Kategori: Elektronik Praktikal, Sumber cahaya, Semua tentang LED, Bagaimana ia berfungsi?
Bilangan pandangan: 440310
Komen pada artikel: 52
Bagaimana lampu LED
Artikel itu bercakap mengenai reka bentuk lampu LED. Beberapa skema kompleksiti yang berbeza dipertimbangkan dan cadangan diberikan untuk pembuatan bebas sumber cahaya LED yang disambungkan ke rangkaian 220 V.
Manfaat Lampu Penjimatan Tenaga
Kelebihan lampu penjimatan tenaga diketahui secara meluas. Pertama sekali, ia sebenarnya penggunaan tenaga yang rendah, dan sebagai tambahan kebolehpercayaan yang tinggi. Kini, lampu pendarfluor yang paling meluas. Lampu sedemikian penggunaan kuasa 20 watt, memberikan pencahayaan yang sama seperti lampu pijar seratus watt. Adalah mudah untuk mengira bahawa penjimatan tenaga adalah lima kali.
Baru-baru ini, lampu LED sedang dikuasai dalam pengeluaran. Petunjuk kecekapan dan ketahanan adalah lebih tinggi daripada lampu neon. Dalam kes ini, elektrik dikurangkan sepuluh kali kurang daripada lampu pijar. Kekuatan lampu LED dapat mencapai 50 atau lebih ribu jam.
Sumber cahaya generasi baru, tentu saja, adalah lebih mahal daripada lampu pijar yang mudah, tetapi menggunakan kuasa yang jauh lebih rendah dan meningkatkan ketahanan. Dua petunjuk terakhir dirancang untuk mengimbangi kos lampu jenis baru yang tinggi.
Litar praktikal lampu LED
Sebagai contoh pertama, kita boleh mempertimbangkan peranti lampu LED yang dibangunkan oleh syarikat "SEA Electronics" menggunakan microcircuits khusus. Litar elektrik seperti lampu ditunjukkan dalam Rajah 1.
Rajah 1. Skema lampu LED syarikat "SEA Electronics"
Sepuluh tahun yang lalu, LED hanya boleh digunakan sebagai penunjuk: keamatan cahaya tidak lebih dari 1.5 ... 2 microchandels. Lampu LED super terang kini muncul, di mana kuasa radiasi mencapai beberapa puluh candelas.
Apabila menggunakan LED berkuasa tinggi bersambung dengan penukar semikonduktor, ia menjadi mustahil untuk menghasilkan sumber cahaya yang dapat menahan persaingan dengan lampu pijar. Penukar yang sama ditunjukkan dalam Rajah 1. Litar ini agak mudah dan mengandungi sebilangan kecil bahagian. Ini dicapai melalui penggunaan mikrosirkuit khusus.
Cakera IC1 BP5041 yang pertama adalah penukar AC / DC. Rajah strukturnya ditunjukkan dalam Rajah 2.
Rajah 2. Gambarajah blok BP5041.
Mikrokrip dibuat dalam kes jenis SIP yang ditunjukkan dalam Rajah 3.
Rajah 3
Penukar yang disambungkan ke rangkaian lampu 220V menyediakan voltan keluaran 5V pada arus sekitar 100 milliamps. Sambungan ke rangkaian adalah melalui penyearah yang dibuat pada dioda D1 (pada dasarnya, adalah mungkin untuk menggunakan litar jambatan penerus) dan kapasitor C3. Resistor R1 dan kapasitor C2 menghilangkan bunyi impuls. Lihat juga - Bagaimana untuk menyambungkan lampu LED ke rangkaian 220 V.
Seluruh peranti dilindungi oleh sekering F1, penarafannya tidak boleh melebihi yang ditunjukkan pada gambar rajah. Capacitor C3 direka bentuk untuk melancarkan riak voltan output penukar. Perlu diingatkan bahawa voltan keluaran tidak mempunyai pengasingan galvanik dari rangkaian, yang tidak diperlukan sepenuhnya dalam litar ini, tetapi memerlukan penjagaan dan pematuhan khusus terhadap peraturan keselamatan semasa pembuatan dan pentauliahan.
Kapasitor C3 dan C2 mesti berada pada voltan yang bekerja sekurang-kurangnya 450 V. Capacitor C2 mestilah filem atau seramik. Resistor R1 boleh mempunyai rintangan dalam julat 10 ... 20 Ohms, yang cukup untuk operasi normal penukar.
Penggunaan penukar ini menghilangkan keperluan untuk pengubah langkah ke bawah, yang secara signifikan mengurangkan dimensi keseluruhan peranti.
Ciri tersendiri cip BP5041 ialah kehadiran induktor terbina dalam seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2, yang mengurangkan bilangan lampiran dan saiz keseluruhan papan litar.
Sebagai dioda D1, mana-mana diod dengan voltan terbalik sekurang-kurangnya 800 V dan arus diperbetulkan sekurang-kurangnya 500 mA adalah sesuai. Diod impor meluas 1N4007 sepenuhnya memenuhi syarat tersebut. varistor VAR1 jenis FNR-10K391 dipasang pada input penerus. Tujuannya adalah untuk melindungi seluruh peranti dari bunyi impuls dan elektrik statik.
Cip IC kedua, jenis HV9910, adalah penstabil semasa PWM untuk LED super terang. Menggunakan transistor MOSFET luaran, arus boleh ditetapkan dalam jarak dari beberapa milliamps hingga 1A. Arus ini ditetapkan oleh resistor R3 dalam litar umpan balik. Cip ini boleh didapati di SO-8 (LG) dan SO-16 (NG). Penampilannya ditunjukkan dalam Rajah 4, dan dalam Rajah 5 gambarajah blok.
Rajah 4. Chip HV9910.
Rajah 5. Gambarajah blok cip HV9910.
Menggunakan perintang R2, frekuensi pengayun dalaman boleh diubah dalam julat 20 ... 120 KHz. Dengan rintangan resistor R2 ditunjukkan dalam gambar rajah, ia akan menjadi kira-kira 50 KHz.
L1 induktor direka untuk menyimpan tenaga manakala transistor VT1 terbuka. Apabila transistor ditutup, tenaga yang disimpan dalam pendikit dihantar melalui high-speed diode Schottky D2 ke LED D3 ... D6.
Berikut adalah masa untuk mengingati induksi diri dan peraturan Lenz. Menurut peraturan ini, arus induksi sentiasa mempunyai arah sedemikian sehingga volum magnetiknya mengkompensasi perubahan dalam fluks magnet luar, yang (perubahan) menyebabkan arus ini. Oleh itu, arah EMF induksi diri mempunyai arah yang bertentangan dengan arahan EMF sumber kuasa. Itulah sebabnya LED dihidupkan dalam arah yang bertentangan dengan voltan bekalan (pin 1 daripada IC2, ditunjukkan dalam rajah sebagai VIN). Oleh itu, LED memancarkan cahaya kerana EMF gegelung induksi diri L1.
Dalam reka bentuk ini, 4 lampu LED jenis TWW9600 digunakan, walaupun agak mungkin untuk menggunakan jenis LED lain yang dihasilkan oleh syarikat lain.
Untuk mengawal kecerahan LED dalam cip terdapat input PWM_D, PWM - modulasi dari penjana luaran. Dalam skim ini, fungsi sedemikian tidak digunakan.
Sekiranya anda membuat lampu LED seperti itu, anda perlu menggunakan perumahan dengan asas skru saiz E27 dari lampu penjimatan tenaga yang tidak boleh digunakan dengan kuasa sekurang-kurangnya 20 watt. Kemunculan struktur ditunjukkan dalam Rajah 6.
Rajah 6. Lampu LED buatan sendiri.
Walaupun skema yang dijelaskan agak mudah, tidak selalu mungkin untuk mengesyorkannya untuk pengeluaran diri: sama ada anda tidak akan dapat membeli bahagian-bahagian yang ditunjukkan pada skema, atau kelayakan yang tidak memadai dari penghimpun itu. Ada yang mungkin hanya takut: "Bagaimana jika saya tidak berjaya?". Untuk situasi seperti itu, anda boleh menawarkan beberapa pilihan yang lebih mudah dalam kedua-dua litar dan dalam perolehan bahagian-bahagian.
Lampu rumah LED mudah
Rajah gambarajah yang lebih mudah ditunjukkan pada Rajah 7.
Rajah 7
Rajah ini menunjukkan bahawa penerus jambatan dengan balast kapasitif digunakan untuk menggerakkan LED, yang menghadkan arus keluaran. Bekalan kuasa sedemikian adalah ekonomi dan mudah, tidak takut litar pintas, arus keluaran mereka adalah terhad oleh kapasitansi kapasitor. Penerus sedemikian sering dipanggil penstabil semasa.
Peranan balast kapasitif dalam litar dilakukan oleh kapasitor C1. Dengan kapasitansi 0.47 μF, voltan operasi kapasitor mestilah sekurang-kurangnya 630 V. Kapasitinya direka supaya arus melalui LED adalah kira-kira 20 mA, yang merupakan nilai optimum untuk LED.
Riak jambatan pembetulan jambatan disalurkan oleh kapasitor elektrolitik C2. Untuk mengehadkan arus pengecasan pada masa beralih, perintang R1 digunakan, yang juga berfungsi sebagai sekering dalam keadaan kecemasan.Resistor R2 dan R3 direka untuk melepaskan kapasitor C1 dan C2 selepas melepaskan peranti dari rangkaian.
Untuk mengurangkan dimensi, voltan operasi kapasitor C2 dipilih untuk hanya 100 V. Sekiranya kerosakan (sekurang-kurangnya burnout) sekurang-kurangnya satu daripada LED, kapasitor C2 akan dikenakan kepada voltan 310 V, yang tidak dapat dielakkan membawa kepada letupannya. Untuk melindungi keadaan ini, kapasitor ini dihancurkan oleh zener diodes VD2, VD3. Voltan penstabilan mereka boleh ditentukan seperti berikut.
Pada arus yang diberi nilai melalui LED 20 mA, kejatuhan voltan dicipta di atasnya, bergantung pada jenis, dalam 3.2 ... 3.8 V. (Sesuatu yang serupa dalam sesetengah keadaan membolehkan penggunaan LED sebagai diod zener). Oleh itu, mudah untuk mengira bahawa jika 20 LED digunakan dalam litar, maka voltan jatuh di antara mereka akan menjadi 65 ... 75 V. Ia adalah pada tahap ini bahawa voltan merentasi kapasitor C2 akan terhad.
Zener diodes perlu dipilih supaya voltan penstabilan total sedikit lebih tinggi daripada kejatuhan voltan merentas LED. Dalam kes ini, semasa operasi normal, diod zener akan ditutup, dan tidak akan menjejaskan operasi litar. Dioda zener 1N4754A yang ditunjukkan pada litar mempunyai voltan penstabilan 39 V, dan bersambung dalam siri - 78 V.
Jika sekurang-kurangnya salah satu daripada pemutus LED, diod zener akan terbuka dan voltan pada kapasitor C2 akan stabil pada 78 V, yang jelas lebih rendah daripada voltan operasi kapasitor C2, jadi tidak akan ada letupan.
Reka bentuk lampu LED buatan rumah ditunjukkan pada Rajah 8. Seperti yang dapat dilihat dari angka, ia dipasang dalam perumahan daripada lampu penjimatan tenaga yang tidak boleh digunakan dengan asas E-27.
Rajah 8
Papan litar bercetak di mana semua bahagian diletakkan diperbuat daripada gentian kaca foil dalam mana-mana cara yang ada di rumah. Untuk memasang LED, lubang diameter 0.8 mm digerudi di papan, dan 1.0 mm untuk bahagian yang tinggal. Lukisan papan litar ditunjukkan dalam Rajah 9.
Rajah 9. Papan litar bercetak dan lokasi bahagian-bahagian di atasnya.
Lokasi bahagian di papan ditunjukkan dalam Rajah 9c. Semua bahagian kecuali LED dipasang di sebelah papan, di mana tiada trek dicetak. Pelompat juga dipasang di sisi yang sama, juga ditunjukkan dalam angka tersebut.
Selepas memasang semua bahagian di sebelah kerajang, LED dipasang. Pemasangan LED harus bermula dari tengah papan, secara beransur-ansur bergerak ke pinggir. LED mesti dimeteraikan secara bersiri, iaitu terminal positif satu LED disambungkan ke terminal negatif yang lain.
Diameter LED boleh ada dalam 3 ... 10 mm. Dalam kes ini, kesimpulan LED perlu dibiarkan sekurang-kurangnya 5 mm dari papan. Jika tidak, LED hanya boleh dipanaskan apabila pematerian. Tempoh pematerian, seperti yang dicadangkan dalam semua manual, tidak boleh melebihi 3 saat.
Selepas papan dipasang dan diselaraskan, kesimpulannya mesti disebarkan ke pangkalan, dan lembaga itu sendiri mesti dimasukkan ke dalam kes itu. Sebagai tambahan kepada kes yang dinyatakan, mungkin untuk menggunakan kes yang lebih kecil, bagaimanapun, ia perlu untuk mengurangkan saiz papan litar bercetak, tidak lupa, bagaimanapun, dimensi kapasitor C1 dan C2.
Lihat juga: Sejarah pembaikan lampu LED
Reka bentuk lampu LED yang paling mudah
Litar sedemikian ditunjukkan dalam Rajah 10.
Rajah 10. Reka bentuk lampu LED yang paling mudah.
Litar ini mengandungi bilangan bahagian minimum: hanya 2 LED dan pelindapkejutan pelindapkejutan. Rajah menunjukkan bahawa LED dihidupkan secara selari - selari. Dengan kemasukan ini, setiap satu daripada mereka melindungi yang lain dari voltan terbalik, yang kecil untuk LED, dan voltan utama jelas tidak dapat menahannya. Di samping itu, kemasukan ganda seperti itu akan meningkatkan frekuensi berkedip lampu LED ke 100 Hz, yang tidak akan kelihatan pada mata dan tidak akan menimbulkan penglihatan. Sudah cukup untuk ingat bagaimana, untuk menjimatkan wang, lampu pijar biasa disambungkan melalui diod, contohnya, di pintu masuk. Mereka bertindak sangat tidak menyenangkan terhadap penglihatan.
Jika dua LED tidak tersedia, maka salah satu daripadanya boleh diganti dengan dioda penerus konvensional, yang akan melindungi diod pemancar dari voltan terbalik rangkaian. Arahan kemasukannya sepatutnya sama dengan LED yang hilang. Dengan inklusi ini, frekuensi berkedip LED akan menjadi 25 Hz, yang akan kelihatan pada mata, seperti yang telah dijelaskan di atas.
Untuk mengehadkan arus melalui LED pada tahap 20 mA, perintang R1 mesti mempunyai rintangan dalam 10 ... 11 KOhm. Pada masa yang sama, kuasanya harus sekurang-kurangnya 5 watt. Untuk mengurangkan pemanasan, ia boleh terdiri daripada beberapa, terbaik dari ketiga-tiga, 2 W perintang.
LED boleh digunakan sama seperti yang dinyatakan dalam skema sebelumnya atau yang boleh dibeli. Apabila membeli, anda harus mengetahui dengan tepat jenama LED untuk menentukan arus langsung yang dinilai. Berdasarkan magnitud semasa ini, rintangan resistor R1 dipilih.
Reka bentuk lampu yang dipasang mengikut skema ini berbeza sedikit daripada dua yang sebelumnya: ia juga boleh dibuat di perumahan daripada lampu pendarfluor penjimatan tenaga yang tidak boleh digunakan. Kesederhanaan litar tidak menyiratkan kehadiran papan litar bercetak: bahagian-bahagian boleh dihubungkan dengan pemasangan dinding, oleh itu, sebagaimana yang mereka katakan dalam kes sedemikian, reka bentuk itu sewenang-wenangnya.
Lihat juga di electro-ms.tomathouse.com
: