Светодиоды в электрической схеме — Светодиоды
Со светодиодами сейчас знакомы все. Без них просто немыслима современная техника. Это светодиодные фонари и лампы, индикация режимов работы различной бытовой техники, подсветка экранов компьютерных мониторов, телевизоров и много еще всяких вещей, о которых так сразу и не вспомнить. Все перечисленные устройства содержат светодиоды видимого диапазона излучения различных цветов: красного, зеленого, синего (RGB), желтого, белого. Современные технологии позволяют получить практически любой цвет.
Кроме светодиодов видимого диапазона излучения существуют светодиоды инфракрасного и ультрафиолетового свечения. Основная область применения таких светодиодов это устройства автоматики и управления. Достаточно вспомнить ПДУ различной бытовой техники. Если первые модели ПДУ применялись исключительно для управления телевизорами, то теперь с их помощью управляются настенные обогреватели, кондиционеры, вентиляторы и даже кухонная техника, например, кастрюли-мультиварки и хлебопечки.
Так что же такое светодиод?
По сути, светодиод мало чем отличается от обычного выпрямительного диода, — все тот же p-n переход, и все то же основное свойство односторонняя проводимость. По мере изучения p-n перехода выяснилось, что кроме односторонней проводимости он, этот самый переход, обладает еще несколькими дополнительными свойствами. В процессе эволюции полупроводниковой техники эти свойства изучались, развивались и совершенствовались.
Большой вклад в разработку полупроводников внес советский радиофизик Олег Владимирович Лосев (1903 — 1942). В 1919 году он поступил в знаменитую и известную до сих пор Нижегородскую радиолабораторию, а с 1929 году работал в Ленинградском физико-техническом институте. Одним из направлений деятельности ученого было исследование слабого, чуть заметного, свечения кристаллов полупроводников. Именно на этом эффекте и работают все современные светодиоды.
Это слабое свечение возникает при пропускании через p-n переход тока в прямом направлении. Но в настоящее время это явление изучено и усовершенствовано настолько, что яркость некоторых светодиодов такая, что можно просто ослепнуть.
Цветовая гамма светодиодов очень широка, практически все цвета радуги. Но цвет получается вовсе не изменением цвета корпуса светодиода. Это достигается тем, что в p-n переход добавляются легирующие примеси. Например, введение незначительного количества фосфора или алюминия позволяет получить цвета красного и желтого оттенков, а галлий и индий излучают свет от зеленого до голубого цвета. Корпус светодиода может быть прозрачным или матовым, если корпус цветной, то это просто светофильтр соответствующий цвету свечения p-n перехода.
Другим способом получения нужного цвета является введение люминофора. Люминофор – это вещество, дающее видимый свет при воздействии на него другим излучением, даже инфракрасным. Классический тому пример – лампы дневного света. В случае со светодиодами – белый цвет получается, если добавить люминофор в кристалл голубого свечения.
Для увеличения интенсивности излучения почти все светодиоды имеют фокусирующую линзу. Часто в качестве линзы используется торец прозрачного корпуса, имеющий сферическую форму. У светодиодов инфракрасного диапазона излучения иногда линза бывает на вид непрозрачная, дымчато-серого цвета. Хотя в последнее время инфракрасные светодиоды выпускаются просто в прозрачном корпусе, именно такие применяются в различных ПДУ.
Двухцветные светодиоды
Тоже известны практически всем. Например, зарядник для мобильного телефона: пока идет зарядка индикатор светится красным цветом, а по окончании зарядки зеленым. Такая индикация возможна благодаря существованию двухцветных светодиодов, которые могут быть разных типов. Первый тип это трехвыводные светодиоды. В одном корпусе содержатся два светодиода, например, зеленый и красный, как показано на рисунке 1.
Рисунок 1. Схема подключения двухцветного светодиода
На рисунке показан фрагмент схемы с двухцветным светодиодом. В данном случае показан трехвыводный светодиод с общим катодом (бывают и с общим анодом) и его подключение к микроконтроллеру. В этом случае можно включить либо один, либо другой светодиод, либо сразу оба. Например, это будет красный или зеленый цвет, а при включении сразу двух светодиодов получится желтый. Если при этом с помощью ШИМ модуляции регулировать яркость каждого светодиода, то можно получить несколько промежуточных оттенков.
В этой схеме следует обратить внимание на то, что ограничительные резисторы включены отдельно для каждого светодиода, хотя, казалось бы, можно обойтись и одним, включив его в общий вывод. Но при таком включении яркость светодиодов будет изменяться при включении одного или двух светодиодов.
Какое напряжение нужно для светодиода Такой вопрос можно услышать достаточно часто, задают его те, кто не знаком со спецификой работы светодиода или просто люди весьма далекие от электричества. При этом приходится объяснять, что светодиод является прибором управляемым током, а не напряжением. Можно включить светодиод хоть на 220В, но при этом ток через него не должен превышать предельно допустимый. Это достигается включением последовательно со светодиодом балластного резистора.
Но все-таки, вспомнив о напряжении, следует заметить, что оно тоже играет большую роль, ведь светодиоды имеют большое прямое напряжение. Если для обычного кремниевого диода это напряжение порядка 0,6…0,7В, то для светодиода этот порог начинается от двух вольт и выше. Поэтому от одного гальванического элемента с напряжением 1,5В светодиод не зажечь.
Но при таком включении, имеется в виду 220В, не следует забывать о том, что обратное напряжение светодиода достаточно мало, не более нескольких десятков вольт. Поэтому, чтобы защитить светодиод от высокого обратного напряжения, принимаются специальные меры. Самый простой способ это встречно – параллельное подключение защитного диода, который может быть тоже не особо высоковольтным, например КД521. Под воздействием переменного напряжения диоды открываются поочередно, тем самым защищая друг друга от высокого обратного напряжения. Схема включения защитного диода показана на рисунке 2.
Рисунок 2. Схема подключения параллельно светодиоду защитного диода
Двухцветные светодиоды выпускаются также в корпусе с двумя выводами. Изменение цвета свечения в этом случае происходит при изменении направления тока. Классический пример — индикация направления вращения двигателя постоянного тока. При этом не следует забывать, что последовательно со светодиодом обязательно включается ограничительный резистор.
В последнее время ограничительный резистор просто встраивается в светодиод, и тогда, например, на ценниках в магазине просто пишут, что этот светодиод на напряжение 12В. Также по напряжению маркируются мигающие светодиоды: 3В, 6В, 12В. Внутри таких светодиодов имеется микроконтроллер (его даже можно рассмотреть сквозь прозрачный корпус), поэтому всякие попытки изменить частоту миганий результатов не дают. При такой маркировке можно включать светодиод напрямую к блоку питания на указанное напряжение.
Разработки японских радиолюбителей
Радиолюбительством, оказывается, занимаются не только в странах бывшего СССР, но и в такой «электронной стране», как Япония. Конечно, даже японскому рядовому радиолюбителю не под силу создание очень сложных устройств, а вот отдельные схемотехнические решения заслуживают внимания. Мало ли в какой схеме эти решения могут пригодиться.
Приведем обзор относительно несложных устройств, в которых используются светодиоды. В большинстве случаев управление осуществляется от микроконтроллеров, и от этого никуда не денешься. Даже для несложной схемы проще написать коротенькую программу и запаять контроллер в корпусе DIP-8, чем паять несколько микросхем, конденсаторов и транзисторов. Привлекательно в этом еще и то, что некоторые микроконтроллеры могут работать совсем без навесных деталей.
Схема управления двухцветным светодиодом
Интересную схему для управления мощным двухцветным светодиодом предлагают японские радиолюбители. Точнее, здесь используются два мощных светодиода с током до 1А. Но, надо полагать, что существуют и мощные двухцветные светодиоды. Схема показана на рисунке 3.
Рисунок 3. Схема управления мощным двухцветным светодиодом
Микросхема TA7291P предназначена для управления двигателями постоянного тока небольшой мощности. Она обеспечивает несколько режимов, а именно: вращение вперед, назад, стоп и торможение. Выходной каскад микросхемы собран по мостовой схеме, что и позволяет выполнять все перечисленные выше операции. Но стоило приложить некоторую фантазию и вот, пожалуйста, у микросхемы появилась новая профессия.
Логика работы микросхемы достаточно проста. Как видно на рисунке 3 микросхема имеет 2 входа (IN1, IN2) и два выхода (OUT1, OUT2), к которым подключены два мощных светодиода. Когда логические уровни на входах 1 и 2 одинаковы (безразлично 00 или 11), то потенциалы выходов равны, оба светодиода погашены.
При разных логических уровнях на входах микросхема работает следующим образом. Если на одном из входов, например, IN1 имеется низкий логический уровень, то выход OUT1, соединяется с общим проводом. Катод светодиода HL2 через резистор R2 тоже соединяется с общим проводом. Напряжение на выходе OUT2 (при наличии на входе IN2 логической единицы) в этом случае зависит от напряжения на входе V_ref, что позволяет регулировать яркость свечения светодиода HL2.
В данном случае напряжение V_ref получается из ШИМ импульсов от микроконтроллера с помощью интегрирующей цепочки R1C1, что регулирует яркость светодиода, подключенного к выходу. Микроконтроллер управляет также и входами IN1 и IN2, что позволяет получить самые разнообразные оттенки свечения и алгоритмы управления светодиодами. Сопротивление резистора R2 рассчитывается исходя из предельно допустимого тока светодиодов. Как это сделать будет рассказано ниже.
На рисунке 4 показано внутреннее устройство микросхемы TA7291P, ее структурная схема. Схема взята непосредственно из даташита, поэтому в качестве нагрузки на ней изображен электромотор.
Рисунок 4. Внутреннее устройство микросхемы TA7291P
По структурной схеме легко проследить пути тока через нагрузку и способы управления выходными транзисторами. Транзисторы включаются попарно, по диагонали: (верхний левый + нижний правый) или (верхний правый + нижний левый), что позволяет изменять направление и частоту вращения двигателя. В нашем случае зажигать один из светодиодов и управлять его яркостью.
Нижние транзисторы управляются сигналами IN1, IN2 и предназначены просто для включения-выключения диагоналей моста. Верхние транзисторы управляются сигналом Vref, именно они регулируют выходной ток. Схема управления, показанная просто квадратом, содержит также схему защиты от короткого замыкания и других непредвиденных обстоятельств.
Как рассчитать ограничительный резистор
В этих расчетах как всегда поможет закон Ома. Исходные данные для расчета пусть будут следующие: напряжение питания (U) 12В, ток через светодиод (I_HL) 10мА, светодиод подключен к источнику напряжения без всяких транзисторов и микросхем в качестве индикатора включения. Падение напряжения на светодиоде (U_HL) 2В.
Тогда совершенно очевидно, что на ограничительный резистор придется напряжение (U-U_HL), — два вольта «съел» сам светодиод. Тогда сопротивление ограничивающего резистора составит
R_o = (U-U_HL) / I_HL = (12 — 2) / 0,010 = 1000(Ω) или 1КОм.
Не забываем про систему СИ: напряжение в вольтах, ток в амперах, результат в Омах. Если светодиод включается транзистором, то в первой скобке из напряжения питания следует вычесть напряжение участка коллектор – эмиттер открытого транзистора. Но этого, как правило, никто никогда не делает, точность до сотых долей процента здесь не нужна, да и не получится ввиду разброса параметров деталей. Все расчеты в электронных схемах дают результаты приблизительные, остальное приходится достигать отладкой и настройкой.
Трехцветные светодиоды
Кроме двухцветных в последнее время широкое распространение получили трехцветные (RGB) светодиоды. Основное их назначение это декоративное освещение на сценах, на вечеринках, на Новогодних торжествах или на дискотеках. Такие светодиоды имеют корпус с четырьмя выводами, один из которых является общим анодом или катодом, в зависимости от конкретной модели.
Но от одного или двух светодиодов, даже трехцветных, толку мало, поэтому приходится объединять их в гирлянды, а для управления гирляндами использовать всевозможные устройства управления, которые чаще всего называют контроллерами.
Сборка гирлянд из отдельных светодиодов дело скучное и малоинтересное. Поэтому в последние годы промышленность стала выпускать светодиодные ленты разных цветов, а также ленты на базе трехцветных (RGB) светодиодов. Если одноцветные ленты выпускаются на напряжение 12В, то рабочее напряжение трехцветных лент чаще бывает 24В.
Светодиодные ленты маркируются по напряжению, поскольку уже содержат ограничительные резисторы, поэтому их можно подключать напрямую к источнику напряжения. Источники для питания светодиодных лен продаются там же, где и ленты.
Для управления трехцветными светодиодами и лентами, для создания различных световых эффектов используются специальные контроллеры. С их помощью возможно простое переключение светодиодов, регулирование яркости, создание различных динамических эффектов, а также рисование узоров и даже картин. Создание подобных контроллеров привлекает многих радиолюбителей, естественно тех, кто умеет писать программы для микроконтроллеров.
С помощью трехцветного светодиода можно получить практически любой цвет, ведь цвет на экране телевизора получается также смешением всего трех цветов. Здесь уместно вспомнить еще одну разработку японских радиолюбителей. Ее принципиальная схема показана на рисунке 5.
Рисунок 5. Схема подключения трехцветного светодиода
Мощный 1Вт трехцветный светодиод содержит три излучателя. При номиналах резисторов, указанных на схеме, цвет свечения белый. Подбором номиналов резисторов возможно некоторое изменение оттенка: от белого холодного до белого теплого. В авторской конструкции светильник предназначен для освещения салона автомобиля. Уж им ли (японцам) быть в печали! Чтобы не заботиться о соблюдении полярности на входе устройства предусмотрен диодный мост. Монтаж устройства выполнен на макетной плате и показан на рисунке 6.
Рисунок 6. Макетная плата
Следующая разработка японских радиолюбителей также автомобильного толка. Это устройство для подсветки номера, естественно, на белых светодиодах показано на рисунке 7.
Рисунок 7. Схема устройства для подсветки номера на белых светодиодах
В конструкции применены 6 мощных сверхъярких светодиодов с предельным током 35мА и световым потоком 4лм. Чтобы повысить надежность светодиодов, ток через них ограничен на уровне 27мА с помощью микросхемы стабилизатора напряжения, включенного по схеме стабилизатора тока.
Светодиоды EL1…EL3, резистор R1 вместе с микросхемой DA1 образуют стабилизатор тока. Стабильный ток через резистор R1, поддерживает на нем падение напряжения 1,25В. Вторая группа светодиодов подключена к стабилизатору через точно такой же резистор R2, поэтому ток через группу светодиодов EL4…EL6 также будет стабилизирован на том же уровне.
На рисунке 8 показана схема преобразователя для питания белого светодиода от одного гальванического элемента с напряжением 1,5В, что явно недостаточно для зажигания светодиода. Схема преобразователя очень проста и управляется микроконтроллером. По сути дела микроконтроллер представляет собой обычный мультивибратор с частотой импульсов около 40КГц. Для повышения нагрузочной способности выводы микроконтроллера соединены попарно в параллель.
Рисунок 8. Схема преобразователя для питания белого светодиода
Работает схема следующим образом. Когда на выводах PB1, PB2 низкий уровень, на выходах PB0, PB4 высокий. В это время конденсаторы C1, C2 через диоды VD1,VD2 заряжаются примерно до 1,4В. Когда состояние выходов контроллера меняется на противоположное, то к светодиоду будет приложена сумма напряжений двух заряженных конденсаторов плюс напряжение батареи питания. Таким образом к светодиоду в прямом направлении будет приложено почти 4,5В, что вполне достаточно для зажигания светодиода.
Подобный преобразователь можно собрать и без микроконтроллера, просто на логической микросхеме. Такая схема показана на рисунке 9.
Рисунок 9.
На элементе DD1.1 собран генератор прямоугольных колебаний, частота которого определяется номиналами R1,C1. Именно с этой частотой будет вспыхивать светодиод.
Когда на выходе элемента DD1.1 высокий уровень на выходе DD1.2 естественно высокий. В это время конденсатор C2 заряжается через диод VD1 от источника питания. Путь заряда следующий: плюс источника питания — DD1.1 – С2 — VD1 — DD1.2 – минус источника питания. В это время к белому светодиоду приложено только напряжение батареи, которого недостаточно для зажигания светодиода.
Когда на выходе элемента DD1.1 уровень становится низким, на выходе DD1.2 появляется высокий уровень, что приводит к запиранию диода VD1. Поэтому напряжение на конденсаторе С2 суммируется с напряжением батареи и эта сумма прикладывается к резистору R1 и светодиоду HL1. Этой суммы напряжений вполне достаточно для включения светодиода HL1. Далее цикл повторяется.
Как проверить светодиод
Если светодиод новый, то тут все просто: тот вывод, который чуть длиннее является плюсовым или анодом. Именно его и надо включать к плюсу источника питания, естественно не забывая про ограничительный резистор. Но в некоторых случаях, например, светодиод был выпаян из старой платы и выводы у него одинаковой длины, требуется прозвонка.
Мультиметры в такой ситуации ведут себя несколько непонятно. Например, мультиметр DT838 в режиме проверки полупроводников может просто незначительно подсветить проверяемый светодиод, но при этом на индикаторе показывается обрыв.
Поэтому в ряде случаев лучше проверять светодиоды, подсоединяя их через ограничительный резистор к источнику питания, как показано на рисунке 10. Номинал резистора 200…500Ом.
Рисунок 10. Схема проверки светодиода
Последовательное включение светодиодов
Рисунок 11. Последовательное включение светодиодов
Рассчитать сопротивление ограничительного резистора несложно. Для этого надо сложить прямое напряжение на всех светодиодах, вычесть его из напряжения источника питания, а полученный остаток разделить на заданный ток.
R = (U – (U_HL_1 + U_HL_2 + U_HL_3)) / I
Предположим, что напряжение источника питания 12В, а падение напряжения на светодиодах 2В, 2,5В и 1,8В. Даже если светодиоды взяты из одной коробочки все равно может быть вот такой разброс!
По условию задачи задан ток 20мА. Осталось подставить все значения в формулу и поучить ответ.
R = (12– (2 + 2,5 + 1,8)) / 0,02 = 285Ω
Параллельное включение светодиодов
Рисунок 12. Параллельное включение светодиодов
На левом фрагменте все три светодиода подключены через один токоограничивающий резистор. Но почему эта схема перечеркнута, в чем ее недостатки?
Здесь сказывается разброс параметров светодиодов. Наибольший ток пойдет через тот светодиод, у которого падение напряжения меньше, то есть меньше и внутреннее сопротивление. Поэтому при таком включении никак не удастся добиться равномерного свечения светодиодов. Поэтому правильной схемой следует признать схему, показанную на рисунке 12 справа.
СХЕМА УПРАВЛЕНИЯ СВЕТОДИОДАМИ
СХЕМА УПРАВЛЕНИЯ СВЕТОДИОДАМИ
Существует огромное количество схем управления светодиодами. Рассмотрим с точки зрения наиболее перспективных схем управления светодиодами несколько из них. Мы не считаем, что данные схемы управления светодиодами дадут Вам много нового и интересного из мира светодиодов, но уж точно введет Вас в мир, который подскажет как можно управлять, какую схему выбрать, какой схеме управления светодиодами отдать предпочтение.
Контроллеры, для управления светодиодами имеют ту же структуру, что и обыкновенные контроллеры, используемые в световой рекламе. Главное отличие этих контроллеров – сама схема управления светодиодами, а вернее в решении расположения схемных ключей. Отсюда можно с уверенностью говорить, что представляемые нами схемы управления светодиодами, подойдут с легкостью и для обычных ламп накаливания и газосветным трансформаторам ( здесь надо будет заменить силовые ключи на тиристорные или релейные ), также данные схемы управления светодиодами определенно подойдут и для низковольтных нагрузок.
Схема управления светодиодами. Двухканальный контроллер
Рис.1. Принципиальная схема управления светодиодами. Двухканальный контроллер.
Схема управления светодиодами при помощи контроллера представляем на рисунке 1. Здесь элементы DD1.1 и DD1.2 собирают мультивибратор с импульсами и переменной частотой. Перестраивается мультивибратор при помощи потенциометров R1 и R2. Передвигая ( увеличивая сопротивление ) одного из потенциометров мы можем контролировать длительность горения первого или второго канала нагрузки соответственно ( перемещая «бегунок» вперед или назад по схеме управления светодиодами ). Два потенциометра меняют также частоту «мигания» светодиодов и меняют соотношение их длительности ( рис.2 ).
Рис.2. Работа двухканального контроллера
На выходе DDI.2 элемент DD1.3 инвертирует логическую единицу и транзистор VT1 закрыт, соответственно на первом канале отключена. Если же выход инвертируется с DD1.3 элементом DDI.4 открывается транзистор VT2. Микросхема DDI питается напряжением 9 В полученного от интегрального стабилизатора DA1. Питание же самого контроллера идет путем подачи напряжения постоянного тока 12 В от A1 ( это видно на схеме управления светодиодами ). Если источник постоянный, то есть возможность отказаться от стабилизатора. Исключив при этом элемент DAI и C2. Сопротивление же R8, увеличиваем 470 Ом.
На схеме управления светодиодами L1 – светодиод, сигнализирующий о работе устройства, о наличии напряжения на микросхеме. Также на схеме управления светодиодами видно , что HL2 и 3 говорят о том, что 1 и 2 канал нагрузки в работе.
далее
Схемы подключения светодиода II — для светодиодов
Начало здесь
Чудненько. Вот мы и вспомнили чуть-чуть основы физики. Теперь рассмотрим более стабилизированную схему включения светодиодов. Возложим техническую проблему подключения на мировые умы, разрабатывающие интегральные микросхемы. Коснёмся изготовления стабилизатора тока. Это достаточно просто, главное нащупать немного лишних монет в кармане. Существует микросхема КР142ЕН12 (зарубежный аналог LM317), которая позволяет построить очень простой стабилизатор тока. Для подключения светодиода (см. рисунок в заголовке статьи) рассчитывается величина сопротивления R = 1.2 / I (1.2 — падение напряжения не стабилизаторе) Т.е., при токе 20 мА, R = 1,2 / 0.02 = 60 Ом. Стабилизаторы рассчитаны на максимальное напряжение в 35 вольт. Лучше не напрягать их так и подавать максимум 20 вольт. При таком подключении, например, белого светодиода в 3,3 вольта возможна подача напряжения на стабилизатор от 4,5 до 20 вольт, при этом ток через светодиод будет соответствовать неизменному значению в 20 мА! При 20 вольтах получаем, что к такому стабилизатору можно подключить последовательно пять белых светодиодов, не заботясь о напряжении на каждом из них, ток в цепи будет всегда протекать 20 мА (лишнее напряжение погасится на стабилизаторе).
Важно!!! В устройстве с большим количеством светодиодов протекает большой ток. Категорически воспрещается подключать такое устройство к включенному источнику питания. В таком случае, в месте подключения, возникает искра, которая ведет к появлению в цепи большого импульса тока. Этот импульс выводит из строя светодиоды (особенно синие и белые). Если светодиоды работают в динамическом режиме (постоянно включаются, выключаются и подмаргивают) и такой режим основан на использовании реле, то следует исключить возникновение искры на контактах реле.
Каждую цепочку желательно собирать из светодиодов одинаковых параметров и одного производителя.
Тоже важно!!! Изменение температуры окружающей среды влияет на протекающий ток через кристалл. Поэтому желательно разрабатывать устройство так, чтобы протекающий ток через светодиод был равен не 20 мА, а 17-18 мА. Потеря яркости будет небольшая, зато долгий срок службы гарагтирован.
Просто соединять светодиоды и подключать их к батарейкам от пульта — не интересно. Их обязательно надо спаять вместе и подключить к какому-нибудь устройству (Пылесосу, например, чтобы было видно всасывание каждой пылинки. Тут сразу надо учесть, что в пылесосе 220 опасных вольт, да еще и напряжение переменное, что никак не годится для подключения светодиодов. Для этого надо изготовить специальный блок питания, но эту тему мы не будем сейчас обсуждать).
Надо найти устройство с постоянным напряжением и обильно украсить его светодиодами. Вот тут-то вперед выступают счастливые обладатели личных механических коней (авто-мото-вело-самокато). Ведь можно обвесить свой любимый транспорт светодиодами так, что прохожие не усомнятся, что мимо проехала новогодняя елка, а никак не средство передвижения. Нужно сразу предупредить, что злоупотребление количеством, яркостью и цветом пресекается некоторыми сотрудниками дорожной инспекции. Также не следует, к примеру, делать стоп-сигналы с яркостью превышающей яркость фар с включенным дальним светом — это немного раздражает едущих сзади, что тоже может в конце концов неблагоприятно сказаться на Вашем организме (особенно на лице), но не будем расстраиваться, ведь есть еще пространство внутри !!! Там уж можно приложить всю свою фантазию (например подсветить снизу лицо водителя синим цветом, что отобьет охоту у сотрудников ГИБДД проверять документы).
Сразу надо иметь ввиду, что напряжение в сети исправного авто не 12В, а 14,5 В. Желательно проверить это прибором при запущенном двигателе (если конечно есть двигатель). Так же в бортовой сети железного коня наблюдается множество помех, которые не желательны, да и напряжение иногда не очень постоянное. Для снижения помех на входе вашего светящегося устройства можно собрать простую схему из двух деталей — диода и электролитического конденсатора (рисунок). Конденсатор и диод, как и светодиод имеет полярность, значения рабочего напряжения и тока (диод). После установки диода и конденсатора надо замерить напряжение Uвых (оно не будет совпадать с Uвх) и после этого рассчитывать схему подключение светодиодов.
Если Вы не уверены в стабильности напряжения бортовой сети, можно использовать специальные интегральные стабилизаторы напряжения. Они обеспечивают постоянное напряжение на выходе при изменяющемся (в разумных пределах) или скачущем (как лошадка) входном напряжении.
Наиболее простые представители — К142ЕН8А или КРЕН8А (9 вольт) и К142ЕН8Б или КРЕН8Б (12 вольт). Приблизительная цена такой штуки составляет 10-20 руб (зависит от жадности продавца). Т.е. у продавца надо спросить с гордым видом ‘КРЕНКУ, например, на 9В’, он сразу все поймет и узрев в Вас крупного специалиста не посмеет обмануть (продаются также иностранные аналоги). Микросхемы имеют всего три ноги и если Вы ни разу в жизни не заблудились в трех соснах, то разобраться в них не составит ни какого труда. Берем левой рукой стабилизатор ногами вниз и надписью к себе, указательным пальцем правой руки слева направо тычем в выводы. Первая нога — вход (+), средняя — корпус (-), правая выход (+). (фото). Подключить ее надо как на рисунке. На выходе получим постоянное напряжение в 9 или 12 вольт. Исходя из этого, рассчитываем, как было в начале статьи, схему включения светодиодов. Почему 9В или 12 В? На 9В хорошо подсоединяются два синих, зеленых или белых светодиода либо три-четыре красных или желтых и резистор, на 12В — пять штук красных, желтых или три штуки синих, зеленых или белых, обязательно требуется дополнительное сопротивление. Микросхему (при большом количестве светодиодов) надо установить на радиатор. КРЕН8Б рассчитана на максимальную нагрузку в 1,5А (при таком токе очень сильно будет греться). На вход не следует подавать напряжение более 35 вольт. Входное напряжение должно быть не менее чем на 3В больше выходного, иначе стабилизатор не будет работать.
В заключении следует отметить такие вопросы как пайка и монтаж светодиодов. Это тоже очень важные вопросы, которые влияют на их жизнеспособность.
Не рекомендуется паять светодиоды старым дедушкиным паяльником, который нагревали в печке и использовали для запайки дырок в кастрюлях. Следует использовать маломощный паяльник с температурой жала не более 260 градусов и пайку производить не более 3-5 секунд (рекомендации производителя). Полезным будет использование медицинского пинцета при пайке. Светодиод берется пинцетом выше к корпусу, что обеспечивает дополнительный теплоотвод от кристалла при пайке.
Ноги светодиода следует изгибать с небольшим радиусом (чтобы они не ломались, нам калеки не нужны !). В результате замысловатых изгибов, ноги у основания корпуса должны остаться в заводском положении и должны быть параллельны и не напряжены (а то устанет и кристалл отвалится от ножек).
Собирать светодиоды в одно большое светящееся чудо лучше всего на каком-нибудь плоском листовом материале (пластмасса, оргстекло и др.), предварительно просверлив в нем дырок нужного размера по диаметру корпуса (придется освоить еще измерительный инструмент и дрель).
Помните, что светодиод — нежный прибор и обращаться с ним надо соответственно (при пайке можно спеть песню, чтобы работал долго).
Чтобы Ваше устройство защитить от автомобиля и автомобиль от устройства (ведь теперь не известно, что надежнее) следует ставить предохранители.
Подробное руководство по построению схем
Схема светодиодной лампы— это технология освещения, которая быстро заменяет лампы накаливания и люминесцентные лампы благодаря их высокой энергоэффективности. В настоящее время вы можете получить светодиодную лампу с эффективностью 250 люмен на ватт (лм / Вт). Кроме того, длительный срок службы светодиодов по сравнению с любыми лампами накаливания делает их в 50 раз более эффективными для освещения.
Примечательно, что светодиодные лампы используют схему драйвера светодиода для проведения своей работы.В этом случае, однако, мы протестировали множество светодиодов последовательно и построили простую схему светодиодной лампы с эффектами, аналогичными схеме драйвера светодиода. Мы не только обнаружили, что светодиодные лампы обладают высокой энергоэффективностью, но также нам удалось создать светодиоды с меньшей мощностью.
Мы проведем вас поэтапно через весь процесс, следуя приведенным ниже рекомендациям. Но сначала давайте разберемся с основами светодиодного освещения.
Что такое светодиодная лампа?Светодиодная лампа, иногда называемая светодиодной лампой, представляет собой электронный осветительный элемент, в котором используются светодиоды (отсюда и название светодиоды).
Другими словами, мы рассматриваем это тип диода, который можно использовать в качестве оптоэлектронного устройства, проводящего проводимость при прямом смещении. Кроме того, он излучает электрическую энергию освещения в виде видимых полос электромагнитного спектра. Таким образом, мы видим видимый свет, который излучается мощными светодиодными лампами. Для некоторых маломощных индикаторных светодиодов с точки зрения применения предпочтительнее простые схемы.
Обратная сторона чрезмерного воздействия светодиодного света, особенно синего света, может увеличить напряжение глаз и вызвать проблемы со здоровьем, такие как дегенерация желтого пятна.Поэтому более эффективное регулирование времени, проводимого с гаджетами, такими как телефоны и ноутбуки, может оказаться большим подспорьем.
Мы можем разработать драйверы светодиодов двумя способами;
- При использовании линейного регулятора трансформатора, или
- С использованием обычного трансформатора или импульсного источника питания.
- Вы можете включить ток светодиода в несколько электронных компонентов, включая подсветку и освещение.
- Более того, некоторые типы светодиодных ламп имеют высокий КПД при потреблении энергии, имеют небольшой размер и обеспечивают лучшее освещение. Конкретный пример — светодиоды белого света, которые набирают популярность из-за упомянутых функций.
- Кроме того, здесь легко построить схему, если вы планируете сделать ее самостоятельно. Готовый продукт также будет долговечным и надежным.
(используется белый светодиод).
Продолжая эту статью, мы узнаем, как сделать простую схему светодиодной лампы высокой яркости с иллюстрацией схемы.Когда мы используем лампу здесь, мы подразумеваем, что секция фитинга и форма устройства похожи на лампочку накаливания. Однако в корпусе лампы используются только дискретные светодиоды, когда мы располагаем ее рядами, а затем устанавливаем в цилиндрический корпус.
(лампы накаливания)
Цилиндрический корпус обеспечивает равномерное и правильное распределение света лампы под углом 360 °. Таким образом, все помещение имеет одинаковую световую освещенность.
Как работает схема светодиодной лампы?Принципиальная электрическая схема DIY-цепи из 40 светодиодных ламп.
На схеме выше показана схема работы светодиодной лампы. Более подробно, вот как будет работать схема светодиодной лампы.
(крупный план части светодиодной лампы)
- Во-первых, схема иллюстрирует одну длинную серию светодиодов, которые соединены друг с другом, образуя длинную цепочку светодиодов.
- В частности, мы использовали 40 светодиодов и соединили их последовательно. В зависимости от вашего интереса вы можете подключить 45 светодиодных ламп для входного напряжения 120 В и около 90 ламп последовательно для уровня тока около 220 В.
- Далее, вы можете получить цифры, разделив выпрямленный постоянный ток 310 (в основном, от 220 переменного тока) на прямое напряжение, которое получает светодиод.
- На практике это будет 310 / 3,3 = всего 93 числа. Дополнительно вход 120 В будет — 150 / 3,3 = 45 цифр. Обратите внимание, что увеличение количества светодиодов над цифрами в примерах снижает риск выброса при включении. Напротив, низкое число светодиода увеличивает импульс включения.
- Кроме того, высоковольтный конденсатор — это цепь источника питания, питающая светодиодные матрицы.В большинстве случаев вы найдете его значение реактивного сопротивления, оптимизированное для понижения входного сильноточного тока до более низкого подходящего электрического тока для цепи светодиода.
- Конденсатор и два резистора, расположенные на плюсовом источнике питания, подавляют начальный скачок напряжения при включении и другие колебания напряжения. Вы можете добиться коррекции помпажа, вставив C2 после моста, то есть R3 и R2.
- Наконец, конденсатор поглощает все мгновенные скачки напряжения, тем самым обеспечивая безопасное и чистое напряжение на встроенных светодиодах предыдущего каскада схемы.
Некоторые предостережения, которые необходимо предпринять перед началом проекта:
- Во-первых, вы сделаете это своими руками, используя источник питания непосредственно от сети переменного тока 230 В. Следовательно, нужно проявлять осторожность.
- Затем убедитесь, что вы знакомы с принципом работы бестрансформаторного источника питания. Незнание процедуры может быть опасным.
К внутренним светодиодным элементам относятся:
D1 — D4 = 1N4007
C2 и C3 = 4,7 мкФ / 250 В
C1 = 474/400 В или 0,5 мкФ / 400 В PPC (полиэфирный конденсатор)
R1 = 1M ¼ ватт
R2 и R3 = 100 Ом 1 ватт
Все светодиоды = должны быть 5-миллиметрового типа, вход типа соломенной шляпы = сеть 220/120 В
Конденсатор X-номинала
Компоновка печатной платы(макет печатной платы).
Радиатор; Надежный металлический радиатор помогает рассеивать и отводить тепло, предотвращая перегрев последовательно соединенных светодиодов.
Диссипатор; Основное действие рассеивателя — обеспечить достаточное освещение даже под определенным углом.
Плата драйвера со светодиодами ; основание светодиода часто имеет алюминиевый материал. Количество светодиодов должно соответствовать дизайну лампы, поскольку это соотношение помогает в теплообмене.
Вкратце, вот как компоненты функционируют в схеме расположения светодиодов;
- Полиэфирный конденсатор C1 0,47 мкФ / 400 В снижает напряжение сети.
- Конденсатор с рейтингом X — это металлический пленочный конденсатор, работающий как предохранительный конденсатор. Вы найдете его между нейтралью и линией. При перенапряжении возникнет короткое замыкание с последующим перегоранием предохранителя. При этом будет ограничено поражение электрическим током.
- Затем, R1, резистор утечки, истощает любой заряд, накопленный из C1, часто, когда вы выключаете вход переменного тока.
- В-третьих, при включении цепи R2 и R3 ограничивают пусковой ток.
- Диоды D1-D4 — это мостовой выпрямитель, который выпрямляет сокращенное сетевое напряжение переменного тока до необходимого напряжения.
- Кроме того, конденсатор C2 функционирует как конденсатор фильтра.
- Наконец, стабилитрон D2 регулирует схему, и теперь он может работать сам по себе.
Шаг 1. Осторожно снимите стеклянную колбу.
Шаг 2: Осторожно откройте сборку.
Шаг 3: Удалите всю имеющуюся электронику и выбросьте ее.
Шаг 4: Затем соберите схему в 1-миллиметровом листе ламината или ПК с точечной матрицей.
Шаг 5: Далее ножницами обрежьте ламинированный лист.
Шаг 6: Отметьте положение шести круглых отверстий на ламинатном листе.
Шаг 7: Продолжайте сверлить отверстия (около шести), которые подходят для светодиодов.
Шаг 8: Чтобы удерживать собранные части светодиода на месте, используйте немного клея.
Шаг 9: Теперь замкните собранную схему после завершения.
Шаг 10: Проверьте внутреннюю проводку, чтобы убедиться, что они не контактируют друг с другом.
Шаг 11: Наконец, теперь вы можете проверить лампочку на 230 В переменного тока.
Как будет работать светодиодная лампочкаЧасто для работы светодиодов требуется меньший ток. В стандартном регулируемом источнике питания на основе трансформатора мы используем последовательные резисторы для регулирования тока. Но в этом DIY мы используем конденсатор X-класса для регулирования тока в цепи бестрансформаторного источника питания.
Реактивное сопротивление конденсатора ограничивает доступный ток цепи, поскольку конденсатор имеет последовательное соединение с источником переменного тока.
Формула для определения реактивного сопротивления конденсатора выглядит следующим образом:
X (c1) = ½ πFC Ом
F = Частота напряжения питания C = Емкость конденсатора
Часто задаваемые вопросы о конструкции цепи светодиодной лампы- Могу ли я сделать светодиод мощностью 25 Вт с пожизненной гарантией на срок более 20 лет?
Да, вы можете это сделать, даже если вам потребуется стабилитрон с правильным выбором и номиналом.
- Какой конденсатор подходит для рабочего тока 90 мАч 230 В?
C2 и C3 — известные конденсаторы фильтра, используемые в большинстве приложений.
- Я попробовал провести эксперимент, но мои светодиодные лампы не светятся. В чем может быть проблема и как ее решить?
Светодиодная лампа может не светиться по разным причинам. Возможно, светодиод некачественный; поэтому они могут взорваться из-за скачка электрического тока, а затем перестать светиться.Для решения проблемы можно использовать NTC или стабилитрон.
ЗаключениеВ заключение мы продемонстрировали, как сконструировать светодиодную лампочку и как работает схема. На практике вам может потребоваться больше ресурсов или лучший подход. Однако для экспериментальных целей этот светодиодный индикатор DIY создан для вас.
Не забывайте обращаться со всем с большой осторожностью, особенно зная, что вы имеете дело с сетью питания 230 В переменного тока. Если у вас возникнут вопросы и проблемы, свяжитесь с нами здесь.Будем рады помочь.
7 вещей, которые нужно знать
Вы изо всех сил пытаетесь выбрать поставщика печатных плат светодиодов? Посмотрим, сможем ли мы помочь. В этом посте мы расскажем о преимуществах светодиодных печатных плат и их приложений. Мы также обсуждаем вопросы выбора материалов и производства. Процесс изготовления светодиодных плат сложен, и есть над чем подумать. Итак, приступим.
Что такое светодиодная печатная плата?Светодиоды имеют много преимуществ перед стандартными осветительными приборами.Однако световой поток одного светодиода относительно невелик. Один из способов увеличить световой поток — это подключить множество светодиодов к печатной плате или плате светодиодов. Когда ток проходит через светодиод, он излучает свет. Но по мере увеличения тока увеличивается и тепловыделение светодиодов. Это проблема, поскольку высокие температуры снижают светоотдачу светодиодов. Поэтому производители используют слой печатной платы для отвода тепла от светодиодов.
Светодиодные печатные платыПри выборе подложки для светодиодной печатной платы необходимо внимательно учитывать тепловые характеристики материала.Также важны вес, размер и стоимость. Варианты материала подложки включают:
FR4 Сырье для печатных плат
Сырье для печатных плат CEM-1
Сырье для печатных плат CEM-3
Слой микросхемывыполняет роль проводящего звена между микросхемой и радиатором. В отличие от FR4. Материал печатной платы из меди и алюминия
Материал печатной платы с медным сердечником
Керамический базовый материал печатной платы
У каждого материала есть свои плюсы и минусы. Например, металл и керамика обладают лучшими тепловыми характеристиками, чем ламинат.Платы CEM-1 недороги, но они хрупкие по сравнению с подложками FR4 и CEM-3.
В печатных платах с керамической основой используются такие материалы, как оксид алюминия. Есть и другие материалы с лучшими тепловыми характеристиками, но они стоят дороже. Аналогичный компромисс применяется к материалам печатных плат с металлическим сердечником, включая алюминий и медь.
Преимущества светодиодных печатных плат и индустрии светодиодного освещения Печатные платы светодиодовимеют много преимуществ перед традиционным освещением. К ним относятся:
Вы можете формировать световые панели и изменять цвет светодиодов для создания интересных световых эффектов.
Применение светодиодной печатной платыПризнание преимуществ печатных плат светодиодов растет. Следовательно, количество заявок также растет. Вот несколько примеров:
- Светофоры и светофоры.
- Светодиодные светильники для домашнего хозяйства.
Различные рыночные силы увеличивают спрос. К ним относятся улучшение светодиодных технологий, потребность в зеленой энергии и снижение затрат. В результате прогнозируемые среднегодовые темпы роста рынка светодиодного освещения для печатных плат в период с 2021 по 2026 год составляют (CAGR) 14.25%.
Использование компонентов SMD на светодиодных печатных платах Светодиодыдоступны в корпусах для поверхностного монтажа и выводах. Поскольку устройства для поверхностного монтажа (SMD) небольшие и низкопрофильные, они являются лучшим выбором для приложений с несколькими устройствами.
Сборка светодиодовSMD требует высокого уровня производственных навыков. Производители должны размещать светодиодные схемы и аксессуары печатных плат на небольшой печатной плате. Следовательно, производство светодиодных осветительных панелей требует подбора и размещения оборудования.
Процесс включает нанесение паяльной пасты на контактные площадки печатной платы.Следующим шагом является установка светодиодов для поверхностного монтажа на контактные площадки. Затем нагревается до образования паяного соединения.
Важна точность размещения светодиодного компонента. Кроме того, паяльная паста должна быть ровной и иметь заданную толщину. Чтобы предотвратить повреждение светодиодного устройства, очень важно контролировать подаваемое тепло.
Сборка печатных плат включает ламинирование четырех слоев материала. Это шелкография, паяльная маска, слой меди и подложка.
Производители прикрепляют светодиоды SMD к поверхности печатной платы.Поскольку они помещают много SMD-устройств на небольшую площадь, это увеличивает нагрев. Поэтому на печатной плате светодиодов используется металлическая подложка для отвода тепла от термочувствительных светодиодов. Эта подложка электрически изолирована от схемы диэлектрическим материалом.
вещей, которые нужно учитывать при выборе наилучшего макета. Такие варианты, как алюминий, являются обычным выбором для металлической подложки. Он прочный, а его размеры не меняются под воздействием нагрузок. Хотя печатная плата с медным сердечником или смесь определенных металлических сплавов.
Однако алюминий не так теплопроводен, как медь, он дешевле.
При выборе производителя важно убедиться, что у него есть соответствующий опыт. Изготовление светодиодных печатных плат затруднено. Это требует знаний и оборудования для поверхностного монтажа.
- Способность удовлетворить ваши требования
Убедитесь, что поставщик светодиодных печатных плат может удовлетворить ваши объемы производства и требования к доставке.Их стоимость должна быть разумной с учетом технических характеристик и уровней качества.
- Партнерство между заказчиком и поставщиком
Поставщик должен реагировать на ваши требования. Во-первых, они должны работать с вами над улучшением ваших светодиодных осветительных приборов для печатных плат. Кроме того, они также должны помочь вам снизить расходы.
Здесь есть что учесть, в том числе тип светодиода. Важно тщательно выбирать производителя, чтобы обеспечить бесперебойную поставку качественной продукции.
Заключение:Преимущества светодиодного освещения очевидны, и в будущем, вероятно, все больше приложений будут переключаться на использование светодиодных печатных плат. Когда светодиодные печатные платы являются правильным выбором для вашего приложения, внимательно выбирайте производителя.
Управление теплом очень важно, поэтому выберите правильную технологию печатной платы. Печатные платы алюминиевых светодиодов имеют много преимуществ и являются распространенным решением.
Найдите производителя, способного решить проблемы, связанные с производством печатных плат.Они должны иметь возможность доставить надежный продукт вовремя и по приемлемой цене.
Если у Вас возникнут вопросы, свяжитесь с нами.
Прямое напряжение различных светодиодов
Светодиоды (светоизлучающие диоды) имеют много преимуществ перед другими типами освещения. Они ударопрочные и довольно прочные. Они очень эффективны по сравнению с другими технологиями освещения.
Прямое напряжение
Одним из номинальных значений, на которые следует обратить внимание при планировании использования светодиода, является прямое напряжение (В F ).V F — это напряжение, используемое светодиодом или падающее, когда ток идет в соответствующем направлении, вперед. Для включения светодиода должно быть соблюдено номинальное прямое напряжение, которое зависит от цвета светодиода. Причина этого в том, что для получения разных цветов в полупроводниковой части светодиода используются разные материалы.
Сверхяркий красный светодиод Kingbright (APT2012SRCPRV)Цвета и материалы светодиода
Возможность генерировать разные цвета — это характеристика, которую мы учитываем при использовании светодиода, поскольку ее можно использовать для индикации состояния цепи.Иногда мы используем зеленые светодиоды, чтобы указать, что цепь находится в хорошем состоянии, или красные светодиоды, чтобы указать на проблему. Светодиоды могут быть красного, оранжевого, желтого, зеленого, синего, белого или фиолетового цвета, и этот цвет определяется используемыми в нем полупроводниковыми материалами. Если у вас есть светодиод RGB, в котором красный, зеленый и синий светодиоды расположены очень близко друг к другу, вы даже можете создать практически любой цвет в спектре.
Красный, зеленый и синий светодиодыСпособ определения цвета отдельных светодиодов — это энергия, которую электрон теряет, когда электрон перемещается с одной стороны светодиода на другую.Количество энергии, излучаемой электронами в виде света, определяется материалами светодиода. Генерируемый фотон будет иметь характерную длину волны, и производители выбрали материалы для получения желаемых цветов. Ознакомьтесь с этой таблицей с диапазоном цветов и их длинами волн, материалами и светодиодом V F , он также находится в разделе ссылок на сайте CircuitBread.com.
Цвет светодиода и прямое напряжение на основе материала Быстрый способ проверить светодиоды для определения V F и цвета (если это еще не очевидно) с помощью цифрового мультиметра (DMM), который всегда должен быть под рукой.Большинство цифровых мультиметров могут управлять большинством светодиодов, однако есть некоторые цифровые мультиметры, которые не обеспечивают напряжение или ток, необходимые для включения светодиода. Другая причина, по которой тест может не сработать, заключается в том, что для вашего светодиода требуется высокий ток (по сравнению со стандартными светодиодами) или падение напряжения больше, чем может подать цифровой мультиметр. Вы должны обнаружить, что красные, зеленые или желтые светодиоды имеют относительно низкое прямое напряжение в диапазоне 1,6–2,2 В. Однако синие и белые светодиоды могут начать проводить от 2,5-4 В.
В очень многих проектах и продуктах используются светодиоды, и важно знать напряжение и ток, необходимые при их использовании.Ознакомьтесь с требованиями к V F в техническом описании ваших светодиодов, пока вы планируете, как их запитать, и вы будете счастливы увидеть, как светодиоды разных цветов могут улучшить ваш проект.
Источник изображений:
Рабочие схемы светодиодов | Оптоэлектронные компоненты | Светодиоды, Лазерные Диоды и Детекторы
Светодиоды, как и все диоды, являются устройствами, управляемыми током. Световой поток прямо пропорционален входному току. Недостаточно подавать на светодиод постоянное напряжение.От одного светодиода к другому напряжение при определенном токе может варьироваться на целых 0,4 В. Это может привести к разнице в подаваемом токе 2: 1 и будет влиять на выходную мощность от одного светодиода к другому в том же соотношении.
Есть несколько способов подачи тока на светодиод. Слева показан пример точной и стабильной схемы. Эту схему обычно называют источником постоянного тока. Обратите внимание, что ток питания определяется напряжением питания (V cc ) минус V в , деленное на R1, (V cc -V в ) / R1.
В приложениях, где диапазон рабочих температур узкий (менее 30 ° C) или выходная мощность светодиода не критична, можно использовать простую схему, использующую токоограничивающий резистор, как показано справа.
Текущее значение находится по формуле I = (V cc -V f ) / R L . Чтобы быть абсолютно уверенным в протекании тока в цепи, необходимо измерить VF каждого светодиода и указать соответствующий нагрузочный резистор.В практических коммерческих приложениях V cc разработан так, чтобы быть намного больше, чем V F , и, таким образом, небольшие изменения в V F не влияют на общий ток в значительной степени. Отрицательный момент этой схемы — большие потери мощности через R L .
В некоторых приложениях в качестве источника питания используются ограниченные по току источники питания или батареи. Если максимальный ток источника питания меньше максимального номинала светодиода, его можно подключить напрямую, без какой-либо связанной электроники.Обратите внимание, что это не тот метод, который мы рекомендуем, но конечные пользователи использовали его с переменным успехом.
Для импульсных приложений важно, чтобы светодиод управлялся драйвером с низким сопротивлением. Opto Diode рекомендует использовать полевой транзистор с низким импедансом для финального каскада драйвера. Если это невозможно, то между светодиодом и выходным драйвером необходимо установить нагрузочный резистор, чтобы свести к минимуму любые индуктивные выбросы, которые могут возникнуть. При неправильном подключении цепи может произойти мгновенное повреждение светодиодной микросхемы.Для макетных прототипов или небольших серий производства мы рекомендуем использовать готовый драйвер лазерного диода для импульсного управления светодиодами.
Что такое светодиодная печатная плата?
Что такое светодиодная печатная плата?
1. Что такое светодиодная печатная плата?
2. Преимущества светодиодной печатной платы
3. Индустрия светодиодного освещения
4. Применение светодиодной печатной платы
5. Светодиоды SMD в вашей печатной плате
С развитием электронных технологий печатные платы закладывают хорошую основу для различных электронных продуктов, таких как разработка печатных плат для светодиодного освещения.Ярким примером является разработка печатной платы для светодиодного освещения. Светодиод припаян к печатной плате и имеет микросхему, которая создает свет при электрическом подключении. Для крепления микросхемы используются теплоотвод и керамическое основание.
Печатной плате светодиода трудно охладить традиционными методами, потому что она имеет тенденцию выделять большое количество тепла. Поэтому печатные платы с металлическим сердечником часто выбирают для светодиодных приложений, поскольку они обладают повышенной способностью рассеивать тепло. Алюминий особенно часто используется для изготовления печатных плат для светодиодных фонарей.Алюминиевая печатная плата обычно включает тонкий слой теплопроводящего диэлектрического материала, который может передавать и рассеивать тепло с гораздо большей эффективностью, чем традиционные жесткие печатные платы.
Что такое светодиодная печатная плата?
Светодиод — это аббревиатура от «светоизлучающий диод», который представляет собой полупроводниковые диоды. Светодиод припаян к печатной плате и имеет микросхему, которая создает свет при электрическом подключении. Для крепления микросхемы используются теплоотвод и керамическое основание.Излишне говорить, что светодиодная печатная плата является ядром светодиодного освещения, а светодиодная печатная плата легко создает большое количество тепла, но затрудняет охлаждение традиционными методами. Таким образом, печатные платы с металлическим сердечником широко используются в светодиодных устройствах из-за их повышенной способности рассеивать тепло, особенно алюминий часто используется для изготовления печатных плат для светодиодных ламп. Как правило, алюминиевая печатная плата содержит тонкий слой теплопроводящего диэлектрического материала, который может передавать и рассеивать тепло с гораздо большей эффективностью, чем традиционные жесткие печатные платы.
В настоящее время тип упаковки SMD является наиболее широко используемой формой упаковки в светодиодных приложениях. Как правило, он ограничен для света, излучаемого одним светодиодным компонентом. Таким образом, несколько светодиодных компонентов будут использоваться для одного осветительного прибора для достижения достаточного количества света. Как и другие полупроводниковые устройства, печатная плата — лучший способ электрического соединения светодиодных компонентов. А печатную плату с припаянными светодиодными компонентами обычно называют «светодиодной печатной платой».
Преимущества светодиодной печатной платы
Электронные продукты становятся все меньше и тоньше, что делает популярным использование светодиодных печатных плат, а использование светодиодных печатных плат дает следующие преимущества:
· Легкий, низкий профиль
· Стабильность размеров
· тепловое расширение
· рассеивание тепла
· Более дешевый мембранный переключатель с подсветкой
· Пыле- и влагостойкость
· Упростить интеграцию в сложные интерфейсные сборки
· Эффективное низкое энергопотребление
· Доступны в широком ассортименте размеров, цветов и интенсивности.
· Может использоваться в серебряных гибких мембранных переключателях и медных гибких мембранных переключателях.
Есть две основные причины, которые делают светодиодную печатную плату популярной в дополнение к увеличению светоотдачи светильника за счет интеграции нескольких светодиодных компонентов.
1. Цветовую функцию легко настроить, интегрировав светодиодные компоненты с разной цветовой температурой или разными цветами в одну и ту же печатную плату.
2. Он может использовать различные осветительные приборы для удовлетворения различных требований к освещению с помощью панелей разной формы, размеров и материалов.
Индустрия светодиодного освещения
Светодиодное освещение или светоизлучающие диоды становятся все более популярными осветительными решениями, поэтому они популярны для увеличения срока службы и уменьшения воздействия на окружающую среду. Вот некоторые преимущества светодиодного освещения для традиционных методов:
Низкое энергопотребление: отличные светодиодные лампы высокого качества могут быть в шесть-семь раз эффективнее традиционных ламп накаливания.В среднем перевод вашего дома с ламп накаливания на светодиодные позволяет сократить потребление энергии более чем на 80 процентов.
Увеличенный срок службы : Светодиодные лампы могут иметь срок службы более 25000 часов или трех лет при круглосуточном использовании, что в 25 раз дольше, чем у любой традиционной лампочки. Таким образом вы экономите время, деньги и усилия, затрачиваемые на покупку и установку новых ламп.
Более эффективный: Традиционные лампы накаливания выделяют 90 или более процентов своей энергии в виде тепла.Светодиодные фонари сокращают это количество до двадцати процентов. Это означает, что больше вашей энергии уходит на освещение вашего дома и меньше на ненужное его отопление.
Очень компактный: Светодиодные лампы имеют различные размеры и типы в приложениях из-за их небольшого размера. Это означает, что производители могут вставлять светодиоды во что угодно, от компьютеров и смартфонов до автомобилей и светофоров.
Без ртути: Светодиодные лампы не содержат ртути, в отличие от более традиционных ламп.Таким образом, светодиоды оказывают меньшее воздействие на окружающую среду, чем традиционные лампы, и их легче утилизировать без специальных процедур утилизации.
Применение светодиодной печатной платы
Светодиодные светильники для печатных плат обладают превосходной энергоэффективностью, низкой стоимостью и максимальной гибкостью конструкции, поэтому их можно использовать во многих осветительных приборах.
Телекоммуникации: Светодиодные индикаторы и дисплеи всегда используются в телекоммуникационном оборудовании из-за окружающего оборудования, и они обладают отличной способностью к теплопередаче.Таким образом, светодиодные печатные платы на алюминиевой основе оказывают положительное влияние на их применение.
Automotive: Алюминиевые светодиоды для печатных плат также используются в автомобилях для включения указателей поворота, стоп-сигналов и фар, а также для других целей. Есть несколько факторов, которые делают алюминиевые печатные платы идеальными для автомобильной промышленности, например, долговечность и конкурентоспособные цены.
Компьютер: Светодиодные дисплеи и индикаторы становятся все более популярными в компьютерных приложениях.А алюминиевые светодиоды для печатных плат — идеальное решение из-за высокой термочувствительности компьютерного оборудования. Помимо светодиодных приложений, алюминиевые печатные платы также используются для компонентов компьютеров, таких как устройства питания и платы ЦП, из-за их способности рассеивать и передавать тепло.
Medical: В осветительных приборах, используемых в хирургических операциях и медицинских обследованиях, обычно используются мощные светодиодные лампы, а в этих светодиодных светильниках часто используются алюминиевые печатные платы, что в первую очередь связано с долговечностью и способностью теплопередачи алюминиевых светодиодов на печатных платах — это гарантирует надежность медицинского оборудования. функционирует должным образом независимо от количества пациентов, проходящих через медицинский кабинет на велосипеде.Если не считать осветительных приборов, в медицинской технике сканирования также часто используются алюминиевые печатные платы.
Светодиоды SMD в вашей печатной плате
Есть много устройств, включая светодиоды на печатной плате с использованием компонентов для поверхностного монтажа. Если провода достаточно тонкие, компоненты со сквозными отверстиями могут немного погнуться, и снаружи это будет выглядеть дешево. Если правильно припаять SMD светодиод, он будет жестко стоять на плате. Более того, он также может разместить светодиод SMD за экраном, и более дешевый светодиод, в котором используется лампа, будет торчать через упаковку.Таким образом, он может разместить светодиод SMD за небольшим экраном в вашей упаковке, чтобы ваше устройство было чище. Как вы знаете, многие печатные платы, содержащие светодиоды, изготовлены из многослойных подложек FR-4, поэтому вам необходимо иметь узор из близко расположенных заполненных или покрытых сквозных отверстий под каждым компонентом, чтобы он мог передавать тепло, а также попадал в ваш силовой и заземляющий слои.
Если ваши светодиоды имеют небольшую площадь и монтируются на поверхность, они могут использовать наши переходные отверстия. Вероятно, будет слабое паяное соединение или даже захоронение, потому что он не заполняет и не покрывает переходные отверстия, а затем припой может попасть в переходные отверстия во время сборки, поэтому причина, по которой лучше просто использовать светодиоды SMD на массиве светодиодного освещения, заключается в что проблема с растеканием.Один светодиод с приличной выходной мощностью не приведет к повреждению вашей платы из-за чрезмерного нагрева. Однако, если вы собираетесь использовать систему для освещения, она должна будет сильно нагреваться от платы, поддерживающей ваши светодиоды, и затруднить охлаждение традиционными методами для плат. Поскольку отдельные светодиоды слишком малы, вы не можете прикрепить радиатор где-либо, а радиатор в любом случае будет блокировать излучаемый свет. Поскольку существует большой спрос на теплоизоляцию, платы с металлическим сердечником обычно используются в светодиодных осветительных приборах из-за их способности рассеивать большое количество тепла.