางเศรษฐกิจเพราะถูกป้อนด้วยกระแสตรงจากแหล่งกระแสพิเศษที่เสถียร - ไดรเวอร์.
การเชื่อมต่อแบบอนุกรม
LED เป็นอุปกรณ์ให้แสงสว่างที่ค่อนข้างซับซ้อน ทำงานจากแหล่งจ่ายกระแสตรงทุติยภูมิ ด้วยกำลังไฟมากกว่า 0.2-0.5 W อุปกรณ์ LED ส่วนใหญ่ใช้แหล่งกระแสไฟ พวกเขาไม่ถูกต้องทั้งหมดในลักษณะอเมริกันที่เรียกว่าไดรเวอร์ เมื่อไดโอดเชื่อมต่อแบบอนุกรมมักจะใช้แหล่งจ่ายไฟที่มีแรงดันไฟฟ้า 9, 12, 24 และแม้แต่ 48 V ในกรณีนี้ ห่วงโซ่อนุกรมถูกสร้างขึ้นซึ่งสามารถมีได้ตั้งแต่ 3-6 ถึงหลายสิบ องค์ประกอบ
เมื่อเชื่อมต่อแบบอนุกรมในสายโซ่ ขั้วบวกของ LED ตัวแรกจะเชื่อมต่อผ่านตัวต้านทานจำกัดกระแสกับ "+" ของแหล่งพลังงาน และแคโทดจะเชื่อมต่อกับขั้วบวกของตัวที่สอง ดังนั้นห่วงโซ่ทั้งหมดจึงเชื่อมต่อกัน
ตัวอย่างเช่น ไฟ LED สีแดงมีแรงดันไฟฟ้าทำงานไปข้างหน้า 1.6V ถึง 3.03V ยูฯลฯ. = 2.1V LED หนึ่งดวงบนตัวต้านทานที่มีแรงดันแหล่งกำเนิด 12 V จะมีแรงดันไฟฟ้า 5.7 V:
12V - 3x2.1V = 12 - 6.3 = 5.7V
และโซ่ต่อเนื่องกัน 3 อันเชื่อมต่อแบบขนานกัน
ตารางแรงดันไฟตรงบน LED จากสีของแสง
| สีเรืองแสง | แรงดันไฟฟ้าที่ใช้งาน, โดยตรง, V | ความยาวคลื่น nm |
|---|---|---|
| สีขาว | 3,5 | สเปกตรัมกว้าง |
| สีแดง | 1,63–2,03 | 610-760 |
| ส้ม | 2,03–2,1 | 590-610 |
| สีเหลือง | 2,1–2,18 | 570-590 |
| เขียว | 1,9–4,0 | 500-570 |
| สีฟ้า | 2,48–3,7 | 450-500 |
| สีม่วง | 2,76–4 | 400-450 |
| อินฟราเรด | มากถึง 1.9 | จาก 760 |
| ยูวี | 3,1–4,4 | มากถึง 400 |
ด้วยการเชื่อมต่อแบบอนุกรมของ LED กระแสที่ไหลผ่าน LED จะเท่ากัน และการดร็อปในแต่ละองค์ประกอบจะแตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับความต้านทานภายในของไดโอด
คุณสมบัติการเชื่อมต่อแบบอนุกรม:
- การแตกขององค์ประกอบหนึ่งนำไปสู่การปิดทั้งหมด
- การลัดวงจร - กระจายแรงดันไฟฟ้าไปยังส่วนที่เหลือทั้งหมด ความสว่างของแสงจะเพิ่มขึ้นและการสลายตัวจะเร็วขึ้น
ที่แนะนำ: วิธีค้นหา LED กี่โวลต์
การเชื่อมต่อแบบขนาน
ในรูปแบบการเชื่อมต่อ LED นี้ แอโนดทั้งหมดเชื่อมต่อกันและกับ "+" ของแหล่งพลังงาน และแคโทดกับ "-"
การเชื่อมต่อดังกล่าวอยู่บนมาลัย LED ไม้บรรทัดและริบบิ้นแรกเมื่อขับเคลื่อนด้วยแรงดันไฟฟ้า 3-5 V.
หากความเหนื่อยหน่ายเกิดขึ้นเมื่อปิดทางแยก p-n แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ทั้งหมดจะถูกนำไปใช้กับตัวต้านทาน R1 มันจะร้อนเกินไปและเผาไหม้ออก
บนรูปภาพ:
- แถบสีเทา - ยางที่มีกระแสไฟฟ้า เช่น สายไฟที่ไม่มีฉนวน
- ทรงกระบอกสีน้ำเงินที่มีปลายมน - ไฟ LED ทรงกระบอกพร้อมเลนส์ที่ปลาย
- สีแดง - ตัวต้านทานเพื่อ จำกัด กระแสไฟทำงาน
การเชื่อมต่อไดโอดทั้งหมดเข้ากับตัวต้านทานตัวเดียวจะไม่ถูกต้อง. เนื่องจากการกระจายในลักษณะของ LED แม้จะอยู่ในชุดเดียวที่สามารถเข้าถึงได้ตั้งแต่ 50 ถึง 200% หรือมากกว่า กระแสก็สามารถไหลผ่านไดโอดได้ ซึ่งจะแตกต่างกันอย่างมาก ดังนั้นพวกมันจะเรืองแสงและโหลดต่างกัน ต่อมา ฟลักซ์การส่องสว่างที่โหลดมากที่สุดและสว่างกว่าแบบอื่นๆ จะไหม้หรือลดทอนจนเกือบสมบูรณ์ โดยสูญเสียฟลักซ์การส่องสว่างไป 70-90% หรือเปลี่ยนสีแสงจากสีขาวเป็นสีเหลือง
ผสม
การเชื่อมต่อแบบผสมหรือแบบผสมจะใช้ในการสร้างเมทริกซ์ LED ที่ประกอบด้วยองค์ประกอบหลายสิบหรือหลายร้อยองค์ประกอบหรือคริสตัลที่ไม่ได้บรรจุหีบห่อ ที่มีชื่อเสียงที่สุดคือ COB เมทริกซ์
แรงดันไฟจ่ายและกระแสไฟขณะทำงานโดยเปิดสวิตช์รวมกันจะน้อยกว่าค่าพิกัดที่ใช้งานได้ ภายใต้เงื่อนไขนี้ เมทริกซ์จะทำงานมากหรือน้อยเป็นเวลานาน ที่พิกัดกระแส ลิงค์ที่อ่อนแอที่สุดจะดับลงอย่างรวดเร็วและที่เหลือจะค่อยๆ หมดไป มันจะจบลงด้วยตัวแบ่งในสายอนุกรมและการลัดวงจรของสายคู่ขนาน
การเชื่อมต่อไดโอดเปล่งแสงกับเครือข่าย 220 V
หากคุณจ่ายไฟ LED โดยตรงจาก 220 V ด้วยขีด จำกัด กระแสไฟก็จะส่องแสงด้วยครึ่งคลื่นบวกและออกไปเป็นค่าลบ แต่นี่เป็นเพียงกรณีที่แรงดันย้อนกลับของทางแยก p-n มากกว่า 220 V มาก โดยปกติแล้วจะอยู่ในขอบเขต 380-400 V.
วิธีที่สองในการเปิดเครื่องคือผ่านตัวเก็บประจุแบบดับ
ความสนใจ! วงจรส่วนใหญ่ที่มีการเชื่อมต่อโดยตรงกับเครือข่าย 220 V มีข้อเสียเปรียบอย่างร้ายแรง - เป็นอันตรายต่อการบาดเจ็บของมนุษย์ด้วยไฟฟ้าแรงสูง - 220 V ดังนั้นจึงควรใช้อย่างระมัดระวังโดยแยกชิ้นส่วนที่มีกระแสไฟฟ้าทั้งหมดออกอย่างระมัดระวัง
ข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับการเชื่อมต่อ LED กับเครือข่าย 220 V อธิบายไว้ที่นี่.
วิธีการจ่ายไฟไดโอดจากแหล่งจ่ายไฟ
อุปกรณ์จ่ายไฟแบบสวิตชิ่งแบบไม่มีหม้อแปลง (PSU) ที่ได้รับความนิยมมากที่สุดให้ 12 V พร้อมการป้องกันกระแสไฟ ไฟฟ้าลัดวงจร ความร้อนสูงเกินไป ฯลฯ
ดังนั้น LED จะถูกเชื่อมต่อเป็นอนุกรมและกระแสของมันถูกจำกัดโดยตัวต้านทานแบบธรรมดา ห่วงโซ่ประกอบด้วยไดโอด 3 หรือ 6 ตัว จำนวนของพวกเขาถูกกำหนดโดยแรงดันไปข้างหน้าของไดโอด ผลรวมของข้อ จำกัด ในปัจจุบันควรน้อยกว่าแรงดันเอาต์พุตของ PSU 0.5-1 V
คุณสมบัติของการเชื่อมต่อ RGB และ COB LEDs
ไฟ LED ที่มีตัวย่อ RGB - นี่คือตัวปล่อยแสงแบบโพลีโครมหรือหลายสีที่มีสีต่างกัน ส่วนใหญ่ประกอบขึ้นจากคริสตัล LED สามดวง ซึ่งแต่ละอันจะมีสีต่างกันการประกอบดังกล่าวเรียกว่า สามสี
การเชื่อมต่อ RGB LED ทำได้ในลักษณะเดียวกับ LED ทั่วไป ในแต่ละกรณีของแหล่งกำเนิดแสงหลากสีดังกล่าว จะมีคริสตัลหนึ่งชิ้น: แดง - แดง, เขียว - เขียว และน้ำเงิน - น้ำเงิน LED แต่ละตัวมีแรงดันไฟฟ้าทำงานของตัวเอง:
- สีน้ำเงิน - จาก 2.5 ถึง 3.7 V;
- สีเขียว - จาก 2.2 ถึง 3.5 V;
- สีแดง - จาก 1.6 ถึง 2.03 V.
คริสตัลสามารถเชื่อมต่อกันได้หลายวิธี:
- ด้วยแคโทดทั่วไป นั่นคือ แคโทดสามตัวเชื่อมต่อกันและมีเทอร์มินัลทั่วไปในเคส และแอโนดแต่ละตัวมีเทอร์มินัลของตัวเอง
- ด้วยแอโนดทั่วไป - ตามลำดับ สำหรับแอโนดทั้งหมด เอาต์พุตเป็นเรื่องปกติ และแคโทดเป็นรายบุคคล
- pinout อิสระ - แอโนดและแคโทดแต่ละตัวมีเอาต์พุตของตัวเอง
ดังนั้นค่าของตัวต้านทานจำกัดกระแสจะแตกต่างกัน
ในทั้งสองกรณี เคสไดโอดมีสายไฟ 4 เส้น แผ่นรองใน LED SMD หรือพินในเคสปิรันย่า
ในกรณีของ LED อิสระ จะมี 6 เอาต์พุต
เผื่อ SMD 5050 คริสตัล LED จัดเรียงดังนี้:
การเชื่อมต่อไฟ LED ซัง
อักษรย่อ COB เป็นอักษรตัวแรกของวลีภาษาอังกฤษแบบชิปออนบอร์ด ในรัสเซียมันจะเป็น - องค์ประกอบหรือคริสตัลบนกระดาน
คริสตัลติดกาวหรือบัดกรีบนแซฟไฟร์หรือซิลิกอนที่นำความร้อน หลังจากตรวจสอบการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าที่ถูกต้องแล้ว ผลึกจะเต็มไปด้วยสารเรืองแสงสีเหลือง
ไฟ LED ซัง - โครงสร้างเหล่านี้เป็นโครงสร้างเมทริกซ์ที่ประกอบด้วยผลึกนับสิบหรือหลายร้อยซึ่งเชื่อมต่อกันเป็นกลุ่มโดยรวมจุดเชื่อมต่อเซมิคอนดักเตอร์ p-n กลุ่มเป็นสายโซ่ต่อเนื่องของ LED ซึ่งจำนวนนั้นสอดคล้องกับแรงดันไฟฟ้าของเมทริกซ์ LED ตัวอย่างเช่น ที่ 9 V เหล่านี้คือ 3 คริสตัล, 12 V - 4
โซ่ที่ต่อเป็นอนุกรมนั้นเชื่อมต่อแบบขนาน ดังนั้นพลังที่ต้องการของเมทริกซ์จึงได้รับ คริสตัลเรืองแสงสีน้ำเงินเต็มไปด้วยสารเรืองแสงสีเหลือง จะฉายแสงสีน้ำเงินกลับเป็นสีเหลือง ทำให้เป็นสีขาว
คุณภาพแสง กล่าวคือ การแสดงสี ควบคุมในกระบวนการผลิตองค์ประกอบของสารเรืองแสง สารเรืองแสงที่มีหนึ่งและสององค์ประกอบให้คุณภาพต่ำ เพราะมีเส้นการปล่อย 2-3 เส้นในสเปกตรัม ส่วนประกอบสามและห้าองค์ประกอบ - การทำสำเนาสีที่ยอมรับได้ค่อนข้างดี อาจสูงถึง 85-90 Ra และสูงกว่านั้นอีก
การเชื่อมต่อตัวปล่อยแสงประเภทนี้ไม่ก่อให้เกิดปัญหา พวกมันเปิดเป็น LED ทรงพลังปกติซึ่งขับเคลื่อนโดยแหล่งกระแสไฟมาตรฐาน ตัวอย่างเช่น 150, 300, 700 mA ผู้ผลิตเมทริกซ์ COB แนะนำให้เลือกแหล่งที่มาปัจจุบันที่มีมาร์จิ้น จะช่วยในการวางโคมไฟที่มีเมทริกซ์ COB ในการทำงาน