LED bağlantısı 220. Radyo iletişimi. En basit şema

Günümüzde LED'ler çeşitli wattlarda üretilmektedir. Onlar için çok çeşitli güç kaynakları uygundur. Modelin bağlantısının cihaz sürücüsünün türüne (varsa) bağlı olduğu da dikkate alınmalıdır. Günümüzde iyi ve kötü LED anahtarlama şemalarını bulabilirsiniz. Bu konuyu daha detaylı anlamak için farklı kapasitelerdeki modellere bakmanız gerekir.

5 V ağa bağlantı

5 V'luk bir ağda, LED'ler (aşağıda gösterilen şema) çoğunlukla seri sırayla bağlanır. Bu durumda, çoğu şey ağdaki nominal dirence bağlıdır. Bu parametre 10 Ohm'u aşarsa, anahtarlamalı güç kaynaklarının kullanılması daha tavsiye edilir.

Aynı zamanda, geçiş kapasitörü devredeki elektromanyetik girişimle başa çıkmaya yardımcı olacaktır. Bu durumda LED'leri doğrusal dirençlerle bağlamak daha iyidir. Buna karşılık, açık analoglar maksimum 13 Ohm dirence dayanabilir. LED'in iletkenliğini arttırmak için sistem modülatörleri kullanılır.

Kontak sürücülü modelleri ele alırsak, kontrolörlerin onlar için ayrı ayrı seçilmesi gerekir. Çoğu zaman özel bir amplifikatörle kullanılırlar. Bu durumda eşik voltajı 6 V olacaktır. Ağdaki negatif polarite sorununu çözmek için birçok uzman işlemsel yükselteçlerin kullanılmasını önermektedir.

12 V ağa bağlantı

LED'lerin 12 volta bağlanması seri veya paralel olarak yapılabilir. İlk seçeneği düşünürsek, anahtarlama tipi güç kaynaklarının seçilmesi daha tavsiye edilir. Ayrıca LED'leri amplifikatör olmadan 12 volta bağlayabileceğinizi de bilmelisiniz. Ancak üçten fazla parça takılması durumunda bunların sağlanması gerekmektedir. Rezonans sürücülü modeller yalnızca düşük empedanslı amplifikatörlere bağlanmalıdır.

LED'lerin paralel bağlantısını düşünürsek, bu durumda devre için iki açık direnç seçmek önemlidir. Bu durumda ilkinin amplifikatörün önüne takılması gerekir. Akım taşıma kapasitesi en az 3 A olmalıdır. Aynı zamanda cihazdaki eşik voltaj parametresinin 4 A seviyesinin altına düşmesine izin verilmemelidir. Kural olarak bu tip modellerin negatif direnci küçüktür. Aynı zamanda yüksek kaliteli sürücülerin kullanılmasıyla doğrusallığın korunması sağlanır.

220 V ağdaki LED'ler

Bu durumda LED'leri bağlamak hangi özelliklere sahiptir? 220V genellikle sıralı bir düzen sağlar. Bu durumda güç kaynakları esas olarak kademeli tipte kullanılır. Frekans artışını önlemek için LED'lerin 220V ağa bağlanması işlemsel yükselteçlerle yapılmalıdır.

Hassasiyetlerinin filtre türlerine bağlı olduğu da dikkate alınmalıdır. Manyetik paraziti en aza indirmek için uzmanlar düşük empedanslı filtrelerin kurulmasını tavsiye ediyor. Bu durumda birçok şey LED sürücüsüne bağlıdır. Analog tipi düşünürsek, döner bir regülatör gerektirecektir. Bu durumda doğrusal olmayan bozulmalarla başa çıkmak için düşük frekanslı adaptörler kullanılır. Genellikle amplifikatörlerin yanına kurulurlar.

Cihazları bir bilgisayara bağlama şeması

LED'ler bir bilgisayara farklı şekillerde bağlanabilir. Kural olarak, bu amaç için kapasitörler yalnızca faz tipinde kullanılır. Bu durumda açık dirençler kullanılabilir ancak bunların en az 5 V eşik voltajına dayanması gerekir. Ayrıca LED'in frekansına da dikkat etmelisiniz.

Standart modelleri ele alırsak, amplifikatörler aracılığıyla güç kaynaklarına bağlanırlar. Bu durumda dirençlerin devrenin sonuna yerleştirilmesi gerekir. Yüksek güçlü LED'leri düşünürsek, entegre bir amplifikatöre ihtiyaç duyacaklar. Bu durumda kapsama alanı yüksek olan sürücüler memnuniyetle karşılanır. Cihazın iletkenliği yalnızca güç kaynağının gücüne bağlıdır. Bu durumda LED'in doğrudan bağlantısı bir aşırı gerilim koruyucu aracılığıyla gerçekleşir.

Düşük frekanslı güç kaynağına bağlantı

LED'ler (şema aşağıda gösterilmiştir) yalnızca bir DC ağındaki düşük frekanslı bir güç kaynağına bağlanabilir. Bu durumda açık tip dirençler kullanılır. Bu durumda LED'in minimum gücü 5 V olmalıdır. Bunun için bir amplifikatör operasyonel tip olarak seçilebilir. Sürücülü modelleri ele alırsak, genellikle geçiş kapasitörleriyle birlikte lehimlenirler.

Bu durumda iletkenlik parametresi kapasitanslarıyla yakından ilgilidir. Cihazın hassasiyetini arttırmak için birçok uzman geniş bant dönüştürücülerin kullanılmasını tavsiye ediyor. Bu durumda parazitle mücadeleye yönelik adaptörler uygun değildir. Ancak farklı filtreler kurmak mantıklıdır. Ayrıca devredeki regülatörlerin hem döner hem de butonlu tipte kullanılabildiğini de belirtelim.

LED'leri yüksek frekanslı bir güç kaynağına bağlama

LED'ler yüksek frekanslı güç kaynaklarına yalnızca yardımcı bir adaptör aracılığıyla bağlanır. Bu durumda sürücünün türü önemli bir rol oynar. Tek kutuplu modelleri düşünürsek, yüksek iletkenlik parametresiyle ayırt edilirler. Bu durumda devredeki negatif direnç 10 ohm'da tutulmalıdır. Yalnızca bir LED bağlıysa işlemsel amplifikatöre gerek yoktur.

Aksi takdirde, doğrusal olmayan bozulma sorunlarını çözmek için onu kurmak daha iyidir. Ayrıca elektrot sürücülerinin yüksek frekanslı güç kaynaklarına bağlantıya uygun olmadığı dikkate alınmalıdır. Bu öncelikle bu tür cihazların yüksek hassasiyetinden kaynaklanmaktadır. Bu durumda LED'ler oldukça çabuk yanacaktır. Bu durumda güç regülatörleri yardımcı olmayacaktır.

Seri bağlantı

LED'ler zener diyotları kullanılarak seri olarak bağlanır. Bunları bugün mağazalarda bulmak oldukça kolaydır. Genellikle özel bir manyetik ızgaraya monte edilirler. Bunları tahtaya sabitlemek için kaynak makinesi kullanmanız gerekecek. Güç kaynağının güçlü bir amplifikatöre sahip olması gerektiği de dikkate alınmalıdır. Bu durumda birçok uzman pektron tipi dirençlerin kurulmasını önermektedir.

Aynı zamanda en az 4 ohm'luk nominal direnç seviyesine dayanmaları gerekir. Buna karşılık, yük parametresi yaklaşık 20 A'da karşılanır. Manyetik girişim sorunu, bir çıkış filtresi takılarak çözülebilir. Cihazın hassasiyetini arttırmak için hem değişken hem de statik kapasitörler kullanılmaktadır. Boyut olarak oldukça farklıdırlar. Bu bakımdan bu konuya her seferinde ayrı ayrı yaklaşılmalıdır.

Kapasitif kapasitörlü devreler

Yüksek güçlü LED'leri kapasitif kapasitörlere bağlamak ilk bakışta oldukça basittir. Ancak bu durumda öncelikle dirençlerin gücünü hesaba katmak gerekir. LED sürücülerin parametrelerinin oldukça fazla değişebileceğini unutmamak da önemlidir. Bu bakımdan cihaza yönelik kapasitörlerin çok dikkatli seçilmesi gerekmektedir. Öncelikle amplifikatörün doğrudan bağlı olduğu güç kaynağı değerlendirilir. 20 V eşik voltajıyla yapılan değişiklikleri düşünürsek, bu durumda bir kapasitör kullanılabilir.

Aksi takdirde, doğrusal olmayan distorsiyonla ilgili sorunları çözmek için iki tanesi kurulur. Buna karşılık, cihazın hassasiyeti kontrol cihazı kullanılarak her zaman ayarlanabilir. Sürücülerin kendisi çoğunlukla darbe tipinde kullanılır. Buna karşılık çeşitli modülatörler kurulabilir. Bu durumda polariteyle ilgili sorunlar ortaya çıkmamalıdır. Sonuç olarak, 20 V'luk bir güç kaynağında eşik akımının 3 A'da tutulması gerekir. Bu durumda, ağdaki voltaj dalgalanmalarına bağlı olarak frekans dalgalanabilir.

Söndürücü kapasitörlerin kullanılması

LED'lerin sönümleme kapasitörleriyle bağlanması, 15 V güç kaynaklarının kullanılmasını gerektirir. Bu durumda dirençler yalnızca açık tipte kullanılır. Sonuç olarak devredeki negatif direnç parametresi 30 Ohm'u geçmiyor. Ayrıca LED'lerin yalnızca düşük güçte kullanılabileceğini de dikkate almak gerekir. Kapasitörler doğrudan güç kaynaklarının yakınına monte edilir. Bu durumda cihazın normal çalışması için amplifikatörlere gerek yoktur.

Modellerin yüksek hassasiyeti nedeniyle eşik voltajı en az 15 V'tur. Üstelik maksimum yük LED'lerin gücüne bağlıdır. Model sürücüleri genellikle enlem tipinden seçilir. Böyle bir durumda negatif kutupluluk sorununu çözmek oldukça basit olabilir. Bu amaç için filtreler amplifikatörlerin arkasına kurulmalıdır. Ayrıca bu durumda entegre tetrodlar sorunun çözülmesine yardımcı olacaktır.

Absorbsiyon filtrelerinin uygulanması

Bu tip filtreler 20 V LED'ler için en uygun olanıdır ancak anahtarlamalı güç kaynaklarıyla çalışamazlar. Ayrıca doğrusal olmayan bozulmalarla ilgili sorunları çözmedikleri de dikkate alınmalıdır. Buna karşılık, filtreler frekansı oldukça hızlı bir şekilde stabilize edebilir. Bu nedenle bu tür modellerde hassasiyet sorunları çok nadir görülmektedir.

Dalga alıcılı LED'ler

Bu tür LED'ler genellikle doğrudan güç kaynaklarına bağlanır. Bu durumda ağdaki amplifikatörlere gerek yoktur. Ancak bu durumda direncin tipini hatırlamak önemlidir. Açık kullanılması durumunda filtrelerin takılması gerekecektir. Ayrıca bu alıcıların LED'lerin seri bağlantısı için ideal olduğu dikkate alınmalıdır. Bu durumda paralel bağlantı doğrusal olmayan bozulmalara neden olabilir. Cihazın hassasiyeti giriş voltajı parametresine bağlı olacaktır.

Manyetik sürücülü LED'ler

Manyetik sürücülü LED'ler genellikle seri sırayla bağlanır. İlk aşamada güçlerini değerlendirmek çok önemlidir. Ayrıca devredeki negatif direnç parametresi de dikkate alınmalıdır. Düşük güçlü modelleri ele alırsak, güç kaynaklarına bir amplifikatör aracılığıyla bağlanırlar. Aksi takdirde aşırı gerilim koruyucuları kullanmak daha iyidir.

Bu durumda absorpsiyon değişiklikleri manyetik girişime yol açabilir. Bu durumda sıklığı artan problemler nasıl çözülür? Uzmanlar tek kanallı dirençlerin kullanılmasını öneriyor. Bu durumda devre için çok çeşitli modülatörler seçebilirsiniz.

Radyo ekipmanı tasarlarken sıklıkla güç göstergesi sorunu ortaya çıkar. Akkor lambaların gösterge çağı çoktan geçti; şu anda modern ve güvenilir radyo gösterge elemanı LED'dir. Bu makale, bir LED'i 220 volta bağlamak için bir şema önerecektir; yani, LED'i bir ev AC ağından (herhangi bir konforlu dairede bulunan bir priz) çalıştırma olasılığı dikkate alınacaktır.
Eğer aynı anda birden fazla LED’e güç vermeniz gerekiyorsa buna da yazımızda değineceğiz. Aslında bu tür devreler LED çelenkler veya lambalar için kullanılıyor, bu biraz farklı. Aslında burada LED'ler için sözde sürücünün uygulanması gerekiyor. O yüzden her şeyi bir araya toplamayalım. Sırayla anlamaya çalışalım.

Bir LED için besleme voltajını azaltma prensibi

Alçak gerilim yüklerini beslemek için iki güç yolu seçilebilir. Birincisi, gücün bir direnç tarafından azaltıldığı klasik versiyondur. Şarj cihazları için sıklıkla kullanılan ikinci seçenek, söndürme kapasitörüdür. Bu durumda voltaj ve akım sanki darbeler halinde akıyor ve bu aynı darbelerin LED'in ve yükün yanmaması için hassas bir şekilde seçilmesi gerekiyor. Bu, dirençle olduğundan daha ayrıntılı bir hesaplama gerektirir. Üçüncü seçenek, her iki voltajı azaltma yönteminin de kullanıldığı birleşik bir güç kaynağıdır. Peki, şimdi tüm bu seçenekler hakkında sırayla.

LED'in 220 volta bağlantı şeması (söndürme kapasitörü)

Bir LED'i 220 volta bağlama şeması karmaşık görünmüyor, çalışma prensibi basittir. Algoritma aşağıdaki gibidir. Gerilim uygulandığında, C1 kondansatörü şarj olmaya başlar, aslında bir tarafta doğrudan, diğer tarafta bir zener diyot aracılığıyla şarj edilir. Zener diyot LED voltajıyla eşleşmelidir. Böylece kapasitör sonuçta tamamen şarj olur. Daha sonra kapasitörün boşalmaya başladığı ikinci yarım dalga gelir. Bu durumda voltaj, artık normal modda çalışan zener diyottan ve LED üzerinden de geçer. Sonuç olarak LED'e bu sırada zener diyotun stabilizasyon voltajına eşit bir voltaj sağlanır. Burada LED ile aynı değerde bir zener diyot seçmek önemlidir.

Burada her şey basit görünüyor ve teorik olarak normal şekilde uygulanıyor. Ancak kesin hesaplamalar o kadar basit değildir. Sonuçta, aslında, bu durumda sönümleme görevi görecek olan kapasitörün kapasitansını hesaplamak gerekir. Bu formüle göre yapılır.

Tahmin edelim: 3200*0,02/√(220*220-3*3)=0,29 mF. LED voltajı 3 volt ve akım 0,02 A ise kapasitör böyle olmalıdır. Değerlerinizi yerine koyabilir ve seçeneğinizi hesaplayabilirsiniz.

Bir LED'i 220 volta bağlamak için radyo bileşenleri

Direnç gücü minimum olabilir, 0,25 W oldukça uygundur (diyagramdaki değer ohm cinsindendir).
Rezervli, yani 300 volt çalışma voltajına sahip bir kapasitör (mikrofaradlarda belirtilen kapasite) seçmek daha iyidir.
LED, örneğin 2 volt AL307 BM veya AL 307B'den 5,5 volta kadar parlama voltajına sahip herhangi bir şey olabilir - bu KL101A veya KL101B'dir.
Zener diyot, daha önce de belirttiğimiz gibi, LED'in besleme voltajına karşılık gelmelidir, bu nedenle 2 volt için KS130D1 veya KS133A'dır (sırasıyla stabilizasyon voltajı 3 ve 3,3 volt) ve 5,5 volt için KS156A veya KS156G'dir.

Bu yöntemin dezavantajları vardır, çünkü kapasitörün çalışmasında hafif bir voltaj dalgalanması veya sapma ile 3 volttan çok daha yüksek voltajlar elde edebiliriz. LED anında yanacaktır. Avantajı, darbeli olduğundan devrenin ekonomik olmasıdır. Diyelim ki yüksek güvenilirlik değil, ekonomik. Şimdi kombine seçenek hakkında.

Bir LED'i 220 volt gerilime bağlamak için şema (söndürme kapasitörü + direnç)

Zincire bir direnç eklenmesi dışında her şey burada aynı. Genel olarak bir direncin etkisi tüm devreyi daha öngörülebilir ve daha güvenilir hale getirebilir. Burada daha az yüksek gerilim darbe akımları olacaktır. Bu iyi!

(...yukarıdaki şemada olduğu gibi, bir söndürme kapasitörü + direnç kullanılır)

Tüm artılar ve eksiler, söndürme kapasitörlü seçeneğe benzer, ancak burada da güvenilirlik yoktur. Ayrıca zener diyot yerine diyot kullanılması, kapasitör boşaldığında LED'in korumasını etkileyecektir. Yani tüm akım, önceki durumda olduğu gibi LED ve Zener diyottan değil, LED'den akacaktır. Bu seçenek öyle. Ve işte bir direnç kullanan son durum.

LED'in 220 volta (direnç) bağlantı şeması

Bunlar montajınız için önerdiğimiz diyagramlardır. Buradaki her şey klasik prensiplere, Ohm kanununa ve güç hesaplama formülüne uygundur. İlk önce direnci hesaplayalım. Direnç hesaplanırken LED'in iç direnci ve üzerindeki voltaj düşüşü ihmal edilecektir. Bu durumda, küçük bir marj elde edeceğiz, çünkü üzerindeki gerçek voltaj düşüşü, özelliklerin öngördüğünden biraz daha yumuşak bir modda çalışmasına izin verecektir. Yani LED akımımızın 0,01 A ve 3 volt olduğunu varsayalım.

R=U/I=220/0,01=22000 Ohm=22 kOhm. Devrede 15 kOhm var yani alınan akım 0,014666 A'dır ve bu oldukça kabul edilebilirdir. Bu durumlar için dirençler bu şekilde hesaplanır. Buradaki tek şey, kaç tane direnç kullandığınıza bağlı olacaktır. İlk diyagramdaki gibi iki tane varsa, ortaya çıkan sonucu ikiye böleriz.

Yalnızca bir tane varsa, o zaman elbette tüm voltaj yalnızca onun üzerine düşecektir.

Peki, beklendiği gibi artıları ve eksileri hakkında konuşalım. Artı bir ve çok büyük, devre çok güvenilir. Ayrıca bir eksi var, tüm voltaj 1-2 direnç boyunca düşecek, bu da daha fazla güç harcayacağı anlamına geliyor. Hadi çözelim. P=U*I=220*0,02=4,4 Watt. Yani akım 0,02 A ise 4 Watt kadar bir direnç bulunmalıdır. Bu durumda direnç seçiminde titiz davranmalı; en az 3-4 Watt olmalıdır. Dirençte 4 Watt'ın dağıldığı ve LED'in ihmal edilebildiği bu durumda verimlilik konusunda hiçbir soru olmadığını kendiniz anlıyorsunuz. Aslında neredeyse küçük bir LED lambaya benziyor ve yalnızca 1 LED yanıyor.

Birkaç LED'i 220 volta bağlama

Aynı anda birkaç LED'i bağlamanız gerektiğinde durum biraz farklıdır. Aslında devrenin bu tür varyasyonlarına veya daha doğrusu LED'ler için dengeleyici devrelere sürücüler denir. Görünüşe göre hareket halindeki sürücü (İngilizce) kelimesinden. Yani bir nevi bir grup LED'i çalışmaya başlatan bir devreye benziyor. Bu kelimenin doğru kullanımından ve diğer dillerden sürekli ödünç aldığımız yeni kelimelerden bahsetmeyeceğiz. Bunun biraz farklı bir seçenek olduğunu söyleyelim, bu da onu diğer yazımızda analiz edeceğimiz anlamına geliyor."

LED'lerle çalışırken önemli konulardan biri de AC ve yüksek gerilim şebekesine bağlantısıdır. Bir LED'in doğrudan 220 V ağdan beslenemeyeceği bilinmektedir. Sorunu çözmek için devre nasıl düzgün bir şekilde monte edilir ve güç sağlanır?

Elektriksel özellikler

Yukarıda sorulan soruyu cevaplamak için LED'in elektriksel özelliklerini incelemek gerekir.

Akım-gerilim karakteristiği dik bir çizgidir. Bu, voltaj çok küçük bir miktarda bile arttığında, yayan yarı iletkenden geçen akımın keskin bir şekilde arttığı anlamına gelir. Akımdaki bir artış LED'in ısınmasına neden olur ve bunun sonucunda kolayca yanabilir. Bu sorun devreye bir sınırlayıcı direnç eklenerek çözülür.

LED'in ters arıza voltajı düşüktür (yaklaşık 20 volt), bu nedenle 220 voltluk bir AC ağına bağlanamaz. Akımın ters yönde akmasını önlemek için devreye bir diyot eklemek veya ilk LED'in karşısındaki ikinciyi açmak gerekir. Bağlantı paralel olmalıdır.

Dolayısıyla, bir LED'i 220 voltluk bir ağa bağlamak için herhangi bir devrenin bir direnç ve bir doğrultucu içermesi gerektiğini biliyoruz, aksi takdirde güç imkansız olacaktır.

Neden böyle bir şemaya ihtiyaç duyuldu? Her şeyden önce ağ göstergesinin tasarımı için. Bir LED ışığı, bir elektrikli cihazın fişe takılı olup olmadığını belirlemeye yardımcı olacak mükemmel bir gösterge olabilir. Anahtar ve prizlerin karanlıkta kolayca bulunabilmesi için devrelere eklenir.

Böyle bir gösterge sadece birkaç voltluk bir voltajda parlamaya başlar. Aynı zamanda düşük (birkaç mil amper) akım nedeniyle minimum miktarda elektrik tüketir.

Hangi direnci kullanmalıyım?

Optimum direnç direncini seçmek için Ohm yasasını kullanmanız gerekir.

R=(Ugrid-Ul.)/Il.nom.

Gösterge için nominal akım değeri 18 mA ve ileri voltajı 2,0 Volt olan kırmızı bir LED aldığımızı varsayalım.

(311-2)/0,018=17167 Ohm=17 kOhm

311 sayısının nereden geldiğini açıklayalım. Bu, ağımızdaki voltajın değiştiği sinüs dalgasının zirvesidir. Tüm hesaplamalarıyla matematiğin dünyasına girmeden, tepe voltajının 220*√2 olduğunu basitçe söyleyebiliriz.

Bazen doğrultucu diyotun bulunmadığı devreler vardır. Bu durumda akımı azaltmak ve gösterge ışığının yanmasını önlemek için direncin birkaç kez arttırılması gerekir.

Bir akım göstergesinin temel devresi

220 voltluk bir ağdan beslenen en basit göstergeyi yapmak için ne gereklidir? İşte liste:

istediğiniz renkte normal bir gösterge LED'i;
100 ila 200 kOhm arası direnç (direnç ne kadar yüksek olursa ampul o kadar az parlak yanar);
100 volt veya daha fazla ters gerilime sahip diyot;
LED'in aşırı ısınmaması için düşük güçlü havya.

Parça sayısı az olduğundan montajda pano kullanılmaz. Gösterge elektrikli cihaza paralel olarak bağlanır.

Bir diyot aramak için etrafta dolaşmak istemeyenler için üreticiler, tek bir mahfazaya yerleştirilmiş farklı renklerde iki LED şeklinde hazır iki renkli bir gösterge geliştirdiler. Genellikle bu renkler kırmızı ve yeşildir. Bu durumda devre parçalarının sayısı daha da azalır.

Direncin bir kapasitör veya diyot köprüleri, transistörler vb. ile değiştirildiği başka bağlantı şemaları da vardır. Ancak hangi tasarım özellikleri sunulursa sunulsun, asıl görev akımı düzeltmek ve güvenli bir değere düşürmektir.

Bu başlığı okuduktan sonra birisi şunu sorabilir: “Neden?” Evet, sadece prize takarsanız, belli bir şemaya göre açsanız bile pratik bir önemi yoktur ve herhangi bir yararlı bilgi getirmez. Ancak aynı LED, termostat tarafından kontrol edilen ısıtma elemanına paralel bağlanırsa, tüm cihazın çalışmasını görsel olarak izleyebilirsiniz. Bazen böyle bir gösterge, birçok küçük sorun ve sıkıntıdan kurtulmanızı sağlar.

Daha önce söylenenlerin ışığında, görev önemsiz görünüyor: sadece gerekli değerde bir sınırlayıcı direnç takın ve sorun çözüldü. Ancak LED'e düzeltilmiş sabit voltajla güç verirseniz tüm bunlar iyidir: LED ileri yönde bağlandığı anda öyle kaldı.

Alternatif voltaj üzerinde çalışırken her şey o kadar basit değil. Gerçek şu ki, LED, doğrudan voltajın yanı sıra ters polarite voltajından da etkilenecektir, çünkü sinüs dalgasının her yarım döngüsü, işareti zıt yönde değiştirir. Bu ters voltaj LED'i yakmaz ancak çok hızlı bir şekilde kullanılamaz hale getirebilir. Dolayısıyla bu “zararlı” gerilime karşı korunmak için önlem almak gerekiyor.

Şebeke voltajı durumunda söndürme direncinin hesaplanması 310V voltaj değerine göre yapılmalıdır. Neden? Burada her şey çok basit: 220V ise genlik değeri 220*1.41=310V olacaktır. Genlik gerilimi kök geriliminin iki (1,41) katıdır ve bu unutulmamalıdır. Bu, LED'e uygulanacak ileri ve geri voltajdır. Söndürme direncinin direncinin 310V değerinden hesaplanması gerekir ve LED'in bu voltajdan yalnızca ters polariteyle korunması gerekir.

Bir LED'i ters voltajdan nasıl koruyabilirim?

Neredeyse tüm LED'ler için ters voltaj 20V'u geçmiyor çünkü kimse onlar için yüksek voltajlı bir doğrultucu yapmayacaktı. Böyle bir beladan nasıl kurtuluruz, LED'i bu ters voltajdan nasıl koruruz?

Her şeyin çok basit olduğu ortaya çıktı. İlk yol, normal olanı yüksek ters voltajlı (400V'den düşük olmayan), örneğin 1N4007 - ters voltaj 1000V, ileri akım 1A olan LED'e seri olarak bağlamaktır. Negatif polaritedeki yüksek voltajın LED'e geçmesine izin vermeyecek olan odur. Bu tür bir korumanın şeması Şekil 1a'da gösterilmektedir.

Daha az etkili olmayan ikinci yöntem, LED'i arka arkaya paralel bağlanmış başka bir diyotla basitçe bypass etmektir, Şekil 1b. Bu yöntemle koruyucu diyotun yüksek ters voltaja sahip olmasına bile gerek yoktur; örneğin KD521 gibi düşük güçlü bir diyot yeterlidir.

Dahası, iki LED'i paralel olarak kolayca açabilirsiniz: dönüşümlü olarak açıldığında birbirlerini koruyacaklar ve her ikisi de Şekil 1c'de gösterildiği gibi ışık yayacaktır. Bu zaten üçüncü koruma yöntemidir. Üç koruma şemasının tümü Şekil 1'de gösterilmektedir.

Şekil 1. LED ters voltaj koruma devreleri

Bu devrelerdeki sınırlama direnci, 220V çalışma voltajında 220/24 = 9,16 mA düzeyinde bir akım sağlayan ve 9'a yuvarlanabilen 24KOhm'luk bir dirence sahiptir. Daha sonra söndürme direncinin gücü, 9 * 9 * 24 = 1944 mW, neredeyse iki watt. Bu, LED'den geçen akımın 9mA ile sınırlı olmasına rağmen. Ancak bir direncin maksimum güçte uzun süreli kullanımı iyi bir şeye yol açmayacaktır: önce siyaha dönecek ve sonra tamamen yanacaktır. Bunun olmasını önlemek için, her biri 2W gücünde iki adet 12KΩ direncin seri olarak kurulması önerilir.

Mevcut seviyeyi 20mA'ya ayarlarsanız, daha da fazla olacaktır - 20*20*12=4800mW, neredeyse 5W! Doğal olarak hiç kimsenin bir odayı ısıtmak için bu kadar güçlü bir sobaya gücü yetmez. Bu tek bir LED'e dayanmaktadır, peki ya bir tane varsa?

Kapasitör - wattsız direnç

Şekil 1a'da gösterilen devre, alternatif voltajın negatif yarı döngüsünü "kesmek" için koruyucu diyot D1'i kullanır, dolayısıyla söndürme direncinin gücü yarıya indirilir. Ancak yine de güç hala çok önemli. Bu nedenle, genellikle sınırlayıcı bir direnç olarak kullanılır: akımı bir dirençten daha kötü bir şekilde sınırlandırmaz, ancak ısı üretmez. Bir kapasitörün genellikle wattsız direnç olarak adlandırılması sebepsiz değildir. Bu anahtarlama yöntemi Şekil 2'de gösterilmektedir.

Şekil 2. Bir LED'i balast kapasitörü aracılığıyla bağlamak için devre

Burada her şey yolunda görünüyor, koruyucu bir diyot VD1 bile var. Ancak iki ayrıntı verilmedi. İlk olarak, C1 kondansatörü devreyi kapattıktan sonra şarjlı kalabilir ve birisi onu kendi eliyle boşaltana kadar şarjı depolayabilir. Ve bu, inanın bana, bir gün mutlaka gerçekleşecek. Elektrik çarpması elbette ölümcül değildir ancak oldukça hassastır, beklenmedik ve rahatsız edicidir.

Dolayısıyla böyle bir sıkıntının önüne geçmek için bu söndürme kapasitörleri 200...1000KOhm dirençli bir dirençle bypass edilir. Aynı koruma, söndürme kapasitörlü transformatörsüz güç kaynaklarında, optokuplörlerde ve diğer bazı devrelerde kuruludur. Şekil 3'te bu direnç R1 olarak gösterilmiştir.

Şekil 3. Bir LED'i aydınlatma ağına bağlama şeması

Direnç R1'e ek olarak, direnç R2 de diyagramda görünür. Amacı, voltaj uygulandığında kapasitörden geçen akım dalgalanmasını sınırlamaktır; bu, yalnızca diyotların değil aynı zamanda kapasitörün kendisinin de korunmasına yardımcı olur. Uygulamadan böyle bir direncin yokluğunda kapasitörün bazen kırıldığı, kapasitesinin nominal olandan çok daha az olduğu bilinmektedir. Söylemeye gerek yok, kapasitör en az 400V'luk bir çalışma voltajı için seramik olmalı veya 250V'luk bir voltaj için alternatif akım devrelerinde çalışmaya yönelik özel olmalıdır.

Direnç R2 başka bir önemli rol oynar: kapasitörün arızalanması durumunda sigorta görevi görür. Elbette LED'lerin de değiştirilmesi gerekecek, ancak en azından bağlantı kabloları sağlam kalacak. Aslında, herhangi bir cihazdaki sigorta tam olarak bu şekilde çalışır - transistörler yandı, ancak baskılı devre kartı neredeyse hiç dokunulmadan kaldı.

Şekil 3'te gösterilen diyagram yalnızca bir LED'i göstermektedir, ancak aslında birçoğu seri olarak bağlanabilir. Koruyucu diyot tek başına göreviyle başa çıkacaktır, ancak balast kapasitörünün kapasitansının en azından yaklaşık olarak ama yine de hesaplanması gerekecektir.

Söndürme direncinin direncini hesaplamak için LED üzerindeki voltaj düşüşünü besleme voltajından çıkarmak gerekir. Birkaç LED seri olarak bağlanmışsa, voltajlarını toplamanız ve bunları besleme voltajından çıkarmanız yeterlidir. Bu artık voltajı ve gerekli akımı bilerek, direncin direncini Ohm yasasına göre hesaplamak çok kolaydır: R=(U-Uд)/I*0,75.

Burada U besleme voltajıdır, Ud LED'ler arasındaki voltaj düşüşüdür (LED'ler seri bağlıysa Ud tüm LED'lerdeki voltaj düşüşlerinin toplamıdır), I LED'lerden geçen akımdır, R dirençtir söndürme direnci. Burada her zaman olduğu gibi voltaj Volt, akım Amper, sonuç Ohm cinsindendir, 0,75 güvenilirliği artırmak için bir katsayıdır. Bu formül zaten makalede verilmiştir.

Farklı renkteki LED'ler için ileri gerilim düşümü miktarı farklıdır. 20mA akımda kırmızı LED'ler 1,6...2,03V, sarı 2,1...2,2V, yeşil 2,2...3,5V, mavi 2,5...3,7V'ye sahiptir. 3,0...3,7V geniş emisyon spektrumuna sahip beyaz LED'ler en yüksek voltaj düşüşüne sahiptir. Bu parametrenin yayılımının oldukça geniş olduğunu görmek kolaydır.

Burada sadece birkaç LED tipinin renklerine göre voltaj düşüşleri verilmiştir. Aslında bu renklerden çok daha fazlası var ve tam anlamı yalnızca belirli bir LED'in teknik belgelerinde bulunabilir. Ancak çoğu zaman bu gerekli değildir: Uygulama için kabul edilebilir bir sonuç elde etmek için, eğer bu yüzlerce LED'den oluşan bir çelenk değilse, elbette formüle bazı ortalama değerleri (genellikle 2V) koymak yeterlidir.

Söndürme kapasitörünün kapasitesini hesaplamak için C=(4,45*I)/(U-Ud) ampirik formülü kullanılır,

C, mikrofarad cinsinden kapasitörün kapasitansı, I miliamper cinsinden akım, U, volt cinsinden ağın tepe voltajıdır. Üç seri bağlı beyaz LED'den oluşan bir zincir kullanıldığında Ud yaklaşık 12V'dir, ağın U genlik voltajı 310V'dur, akımı 20mA ile sınırlamak için kapasiteli bir kapasitöre ihtiyacınız olacaktır.

C=(4,45*I)/(U-Ud)= C=(4,45*20)/(310-12)= 0,29865 µF, neredeyse 0,3 µF.

Kapasitör kapasitansı için en yakın standart değer 0,15 µF'dir, bu nedenle bu devrede kullanmak için paralel bağlı iki kapasitör kullanmanız gerekecektir. Burada bir açıklama yapmak gerekir: formül yalnızca 50 Hz'lik alternatif voltaj frekansı için geçerlidir. Diğer frekanslar için sonuçlar yanlış olacaktır.

İlk önce kapasitör kontrol edilmelidir

Kapasitör kullanılmadan önce test edilmelidir. Başlangıç olarak, tercihen 3...5A'lik bir sigorta aracılığıyla 220V ağı açın ve 15 dakika sonra gözle görülür bir ısınma olup olmadığını dokunarak kontrol edin. Kapasitör soğuksa kullanabilirsiniz. Aksi takdirde, başka bir tane aldığınızdan ve önce onu kontrol ettiğinizden emin olun. Sonuçta 220V artık 12V değil, burada her şey biraz farklı!

Bu test başarılı olduysa ve kondansatör ısınmadıysa hesaplamalarda bir hata olup olmadığını veya kondansatörün doğru kapasitede olup olmadığını kontrol edebilirsiniz. Bunu yapmak için, kapasitörü önceki durumda olduğu gibi yalnızca bir ampermetre aracılığıyla ağa bağlamanız gerekir. Doğal olarak ampermetrenin AC olması gerekir.

Bu, tüm modern dijital multimetrelerin alternatif akımı ölçemediğini hatırlatır: örneğin radyo amatörleri arasında çok popüler olan basit, ucuz cihazlar yalnızca doğru akımı ölçebilir, ancak kimse böyle bir ampermetrenin alternatif akımı ölçerken ne göstereceğini bilemez. . Büyük ihtimalle yakacak odunun fiyatı veya Ay'ın sıcaklığı olacak, ancak kapasitörden geçen alternatif akım değil.

Ölçülen akım, formülü kullanarak hesaplarken elde edilen akımla yaklaşık olarak aynıysa, LED'leri güvenle bağlayabilirsiniz. Beklenen 20...30mA yerine 2...3A çıkıyorsa, ya hesaplamalarda bir hata vardır ya da kapasitör işaretleri yanlış okunmuştur.

Işıklı anahtarlar

Burada bir LED'i kullanılan bir aydınlatma ağına bağlamanın başka bir yöntemine odaklanabilirsiniz. Böyle bir anahtarı sökerseniz, orada koruyucu diyot olmadığını göreceksiniz. Peki her şey saçmalığın hemen üstüne mi yazılmış? Hiç de değil, sadece sökülmüş anahtara veya daha doğrusu direnç değerine daha yakından bakmanız gerekiyor. Kural olarak nominal değeri en az 200KOhm'dur, hatta belki biraz daha fazladır. Bu durumda LED üzerinden geçen akımın yaklaşık 1mA ile sınırlı olacağı açıktır. Arkadan aydınlatmalı anahtar devresi Şekil 4'te gösterilmektedir.

Şekil 4. Arkadan aydınlatmalı bir anahtardaki LED bağlantı şeması

Burada bir direnç bir taşla birden fazla kuşu vuruyor. Elbette LED'den geçen akım küçük olacak, zayıf bir şekilde parlayacak, ancak karanlık bir gecede odadaki bu parıltıyı görecek kadar parlak olacak. Ancak gün içinde bu ışıltıya hiç ihtiyaç duyulmuyor! Öyleyse fark edilmeden parıldamanıza izin verin.

Bu durumda ters akım da zayıf olacaktır, o kadar zayıftır ki hiçbir şekilde LED'i yakmayacaktır. Dolayısıyla yukarıda açıklanan tam olarak bir koruyucu diyottan tasarruf sağlanır. Yılda milyonlarca, hatta milyarlarca anahtar üretirken önemli miktarda tasarruf sağlanır.

LED'lerle ilgili makaleleri okuduktan sonra kullanımlarıyla ilgili tüm soruların açık ve anlaşılır olduğu görülüyor. Ancak LED'leri çeşitli devrelere dahil ederken hala birçok incelik ve nüans var. Örneğin paralel ve seri bağlantılar ya da başka bir deyişle iyi ve kötü devreler.

Bazen birkaç düzine LED'den oluşan bir çelenk oluşturmak istersiniz, ancak bunu nasıl hesaplayacaksınız? 12 veya 24V voltajlı bir güç kaynağı varsa seri olarak kaç LED bağlanabilir? Bu ve diğer sorular “İyi ve kötü LED devreleri” adını vereceğimiz bir sonraki makalede ele alınacak.

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, genlik (2'nin kökü) = 1,41 kat daha büyüktür.

Bu nedenle LED'i kurtarmak için ona seri olarak ters voltajın geçmesine izin vermeyecek bir diyot yerleştirmeniz gerekir.

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 akar), 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, ters voltaj ise 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 vardır; aslında bir düzineden fazla 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.

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).

Cihazınızı kazara kısa devreye veya aşırı yüke karşı korumak için sigorta takmalısınız.

Aşağıda www.chipdip.ru/video/id000272895 web sitesinden bir açıklama bulunmaktadır.

Radyo ekipmanı tasarlarken sıklıkla güç göstergesi sorunu ortaya çıkar. Akkor lambaların gösterge çağı çoktan geçti; şu anda modern ve güvenilir radyo gösterge elemanı LED'dir. Bu makale, bir LED'i 220 volta bağlamak için bir şema önerecektir; yani, LED'i bir ev AC ağından (herhangi bir konforlu dairede bulunan bir priz) çalıştırma olasılığı dikkate alınacaktır.

LED bağlantı devresinin 220 volt gerilime kadar çalışmasının açıklaması

220 volta kadar bir LED'in bağlantı şeması karmaşık değildir ve çalışma prensibi de basittir. Algoritma aşağıdaki gibidir. Gerilim uygulandığında, C1 kondansatörü şarj olmaya başlar, aslında bir tarafta doğrudan, diğer tarafta bir zener diyot aracılığıyla şarj edilir. Zener diyot LED voltajıyla eşleşmelidir. Kapasitör üzerindeki voltaj arttıkça, zener diyot direncini arttırır ve kapasitörün şarj voltajını, aslında LED'e güç veren voltajla aynı olan çalışma stabilizasyon voltajıyla sınırlandırır. Zener diyot "kapalı" olduğundan kapasitör bu voltajın üzerinde şarj edilemez ve ikinci dalda bir LED zinciri ve direnç R1 şeklinde büyük bir dirence sahibiz. Bu yarım döngü sırasında LED yanmaz. Zener diyotun LED'i, LED'e zarar verebilecek ters akımdan koruduğunu da belirtmekte fayda var.
Burada yarım dalgamız değişiyor ve devremizin girişlerindeki polarite değişiyor. Bu durumda kondansatör deşarj olmaya başlar ve şarj polaritesi değişir. Doğrudan bağlantıda her şey açıksa, o zaman kapasitörün ikinci ayağından devreye akan akım artık direnç ve LED zincirinden geçer ve şu anda LED yanmaya başlar. Bu durumda, hatırladığımız gibi, kapasitörün şarj edilmesinin voltajı yaklaşık olarak LED'in besleme voltajına karşılık geliyordu, yani LED'imiz yanmayacaktır.