Қазір жарықдиодты жарықтандыру өте танымал болды. Мәселе мынада, бұл жарықтандыру жеткілікті қуатты ғана емес, сонымен қатар үнемді. Жарық диодтар эпоксидті қабықтағы жартылай өткізгіш диодтар болып табылады.
Алғашында олар өте әлсіз және қымбат болды. Бірақ кейінірек өте жарқын ақ және көк диодтар өндіріске шығарылды. Бұл кезде олардың нарықтағы бағасы төмендеді. Қазіргі уақытта іс жүзінде кез келген түсті светодиодтар бар, бұл олардың қызметтің әртүрлі салаларында қолданылуына себеп болды. Оларға әртүрлі бөлмелерді жарықтандыру, экрандар мен белгілерді жарықтандыру, жол белгілері мен бағдаршамдарда, автокөліктердің салонында және фарларында, ұялы телефондарда және т.б. қолдану жатады.
Сипаттамасы
Жарық диодтары аз электр қуатын тұтынады, нәтижесінде мұндай жарықтандыру бұрыннан бар жарық көздерін біртіндеп ауыстырады. Мамандандырылған дүкендерде сіз қарапайым шам мен жарықдиодты жолақтан бастап, жарықдиодты жарықтандыруға негізделген әртүрлі заттарды сатып ала аласыз.жарықдиодты панельдермен аяқталады. Олардың барлығына ортақ нәрсе - олардың қосылуы үшін 12 немесе 24 В ток қажет.
Қызу элементін пайдаланатын басқа жарық көздерінен айырмашылығы, бұл ток қолданылған кезде оптикалық сәуле шығаратын жартылай өткізгіш кристалды пайдаланады.
Жарық диодтарын 220 В желісіне қосу схемаларын түсіну үшін алдымен оны мұндай желіден тікелей қуаттандыру мүмкін емес екенін айту керек. Сондықтан, жарықдиодты шамдармен жұмыс істеу үшін оларды жоғары вольтты желіге қосудың белгілі бір ретін сақтау керек.
Светодиодтың электрлік қасиеттері
Светодиодтың ток кернеуінің сипаттамасы - тік сызық. Яғни, егер кернеу кем дегенде сәл жоғарыласа, ток күрт артады, бұл жарықдиодтың қызып кетуіне және оның кейінгі күйіп кетуіне әкеледі. Бұған жол бермеу үшін тізбекке шектеуші резисторды қосу керек.
Бірақ 20 В светодиодтардың максималды рұқсат етілген кері кернеуі туралы ұмытпау керек. Ал егер ол кері полярлығы бар желіге қосылса, ол 315 вольт амплитудалық кернеуді алады, яғни 1,41 қазіргіден есе көп. Өйткені, 220 вольтты желідегі ток ауыспалы және ол бастапқыда бір бағытта, содан кейін кері бұрылады.
Токтың қарама-қарсы бағытта қозғалуын болдырмау үшін жарық диодты коммутация тізбегі келесідей болуы керек: тізбекке диод қосылған. Ол кері кернеуден өтпейді. Бұл жағдайда қосылым параллель болуы керек.
Светодиодты желіге 220 қосудың басқа схемасывольт екі жарық диодты бір-бірін орнату.
Сөндіргіш резисторы бар желі қуатына келетін болсақ, бұл ең жақсы нұсқа емес. Өйткені резистор күшті қуат береді. Мысалы, егер сіз 24 кОм резисторды пайдалансаңыз, онда қуат шығыны шамамен 3 ватт болады. Диодты тізбектей қосқанда қуат екі есе азаяды. Диодтағы кері кернеу 400 В болуы керек. Екі қарама-қарсы жарық диоды қосылғанда, екі екі ватт резисторды қоюға болады. Олардың қарсылығы екі есе аз болуы керек. Бұл бір жағдайда әртүрлі түстердің екі кристалы болған кезде мүмкін болады. Әдетте бір кристал қызыл, екіншісі жасыл.
200 кОм резисторды пайдаланған кезде қорғаныс диод қажет емес, өйткені қайтару тогы аз және кристалды жоймайды. Светодиодтарды желіге қосудың бұл схемасы бір минусқа ие - шамның шағын жарықтығы. Оны, мысалы, бөлме қосқышын жарықтандыру үшін пайдалануға болады.
Желідегі ток ауыспалы болғандықтан, бұл шектеуші резистор арқылы ауаны жылытуға электр энергиясын ысырап етуді болдырмайды. Конденсатор тапсырманы орындайды. Өйткені, ол айнымалы токтан өтеді және қызбайды.
Айнымалы ток өтуі үшін желінің екі жарты циклі де конденсатор арқылы өтуі керек екенін есте ұстаған жөн. Ал жарық диодты токты тек бір бағытта өткізетіндіктен, қарама-қарсы бағытта тұрақты диодты (немесе басқа қосымша жарықдиодты) қою керек.жарық диодыға параллель. Содан кейін ол екінші жарты кезеңді өткізіп жібереді.
Светодиодты 220 вольтты желіге қосу тізбегі өшірілгенде, конденсатордағы кернеу сақталады. Кейде тіпті толық амплитудасы 315 В. Бұл электр тогының соғуымен қауіп төндіреді. Бұған жол бермеу үшін конденсатордан басқа, желіден ажыратылған жағдайда конденсаторды бірден зарядсыздандыратын жоғары мәнді разрядтық резисторды қамтамасыз ету қажет. Қалыпты жұмыс кезінде бұл резистор арқылы қыздырусыз аздаған ток өтеді.
Импульсті зарядтау токынан қорғау үшін және сақтандырғыш ретінде біз кедергісі төмен резисторды қоямыз. Конденсатор кем дегенде 250 В немесе 400 В айнымалы ток тізбегіне арналған арнайы болуы керек.
Жарық диодты реттілік схемасы тізбектей жалғанған бірнеше жарықдиодты шамдардан шамды орнатуды қамтиды. Бұл мысал үшін бір қарсы диод жеткілікті.
Резистордағы кернеудің төмендеуі аз болатындықтан, жарық диодтарындағы кернеудің жалпы төмендеуін қуат көзінен алып тастау керек.
Орнатылған диод жарық диодтары арқылы өтетін токқа ұқсас ток үшін жобалануы керек, ал кері кернеу жарық диодтарындағы кернеулердің қосындысына тең болуы керек. Жарық диодтардың жұп санын пайдаланып, оларды бір-біріне жалғаған дұрыс.
Бір тізбекте оннан астам жарықдиодты шамдар болуы мүмкін. Конденсаторды есептеу үшін желінің амплитудалық кернеуінен 315 В светодиодтардың кернеуінің төмендеуінің қосындысын алып тастау керек. Нәтижесінде төмендеу санын табамызконденсатордағы кернеу.
Жарық диодты қосылым қателері
- Бірінші қате - жарықдиодты шектеушісіз тікелей көзге қосу. Бұл жағдайда жарық диоды ток мөлшерін бақылаудың болмауына байланысты өте тез істен шығады.
- Екінші қателік – жалпы резисторға параллель орнатылған жарықдиодты шамдарды қосу. Параметрлердің шашырауы болғандықтан, жарықдиодты шамдардың жарықтығы әртүрлі болады. Сонымен қатар, егер жарықдиодты шамдардың біреуі істен шыққан болса, екінші жарық диодының тогы артады, соның салдарынан ол жанып кетуі мүмкін. Сондықтан бір резисторды пайдаланған кезде, жарық диодты шамдарды тізбектей қосу керек. Бұл резисторды есептеу кезінде ток күшін бірдей қалдыруға және жарық диодтарының кернеулерін қосуға мүмкіндік береді.
- Үшінші қате - әртүрлі токтарға арналған жарық диодты шамдар тізбектей қосылғанда. Бұл олардың біреуінің әлсіз күйіп кетуіне немесе керісінше тозуына әкеледі.
- Төртінші қателік – кедергісі жеткіліксіз резисторды пайдалану. Осыған байланысты жарық диоды арқылы өтетін ток тым үлкен болады. Токтың шамадан тыс кернеуі кезінде энергияның бір бөлігі жылуға айналады, нәтижесінде кристалдың қызып кетуі және оның қызмет ету мерзімі айтарлықтай қысқарады. Мұның себебі кристалдық тордың ақаулары. Ток кернеуі одан да артып, p-n өтуі қызса, бұл ішкі кванттық кірістің төмендеуіне әкеледі. БолғандықтанЖШД жарықтығы төмендейді және кристалл жойылады.
- Бесінші қателік - кері кернеуді шектеу болмаған кезде тізбегі өте қарапайым, жарық диодты 220 В-та қосу. Көптеген жарықдиодтар үшін ең жоғары рұқсат етілген кері кернеу шамамен 2В құрайды, ал кері жарты цикл кернеуі кернеудің төмендеуіне әсер етеді, бұл жарық диоды өшірілген кезде қоректену кернеуіне тең.
- Алтыншы себеп – қуаты жеткіліксіз резисторды пайдалану. Бұл резистордың қатты қызуын және оның сымдарына тиетін оқшаулауды балқыту процесін тудырады. Содан кейін бояу күйе бастайды және жоғары температураның әсерінен бұзылу орын алады. Себебі резистор тек өңдеуге арналған қуатты таратады.
Қуатты жарық диодты қосу схемасы
Күшті жарық диодтарын қосу үшін тұрақтандырылған ток шығысы бар айнымалы/тұрақты ток түрлендіргіштерін пайдалану керек. Бұл резистор немесе жарық диодты драйвер IC қажеттілігін жояды. Сонымен қатар біз қарапайым жарықдиодты қосылымға, ыңғайлы жүйені пайдалануға және шығындарды азайтуға қол жеткізе аламыз.
Қуатты жарықдиодты шамдарды қоспас бұрын, олардың қуат көзіне қосылғанын тексеріңіз. Жүйені қуат көзі бар қуат көзіне қоспаңыз, әйтпесе жарықдиодты шамдар істен шығады.
5050 жарықдиодты шамдар. Сипаттамалары. Электр схемасы
Төмен қуатты жарық диодтары сонымен қатар беткейлік жарық диодтарын (SMD) қамтиды. Көбінесе олар үшін пайдаланыладыұялы телефондағы немесе сәндік жарықдиодты жолақ үшін артқы жарықтандыру түймелері.
5050 жарық диодтары (корпус түрі: 5-тен 5 мм-ге дейін) жартылай өткізгіш жарық көздері болып табылады, олардың тікелей кернеуі 1,8-3,4 В, ал әрбір кристал үшін тұрақты ток күші 25 мА дейін. SMD 5050 жарық диодтарының ерекшелігі олардың дизайны үш кристалдан тұрады, бұл жарық диодты бірнеше түстерді шығаруға мүмкіндік береді. Олар RGB диодтары деп аталады. Олардың денесі ыстыққа төзімді пластиктен жасалған. Диффузиялық линза мөлдір және эпоксидті шайырмен толтырылған.
5050 жарық диоды мүмкіндігінше ұзақ қызмет ету үшін олар кедергі рейтингтеріне тізбектей қосылуы керек. Тізбектің максималды сенімділігі үшін әрбір тізбек үшін бөлек резисторды қосқан дұрыс.
Жыпылықтайтын жарық диодтарын қосу схемалары
Жыпылықтайтын жарық диодты интегралды импульстік генераторы бар жарық диоды болып табылады. Оның жарқыл жиілігі 1,5 пен 3 Гц аралығында.
Жыпылықтайтын жарық диоды айтарлықтай ықшам болғанымен, оның құрамында жартылай өткізгіш генератор чипі және қосымша элементтер бар.
Жыпылықтап тұрған жарық диодының кернеуіне келетін болсақ, ол әмбебап болып табылады және әртүрлі болуы мүмкін. Мысалы, жоғары вольт үшін 3-14 вольт, ал төмен кернеу үшін 1,8-5 вольт.
Сәйкесінше, жыпылықтайтын жарықдиодтың оң қасиеттеріне жарық сигнал беру құрылғысының шағын өлшемі мен ықшамдығынан басқа, рұқсат етілген кернеудің кең ауқымы кіреді. Оған қоса, ол әртүрлі түстерді шығара алады.
Жыпылықтаудың жекелеген түрлеріндеЖарық диодтары әртүрлі жарқыл аралықтары бар шамамен үш түрлі-түсті жарықдиодты шамдарға салынған.
Жыпылықтайтын жарық диодтары да өте үнемді. Шындығында, жарықдиодты қосудың электрондық схемасы MOS құрылымдарында жасалған, соның арқасында жеке функционалды блокты жыпылықтайтын диодпен ауыстыруға болады. Кішігірім өлшемдеріне байланысты жыпылықтайтын жарықдиодты шамдар шағын радио элементтерін қажет ететін шағын құрылғыларда жиі пайдаланылады.
Диаграммада жыпылықтайтын жарық диодтары қарапайым шамдар сияқты көрсетілген, жалғыз ерекшелік - көрсеткілердің сызықтары жай ғана түзу емес, нүктелі. Осылайша, олар ЖШД жыпылықтауын білдіреді.
Жыпылықтап тұрған жарық диодының мөлдір корпусы арқылы оның екі бөліктен тұратынын көруге болады. Онда катодтық негіздің теріс терминалында жарық диодты кристал, ал анод терминалында осциллятор чипі орналасқан.
Бұл құрылғының барлық құрамдастары үш алтын сымды секіргіш арқылы қосылған. Жыпылықтап тұрған жарықдиодты қалыптыдан ажырату үшін жарықтағы мөлдір корпусқа қараңыз. Онда бірдей өлшемдегі екі субстратты көре аласыз.
Бір субстратта кристалды жарық шығаратын текше бар. Ол сирек жер қорытпасынан жасалған. Жарық ағыны мен фокусын арттыру, сондай-ақ сәулелену үлгісін қалыптастыру үшін параболалық алюминий шағылыстырғышы қолданылады. Жыпылықтап тұрған жарықдиодтағы бұл шағылыстырғыштың өлшемі әдеттегіден кішірек. Себебі екінші жартыжылдықтакорпуста интегралды схемасы бар субстрат бар.
Бұл екі негіз бір-бірімен екі алтын сым көпір арқылы қосылған. Жыпылықтап тұрған жарықдиодты шамның корпусына келетін болсақ, ол жарық тарататын күңгірт пластиктен немесе мөлдір пластиктен жасалуы мүмкін.
Жыпылықтайтын жарықдиодтағы эмитент корпустың симметрия осінде орналаспағандықтан, біркелкі жарықтандырудың жұмыс істеуі үшін монолитті түсті диффузиялық жарық бағыттағышын пайдалану қажет.
Мөлдір корпустың болуын тек тар сәулелену үлгісі бар үлкен диаметрлі жыпылықтаған жарық диодтарында табуға болады.
Жыпылықтайтын жарықдиодты генератор жоғары жиілікті негізгі осциллятордан тұрады. Оның жұмысы тұрақты және жиілігі шамамен 100 кГц.
Жоғары жиілікті генератормен қатар логикалық элементтердегі бөлгіш те жұмыс істейді. Ол, өз кезегінде, жоғары жиілікті 1,5-3 Гц-ке дейін бөледі. Жиілік бөлгіші бар жоғары жиілікті генераторды пайдалану себебі, төмен жиілікті генератордың жұмысы уақыт тізбегі үшін ең үлкен сыйымдылығы бар конденсаторды қажет етеді.
Жоғары жиілікті 1-3 Гц-ке дейін жеткізу логикалық элементтерде бөлгіштердің болуын талап етеді. Және оларды жартылай өткізгіш кристалдың шағын кеңістігіне оңай қолдануға болады. Жартылай өткізгішті субстратта бөлгіш пен негізгі жоғары жиілікті осциллятордан басқа, қорғаныс диод пен электронды ауыстырып-қосқыш бар. Шектеулірезистор 3-тен 12 вольтке дейінгі кернеуге есептелген жыпылықтайтын жарықдиодтарға салынған.
Төмен кернеулі жыпылықтайтын жарық диодтары
Төмен кернеулі жыпылықтайтын жарық диодтарына келетін болсақ, оларда шектеуші резистор жоқ. Қуат көзі керісінше болған кезде қорғаныс диод қажет. Бұл микросұлбаның істен шығуын болдырмау үшін қажет.
Жоғары вольтты жыпылықтайтын жарық диодтары ұзақ уақыт жұмыс істеуі және бірқалыпты жұмыс істеуі үшін қоректену кернеуі 9 вольттан аспауы керек. Егер кернеу жоғарыласа, онда жыпылықтайтын жарық диодының қуат шығыны артады, бұл жартылай өткізгіш кристалының қызуына әкеледі. Артынша шамадан тыс қызып кетуге байланысты жыпылықтайтын жарық диоды тозуы басталады.
Жыпылықтайтын жарық диодының жұмысын тексеру қажет болғанда, мұны қауіпсіз орындау үшін жарық диодымен тізбектей жалғанған 4,5 вольттық батареяны және 51 Ом резисторды пайдалануға болады. Резистордың қуаты кемінде 0,25 Вт болуы керек.
Светодиодтарды орнату
Светодиодтарды орнату өте маңызды мәселе, себебі бұл олардың өміршеңдігіне тікелей байланысты.
Светодиодтар мен микросұлбалар статикалық және қызып кетуді ұнатпайтындықтан, бөлшектерді мүмкіндігінше жылдам, бес секундтан аспайтын дәнекерлеу керек. Бұл жағдайда төмен қуатты дәнекерлеу үтіктерін пайдалану керек. Ұштың температурасы 260 градустан аспауы керек.
Дәнекерлеу кезінде қосымша медициналық пинцет қолдануға болады. Пинцет жарықдиодтыкорпусқа жақынырақ қысылады, соның арқасында дәнекерлеу кезінде кристалдан қосымша жылуды кетіру жасалады. Жарықдиодтың аяқтары сынбауы үшін олар көп бүгілмеуі керек. Олар бір-біріне параллель болуы керек.
Артық жүктемені немесе қысқа тұйықталуды болдырмау үшін құрылғы сақтандырғышпен жабдықталуы керек.
Светодиодтарды біркелкі қосу схемасы
Жұмсақ қосу және өшіру жарық диодты схемасы басқалар арасында танымал және көліктерін баптағысы келетін көлік иелері оған қызығушылық танытады. Бұл схема автомобильдің ішкі бөлігін жарықтандыру үшін қолданылады. Бірақ бұл оның жалғыз қолданбасы емес. Ол басқа аймақтарда да қолданылады.
Қарапайым жарық диодты жұмсақ іске қосу тізбегі транзистордан, конденсатордан, екі резистордан және жарық диодтан тұрады. Жарықдиодтардың әрбір тізбегі арқылы 20 мА ток өткізе алатын токты шектейтін резисторларды таңдау қажет.
Светодиодтарды біркелкі қосу және өшіру тізбегі конденсаторсыз толық болмайды. Ол оған жинауға мүмкіндік береді. Транзистор p-n-p-құрылым болуы керек. Ал коллектордағы ток 100 мА кем болмауы керек. Егер жарық диодты жұмсақ іске қосу тізбегі дұрыс құрастырылған болса, көліктің ішкі жарығын мысалға ала отырып, жарық диодтары 1 секундта біркелкі жанады, ал есіктер жабылғаннан кейін олар бірқалыпты өшеді.
Светодиодтарды балама қосу. Диаграмма
Жарық диодты шамдарды қолданатын жарық әсерлерінің бірі - оларды бір-бірден қосу. Оны жүгіру оты деп атайды. Мұндай схема автономды қуат көзінен жұмыс істейді. Оның дизайны үшін жарықдиодтардың әрқайсысына кезекпен қуат беретін әдеттегі қосқыш пайдаланылады.
Екі микросұлбадан және он транзистордан тұратын құрылғыны қарастырайық, олар бірге негізгі осцилляторды құрайды, өзін басқарады және индекстейді. Негізгі осциллятордың шығысынан импульс басқару блогына беріледі, ол да ондық санауыш болып табылады. Содан кейін кернеу транзистордың негізіне беріледі және оны ашады. Жарық диодты шамның аноды қуат көзінің позитивіне қосылған, бұл жарқылға әкеледі.
Екінші импульс есептегіштің келесі шығысында логикалық блокты құрайды, ал алдыңғысында төмен кернеу пайда болады және транзисторды жауып, жарық диоды өшеді. Содан кейін бәрі бірдей реттілікпен болады.
