Как правильно подключить сверхяркие светодиоды к блоку питания?

На сегодняшний день существуют сотни разновидностей светодиодов, отличающихся внешним видом, цветом свечения и электрическими параметрами.

Но всех их объединяет общий принцип действия, а значит, и схемы подключения к электрической цепи тоже базируются на общих принципах.

Достаточно понять, как подключить один индикаторный светодиод, чтобы затем научиться составлять и рассчитывать любые схемы.

Распиновка светодиода

Всего существует 3 надёжных способа определения полярности: визуальный, с помощью мультиметра и путём подключения к источнику напряжения. Каждый из них по-своему уникален и интересен, в связи с чем данная тема вынесена в отдельную статью: «Где плюс, а где минус?»

SMD-светодиоды могут иметь 4 вывода (2 анода и 2 катода), что обусловлено технологией их производства. Третий и четвёртый выводы могут быть электрически незадействованными, но использоваться в качестве дополнительного теплоотвода. Приведенное расположение выводов не является стандартом. Для вычисления полярности лучше сначала заглянуть в datasheet, а затем подтвердить увиденное мультиметром. Визуально определить полярность SMD-светодиода с двумя выводами можно по срезу. Срез (ключ) в одном из углов корпуса всегда расположен ближе к катоду (минусу).

Простейшая схема подключения светодиода

Всегда соблюдайте полярность при подключении светодиода к источнику постоянного напряжения (тока).

Если из схемы исключить резистор, то ток в цепи будет ограничен только внутренним сопротивлением источника ЭДС, которое очень мало. Результатом такого подключения станет мгновенный выход из строя излучающего кристалла.

Расчёт ограничительного резистора

Взглянув на вольт-амперную характеристику светодиода, становится понятно: насколько важно не ошибиться при расчёте ограничительного резистора. Даже небольшой рост номинального тока приведёт к перегреву кристалла и, как следствие, к снижению рабочего ресурса. Выбор резистора производят по двум параметрам: сопротивлению и мощности. Сопротивление рассчитывают по формуле:

• U – напряжение питания, В;
• ULED – прямое падение напряжения на светодиоде (паспортное значение), В;
• I – номинальный ток (паспортное значение), А.

Полученный результат следует округлить до ближайшего номинала из ряда Е24 в большую сторону, а затем рассчитать мощность, которую должен будет рассеивать резистор:

R – сопротивление резистора, принятого к установке, Ом.

Более подробную информацию о расчётах с практическими примерами можно получить в статье о расчете резистора для светодиода.  А тот, кто не желает погружаться в нюансы, может быстро рассчитать параметры резистора с помощью онлайн-калькулятора.

Включение светодиодов от блока питания

Речь пойдёт о блоках питания (БП), работающих от сети переменного тока 220 В. Но даже они могут сильно отличаться друг от друга выходными параметрами. Это могут быть:

• источники переменного напряжения, внутри которых есть только понижающий трансформатор;
• нестабилизированные источники постоянного напряжения (ИПН);
• стабилизированные ИПН;
• стабилизированные источники постоянного тока (светодиодные драйверы).

Подключить светодиод можно к любому из них, дополнив схему нужными радиоэлементами. Чаще всего в качестве блока питания применяют стабилизированные ИПН на 5 В или 12 В. Данный тип БП подразумевает, что при возможных колебаниях напряжения сети, а также при изменении тока нагрузки в заданном диапазоне напряжение на выходе изменяться не будет.

Это преимущество позволяет подключать к БП светодиоды, используя только резисторы. И именно такой принцип подключения реализован в схемах с индикаторными светодиодами. Подключение мощных светодиодов и светодиодных матриц нужно производить через стабилизатор тока (драйвер). Несмотря на их более высокую стоимость, только так можно гарантировать стабильную яркость и продолжительную работу, а также исключить преждевременную замену дорогостоящего светоизлучающего элемента. Такое подключение не требует наличия дополнительного резистора, а светодиод присоединяется непосредственно к выходу драйвера с соблюдением условия:

• Iдрайвера — ток драйвера по паспорту, А;
• ILED — номинальный ток светодиода, А.

При несоблюдении условия, подключенный светодиод перегорит от перегрузки по току.

В качестве источника питания можно использовать даже одну пальчиковую батарейку на 1,5 В. Но для этого придётся собрать небольшую электрическую схему, которая позволит повысить напряжение питания до нужного уровня. О том, как это сделать, можно узнать из статьи «Как подключить светодиод от батарейки на 1,5 В».

Последовательное подключение

А падения напряжений суммируются:

Исходя из этого, можно сделать выводы:

• объединять в последовательную цепь целесообразно только светодиоды с одинаковым рабочим током;
• при выходе из строя одного светодиода произойдёт обрыв цепи;
• количество светодиодов ограничено напряжением БП.

Параллельное подключение

Если от БП с напряжением, например, 5 В, необходимо зажечь несколько светодиодов, то их придется соединить между собой параллельно. При этом последовательно с каждым светодиодом нужно поставить резистор. Формулы для расчёта токов и напряжений примут следующий вид:

Таким образом, сумма токов в каждой ветви не должна превышать максимально допустимый ток БП. При параллельном подключении однотипных светодиодов достаточно рассчитать параметры одного резистора, а остальные – будут такого же номинала.

Все правила последовательного и параллельного подключения, наглядные примеры, а также информацию о том, как нельзя включать светодиоды, можно найти в данной статье.

Смешанное включение

Разобравшись со схемами последовательного и параллельного подключения, пришло время комбинировать. Один из вариантов комбинированного подключения светодиодов показан на рисунке.

Кстати, именно так устроена каждая светодиодная лента.

Включение в сеть переменного тока

Подключать светодиоды от БП не всегда целесообразно. Особенно, если речь идёт о необходимости сделать подсветку выключателя или индикатор наличия напряжения в сетевом удлинителе. Для подобных целей достаточно будет собрать одну из простых схем подключения светодиода к сети 220 В.

Например, схема с токоограничительным резистором и выпрямительным диодом, защищающим светодиод от обратного напряжения.

Из-за большой мощности рассеивания (2–5 Вт), резистор часто заменяют неполярным конденсатором. Работая на переменном токе, он как бы «гасит» лишнее напряжение и почти не нагревается.

Подключение мигающих и многоцветных светодиодов

Внешне мигающие светодиоды ничем не отличаются от обычных аналогов и могут мигать одним, двумя или тремя цветами по заданному производителем алгоритму. Внутреннее отличие состоит в наличии под корпусом ещё одной подложки, на которой расположен интегральный генератор импульсов.

Номинальный рабочий ток, как правило, не превышает 20 мА, а падение напряжения может варьироваться от 3 до 14 В. Поэтому перед подключением мигающего светодиода нужно ознакомиться с его характеристиками.

Если их нет, то узнать параметры можно экспериментальным путём, подключившись к регулируемому БП на 5–15 В через резистор сопротивлением 51-100 Ом.

В корпусе многоцветного RGB-светодиода расположены 3 независимых кристалла зелёного, красного и синего цвета. Поэтому при расчёте номиналов резисторов нужно помнить, что каждому цвету свечения соответствует своё падение напряжения.

Ещё раз о трёх важных моментах

1. Прямой номинальный ток – главный параметр любого светодиода. Занижая его, мы теряем в яркости, а завышая – резко сокращаем срок службы. Поэтому лучшим источником питания является светодиодный драйвер, при подключении к которому через светодиод всегда будет протекать постоянный ток нужной величины.
2. Напряжение, приведенное в datasheet к светодиоду, не является определяющим и лишь указывает на то, сколько вольт упадёт на p-n-переходе при протекании номинального тока. Его значение необходимо знать для того, чтобы правильно вычислить сопротивление резистора, если светодиод будет работать от обычного БП.
3. Для подключения мощных светодиодов важно не только надёжное электропитание, но и качественная система охлаждения. Установка на радиатор светодиодов с мощностью потребления более 0,5 Вт станет залогом их стабильной и продолжительной работы.

Источник: https://ledjournal.info/shemy/podklyuchenie-svetodioda.html

Мастерская LED освещения в Днепре

ВАЖНО: Все светодиоды имеют один главный электрический параметр, при котором обеспечивается его нормальная работа. Это номинальный ток ( I ) протекающий через светодиод.

Светодиод нельзя считать ни трехвольтовым, ни двухвольтовым. Через светодиод нужно пропустить ток (согласно техническим характеристикам) и измерить напряжение на его выводах.

Это напряжение и будет обеспечивать протекание требующегося тока через кристал светодиода!

• Для обеспечения протекания через кристал светодиода номинального тока подключение светодиодов к низковольтным источникам постоянного напряжения можно произвести через ограничивающее сопротивление.
• Немного понятий из школьных уроков физики:
• Напряжение 'U' измеряется в вольтах (В),
• ток 'I'- измеряется в амперах (А),
• сопротивление 'R' измеряется в омах (Ом).
• Закон Ома: U = R * I .
• 
• Научимся подключать светодиоды к популярному напряжению — 12 В.

Рассмотрим вариант, когда в распоряжении имеется постоянное напряжение, без помех (например, позаимствованный на время заряженный аккумулятор с напряжением на клеммах 12 В), а потом рассмотрим вопрос подключения к менее идеальным источникам (помехи, нестабильное напряжение и тп.).

Рассмотрим наиболее распространенные светодиоды, рассчитанные на ток 20 мА (т.е. 0,02 А). Например, сверхяркие светодиоды SMD 3528 белого свечения . 

Смотрим на шильдик аккумулятора (не только смотрим, но и еще очень энергично пользуемся измерительным прибором): есть 12,0 В, а падение напряжения на светодиоде  SMD 3528 = 3,5 В. Значит надо куда-то деть лишних 9,5 В (12,0 — 3,5= 9,5). Самый простой способ — использование резистора (он же — сопротивление). Выясняем какое надо сопротивление.

Закон Ома гласит:
    U = R * I
    R = U / I
Ток, протекающий в цепи I = 0,02 А. Сопротивление нужно подобрать такое, чтобы на нем погасилось 9,5 В, а нужные 3,5 В дошли до светодиода. Отсюда находим требуемое R:
    R = 6,5 / 0,02 = 325 Ом

Напряжение на сопротивлении превращается в тепло. Для того, что-бы сопротивление выдержало нагрузку и выделяемое тепло не привело к его выходу из строя, надо вычислить рассеиваемую мощность сопротивления. Как известно (мысленно возвращаемся к школьным урокам физики) мощность: P = U * I

На сопротивлении у нас 9,5 В при токе 0,02А. Считаем:
    P = 9,5 * 0,02 А = 0,19 Вт.

При покупке сопротивления просим у продавца 330 Ом, мощностью не менее 0,25 Вт (лучше больше, с запасом, чтобы на душе было спокойнее, 0,5 Вт например, но следует учесть — чем больше мощность, тем больше размеры).

Подключаем светодиод (не забыв про полярность) через сопротивление и ощущаем волну радости — светодиод светится ! Теперь разрываем цепь межу сопротивлением и светодиодом, включаем измерительный прибор и измеряем протекающий в цепи ток.

Если ток менее 20 мА, надо немного уменьшить сопротивление, если больше 20 мА — увеличить. Вот и все ! Получив ток в 20 мА, мы достигли оптимальной работы светодиода, а при таком режиме производитель гарантирует 10 лет непрерывной работы. Садимся и ждем 10 лет, если что не так — пишем претензию на завод.

По мере того, как аккумулятор будет 'садиться', яркость светодиода будет уменьшаться. После этого будет уместным вернуть аккумулятор на прежнее место для подзарадки.

1. Теперь определимся с подключением нескольких светодиодов.
2. 
3. Подключаем 2 красных последовательно.
4. У красных светодиодов напряжение питания ниже, чем у белых, и равно 2 В. 

2 шт * 2,0 = 4,0 В. Питающее напряжение — 12 В, следовательно лишних — 8,0 В. R = 8,0 / 0,02 = 400 Ом. P= 8,0 * 0,2 = 0,16 Вт.
    А если 6 штук — 6шт. * 2,0В = 12 В. Сопротивление вообще не требуется.
    Аналогично, например, с синими (3В) : 3шт x 3,0 В = 9,0В. 12,0 В — 9,0 В = 3,0 В.

R = 3,0 / 0,02 = 150 Ом. P = 3,0 * 0,02 = 0,06 Вт.

По такому принципу изготовлены светодиодные ленты, где каждый кластер имеет последовательную цепочку из 3 светодиодов и токоограничивающий резистор. Каждый кластер подключен в ленте параллельно всем кластерам. Вся лента или отдельный кластер подключается к 12 Вольтам. От количества кластеров, подключеных к источнику питания,  зависит потребляемый лентой ток.
 * Напоминаю, что все эти схемы действительны при постоянном и стабильном напряжении, например от аккумулятора 12 В.
    Теперь рассмотрим более сложный вариант. Надо подключить к 12 Вольтам 30 штук красных с падением напряжения по 2,0 В. На 12В можем подключить только 6 штук без сопротивлений, следовательно соединяем 6 штук последовательно. Подключаем — светится. Соединяем еще 6 штук и параллельно подсоединяем к первой цепочке. При этом через каждые 6 шт будет течь ток в 0,02А. Для подключения 30 красных светодиодов у нас получится 5 цепочек по 6 светодиодов с общим током 5 * 0,02А = 0,1А (батареек хватит не на долго!).
    Если надо подключить к 12Вольтам 30 штук зеленых с падением напряжения по 3,5В, то на 12 Вольт мы можем подключить: 12В / 3,5В = 3,43 штуки. Мы не будем отрезать от четвертого светодиода 0,43 части, а подключим 3 штуки + сопротивление:

3штуки * 3,5В = 10,5 В. Лишнее напряжение: 12,0 В — 10,5 В = 1,5 В. Сопротивление R = 1,5В / 0,02А = 75 Ом при мощности P = 1,5 * 0,02 = 0,03 Вт. Получается 10 параллельных цепочек светодиодов.

А если вдруг одному светодиоду в процессе монтажа случайно пришлось погибнуть и их осталось всего 29 штук, то соединяем 9 цепочек по 3 штуки, и одну цепочку из 2-х штук + сопротивление R = 250 Ом, P = 0,1Вт.

 Вот мы и вспомнили слегка основы физики.

Напомню, что все вышеперечисленные схемы расчитаны на идеальный источник питания, и в большинстве случаев далеки от реальных условий эксплуатации светодиодов. Например, в бортовой сети автомобиля нет стабильных 12 Вольт, так как при работе генератора наблюдаются значительные скачки напряжения. А понижающий с 220 на 12 Вольт блок питания точно так же повторяет на выходе все колебания сети.

Теперь рассмотрим стабилизированную схему включения светодиодов.

Техническая проблема стабилизации тока давно решена мировыми умами, разрабатывающими интегральные микросхемы. Коснёмся изготовления стабилизатора тока c использованием микросхемы LM317. Это достаточно просто, главное немного потратиться на микросхему.

 Микросхема LM317 при различном продключении может работать как стабилизатор напряжения, или как линейный стабилизатор тока.. Для подключения светодиода (см. рисунок) нужно всего лишь одно сопротивление, задающее ток.  Величина сопротивления

рассчитывается по формуле:
R = 1.2 / I (1.2 — падение напряжения на микросхеме-стабилизаторе). Т.е., при токе 20 мА,

R = 1,2 / 0.02 = 60 Ом. Стабилизаторы рассчитаны на максимальное напряжение в 35 вольт. При таком включении, например, белого светодиода SMD 3528 с падением напряжения в 3,3 Вольта возможна подача напряжения на стабилизатор от 4,5 до 35 вольт, при этом ток на светодиоде будет соответствовать неизменному значению в 20 мА !

• Например, при 12 Вольтах питания к стабилизатору можно подключить последовательно 3 белых светодиодоа SMD 3528, не заботясь о напряжении на каждом из них, ток в цепи будет протекать 20мА (а лишнее напряжение погасится на стабилизаторе: 1,25 Вольта потребляет микросхема).
• * Чем больше напряжение будет гаситься на микросхеме, тем больше она будет греться, поэтому рекомендуется микросхему устанавливать на радиатор.
• 

Вот образец стабилизации тока микросхемой LM317 для сверхяркого светодиода 10 W. Сверхяркие светодиоды 10 Вт расчитаны на питание 9 -12 вольт с током 900 мА (номинал резистора 1,3 Ом), поэтому такую схему можно подключить и к бортовой сети автомобиля, и на выход понижающего сетевого блока питания. Главное не забывать, что на микросхеме тоже падает 1,25~2,0 Вольт.

Самым надежным способом подключения светодиодов к 12 Вольтам является использование готовых светодиодных шим-драйверов, которые кроме стабилизации тока дополнительно обладают  массой полезных функций: — схема с защитой от перегрузки по току, короткого замыкания, обрыва в цепи защиты…

1. 
2. Драйвер имеет защиту от переполюсовки, защиту от перегрузки по току, защиту от короткого замыкания и обеспечивает необходимый стабильный ток при значительных колебаниях в сети 12 Вольт!
3.          
4. А, например, сетевой драйвер для 1-3 шт светодиодов мощностью 1 W служит сразу и стабилизатором и блоком питания мощностью 3 W, работает при входном напряжении AC 85-​​265V, обеспечивает выходной ток 300 мА и выходное напряжение DC 9-12V.

Источник: https://dp-installer.at.ua/publ/led_light/led_lights_with_their_hands/kak_podkljuchit_sverkhjarkij_svetodiod_k_12_voltam/18-1-0-55

Как подключить мощный светодиод ⋆ diodov.net

Мощный светодиод часто применяют для изготовления фонарика.

В отличие от индикаторных светодиодов для ограничения тока, протекающего через мощный сверхяркий светодиод, обойтись одним резистором крайне затруднительно, поскольку мощность рассеивания такой резистора буде составлять десятки и больше ватт.

Поэтому габариты такого резистора будут значительными. Кроме того с помощью лишь одного резистора невозможно стабилизировать ток в зависимости от изменения величины входного напряжения.

Для ограничения тока, протекающего через мощный светодиод, мы будем использовать очень распространенную микросхему LM317.

Многое наверняка уже сталкивались с данной микросхемой, поскольку она получила широкое применение при изготовлении блоков питания с регулированием напряжения или лабораторных блоков питания.

Интегральная микросхема LM317 изначально разрабатывалась для стабилизации и регулировки напряжения в диапазоне от 1,2 В до 37 В.

Как подключить мощный светодиод

Однако сейчас мы будем применять LM317 для стабилизации тока. Для примера возьмем два сверхярких светодиода VD мощностью 1 Вт и 0,5 Вт.

• Параметры первого VD1 (зеленый свет):
• — мощность P = 1 Вт;
• — напряжение U = 3,5 В;
• — ток I = 350 мА = 0,35 А.
• Параметры второго VD2 (холодно-белый свет):
• — мощность P = 0,5 Вт;
• — напряжение U = 3,5 В;
• — ток I = 175 мА = 0,175 А.

В режим работы стабилизации тока LM317 включается согласно ниже приведенной схемы.

В таком режим на резисторе R вне зависимости от величины протекающего тока и входного напряжения происходит постоянно падение напряжения величиной 1,25 В.

Поэтому наша первая задача заключается в расчете сопротивления данного резистора. Оно равно отношению напряжения (1,25 В) к току. Поскольку мы выполняем расчет для двух светодиодов, то и сопротивлений мы также получим два.

Ввиду отсутствия в наличии расчетных номиналов резисторов, я буду применять для первого случая R1 = 4,1 Ом, а для второго R1 = 8,2 Ом. Согласно указанным новым значениям сопротивлений пересчитаем реальные токи, протекающие через светодиоды.

Мощность рассеивания резисторов

Для светодиода мощность 1 Вт нужно применять резистор с мощностью рассеивания не менее 0,5 Вт, а для полуваттного VD – 0,25 Вт.

При протекании тока через микросхему LM317 она достаточно хорошо нагревается. Согласно техническим данным (даташиту) максимальная мощность рассеивания ее составляет 20 Вт, максимальный ток 1,5 А (в некоторых случаях можно превышать до 2,2 А). Поэтому необходимо рассчитывать также ее P.

Сначала нужно определить величину падения напряжения на самой микросхеме. Она равна разности входного напряжения (12 В) и сумме падения напряжения на резисторе (1,25 В) и светодиоде (3,5 В).

Мощность, выделяемая на LM317 равна произведению падения напряжения на ток.

Как видно из расчетов и в первом и во втором случаях мощность рассеивания не превышает 20 Вт. При больших мощностях необходимо микросхему располагать на радиаторе.

Таким незамысловатым способом можно подключить мощный светодиод (и не один) к источнику питания. При этом ток будет сохранять свое значение независимо от изменения величины входного напряжения. Следует помнить, что напряжение на входе должно быть на 2..3 В выше суммарного выходного напряжения.

Источник: https://diodov.net/kak-podklyuchit-moshhnyj-svetodiod/

Схема подключения светодиода

Использование светодиодов для освещения и индикации — это надежное и экономичное решение.

Светодиоды имеют очень высокий КПД, надежны, экономичны, безопасны, долговечны в сравнении с лампами накаливания и люминесцентными лампами. В данной статье рассматриваются способы включения светодиодов. Описываются способы питания светодиода от компьютера.

Что такое светодиод и как он работает

Светодиод — это, во-первых, диод. И точно так же как у обычного диода, у светодиода есть два вывода (контакта питания): анод (плюс) и катод (минус). Это связано с тем, что светодиод является полупроводником, то есть, проводит электрический ток только в одну сторону (от анода к катоду), и не проводит в обратную (от катода к аноду).

Итак, для того, чтобы светодиод засветился, надо пропускать через него электрический ток в направлении от анода к катоду. Для этого следует подать на его анод положительное, а на катод — отрицательное напряжение.

Тут и начинается самое неприятное. Оказывается, что светодиод нельзя подключать к источнику питания напрямую, поскольку это приводит к немедленному сгоранию светодиода.

Причина сего поведения кроется в следующем.

Как мы все уже догадались, для нормальной работы светодиоду нужен строгий ограничитель. Именно с этой целью последовательно со светодиодом устанавливают резистор, который служит надежным ограничителем тока и мощности. Этот резистор называют ограничительным.

Какие бывают светодиоды

Во-первых, светодиоды можно разделить по цветам: красный, желтый, зеленый, голубой, фиолетовый, белый. Большинство современных светодиодов выполнено из бесцветного прозрачного пластика, поэтому невозможно определить цвет светодиода не включив его.

Во-вторых, светодиоды можно разделить по номинальному току потребления. Широко распространены модели с током потребления 10 миллиампер (мА) и 20 мА. Следует помнить, что светодиод не в состоянии контролировать потребляемый ток. Именно поэтому мы вынуждены использовать ограничительные резисторы.

В-третьих, светодиоды можно разделить по такому параметру, как падение напряжения в открытом состоянии при номинальном токе. Несмотря на то, что про этот параметр нередко забывают — его влияние весьма и весьма значительно. Благодаря этому параметру иногда можно избавиться от ограничительного резистора.

Светодиод(ы) можно подключить к компьютеру разными способами.

Для подключения светодиодов в качестве простого освещения удобно использовать разъемы блока питания, выдающие 5 и 12 вольт. Для подключения светодиодов в качестве светомузыки удобно использовать LPT порт компьютера.

Подключение светодиодов к блоку питания

• Блок питания компьютера — это замечательный источник питания для светодиода или линейки из светодиодов, поскольку он вырабатывает стабилизированное напряжение +5 вольт (В) и +12 В.
• Итак, разъем имеет четыре контакта, к которым подходят четыре же провода: два из них черные — это «ноль», один красный выдает напряжение +5 вольт, и один желтый выдает +12 вольт.
• Рассмотрим схему подключения одного светодиода.

	При питании от 5 В последовательно со светодиодом необходимо включить ограничительный резистор номиналом от 100 до 200 Ом.
	При питании от 12 В последовательно со светодиодом требуется включить ограничительный резистор номиналом от 400 до 900 Ом.

Рассмотрим схему подключения двух светодиодов.

	При питании двух светодиодов от 5 вольт, в схему надо включить резистор до 100 Ом. Некоторые светодиоды в такой схеме будут светиться слишком тускло (даже без резистора).
	При питании двух светодиодов от 12 В, в схему надо включить резистор от 250 до 600 Ом.

Рассмотрим схему подключения трех и четырех светодиодов.

	При питании трех светодиодов от 12 В, следует использовать резистор номиналом от 100 до 250 Ом.
	Некоторые светодиоды в такой схеме включения будут светиться слишком тускло (даже без резистора).

Универсальный принцип расчета ограничительного резистора описан в статье «Методика расчета питания светодиода».

Выше приведены схемы последовательного включения светодиодов. Существуют также способы параллельного включения светодиодов. Обратите внимание, что под параллельным включением подразумевается схема в которой, когда аноды и катоды всех светодиодов непосредственно сходятся в две точки (два пучка).

Такие схемы, как правило, не экономичны и небезопасны, как для блока питания, так и для светодиодов. Кроме того, схемы параллельного включения более сложны в расчетах, требовательны к источнику питания, поэтому мы будем пользоваться ими только в особых случаях. Просто посмотрим как выглядит такая схема.

При паралельном включении светодиодов следует использовать только одинаковые светодиоды, с минимальным разбросом характеристик. Сопротивление ограничительного резистора должно быть рассчитано и подобрано с высокой степенью точности. В случае выхода из строя одного из светодиодов — остальные могут выгореть по очереди друг за другом в считанные минуты.

Рекомендую никогда не использовать эту схему включения светодиодов. Но если все же условия требуют параллельного включения то советую использовать следующий вариант.

Такая схема параллельного включения светодиодов практически избавлена от опасности последовательного выгорания светодиодов. В данном случае вместо ограничиельного резистора включено несколько обычных выпрямительных диодов разных марок (НЕ светодиодов).

Благодаря падению напряжения на этих диодах, до светодиодов доходит напряжение уже не 5 Вольт, а значительно меньше. Ограничительные диоды подбираются так, чтобы до светодиодов доходило напряжение равное их падению напряжения в открытом состоянии.

Эта схема используется используется автором для круглосуточного светодиодного освещения квартиры.

Подключение светодиодов к LPT порту

При питании светодиода от LPT порта необходимо последовательно со светодиодом можно включить резистор номиналом до 100 Ом. В большинстве случаев, при питании светодиода от LPT порта резистор бывает не нужен. LPT порт предварительно должен быть переведен в режим EPP. Подробное описание способа подключения светодиодов к LPT порту содержится в статье «LPT порт и 12 светодиодов».

Универсальный принцип расчета ограничительного резистора описан в статье «Универсальная методика рассчета питания светодиодов».

Источник: https://mavius.mavjuz.com/projects/led/

Правильное питание светодиодов для ленивых чайников! За 20р и 10 минут! Плавный розжиг в подарок! 🙂 — ИЖ 2126, 1.6 л., 2003 года на DRIVE2

Предисловие

Недавно хвастался, что от китайских братьев пришла первая посылочка.

Содержимое посылки вот этот лот: www.aliexpress.com/item/2…power-3pcs/573689535.html.

Упаковали вполне прилично, конверт с пупыристой пленкой, да и сам пакетик был замотан огрызком такой пленки — выглядел как из помойки, но свои функции выполнял исправно 🙂

На вид вполне прилично выглядит…

И с другой стороны тоже…

К сожалению, китайские товарищи умеют работать руками и умеют торговать, но вот что они делают и продают знают не всегда, поэтому приходится сначала брать «кота в мешке» по догадкам, а потом разбираться с этим самостоятельно.

В описании лота сами все прочтете, у продавца спрашивать конкретику бесполезно — он сам знает только то что в описании лота, т.е. не больше вашего 🙂 Да и знал бы — не сказал, кроме «бест фо ю и чипест!».

Ну такие они вот, что с ними сделаешь? Я месяц прожил в Шанхае, работал, общался и торговался с ними — забавные ребята.

Чего это и зачем?

Это светодиодный драйвер для встраивания в лампочки MR16. Драйвера эти бывают разных конфигураций по мощности и числу светодиодов.

— MR16 это тип цоколя лампы. Такие колокольчики которые вы можете встретить в подвесных потолках. Собственно вон те рожки и есть «папа» этого цоколя.— 3x3W (а так же 1x3W, 3x1W, 5x2W и т.п.) это конфигурация драйвера. Например, под 3x1W подразумевается что драйвер предназначен для питания 3 светодиодов мощностью 1 ватт. Но к этому мы еще вернемся.

А при чем тут автомобили?

В автомобиле, устанавливая светодиодные лампы, подсветки и прочий модный лед-тюнинг нельзя цеплять светодиоды напрямую, так как бортовая сеть совсем не тот источник питания который вашему лед-тюнингу обеспечит спокойную и долгую жизнь в течении положенных 50 000 часов (около 6 лет), если машина не сгниет быстрее. К тому же хочется всяких фишек типа плавного розжига, регулировки яркости и т.д. К этому мы тоже вернемся. Конечно можно и нужно обойтись токоограничивающим резистором (извините что отошел от линии чайника), местами даже встроенными в ленты и цоколи, но они не дают достаточной защиты.

В общем не важно, для чего и кто придумал эту штучку, важно что она нам подходит для наших целей.

Две ножки-гвоздика — это вход питания. Один цепляется на плюс, другой на массу.

Какой куда не важно, поэтому они не отмечены, так как в схеме предусмотрен диодный мост (четыре пластиковых кирпичика возле ножек) который защищает все от переполюсовки и переворачивает питание как надо.

Хотя изначально он задумывался еще и для того чтобы можно было подключить лампу не только к источнику постоянного напряжения, но и переменного.

Вот собственно и все подключение.

Опять о конфигурации

Диоды питаются током, а не напряжением. С напряжением у них все просто — они его «роняют». Светодиоды обычно примерно на 3.6в. Т.е. если на первый светодиод подать 12в, то следующему достанется уже 12-3.6=8.4в, следующему 8.4-3.6=4.8в и т.д. до тех пор пока ничего не останется. Светодиоды до которых дошло напряжение меньше минимального просто не будут светиться.

Число 3 в «3x1W» просто означает что напряжения на выходе хватает примерно на 3 диода. 3.6в это округленно 4 в, а 3*4=12в — напряжение автомобильной бортсети. Поэтому если нам надо запитать 12в светодиодную ленту — это то что нам нужно. Конфига 1x это примерно 4-5в на выходе — если вам надо запитать один сверхмощный диод, например Cree Q5 или XL, то это то что нужно.

В принципе, светодиоды, как и любые диоды, выдерживают очень большие перегрузки по напряжению при наличии стабилизатора тока. Так как их убивает именно чрезмерный ток — они перегреваются. Поэтому можно ограничиться покупкой только конфиги 3х, тем более что реально она не ровно 12в, эти данные я приведу ниже. И к тому же в них более мощные компоненты, а это повышает надежность.

Разберемся теперь с мощностью. Как я говорил выше — диоды питаются током. Чрезмерный ток их убивает. Вот задача этого драйвера как раз и состоит в том, чтобы следить за тем, чтобы ток на выходе не ушел за заданные пределы. Закон Ома учили? Мощность это ток умножить на напряжение. 3W/3.6в=0.83А. Или 830мА.

Китайская мощность 🙂 На самом деле конфигу задет резистор в схеме, что приводит к выдаче нужного тока. По токам конфиги 650мА (3 ватта), 450мА (2 ватта) и 350мА (1 ватт). Так что зная каким током питаются ваши диоды — вы выбираете нужную конфигу в китайских ваттах.

Но это еще не все! Имея острый глаз и тонкий паяльник — ток можно переконфигуить, заменив резистор на нужный. И не только так. Но об этом дальше.

Вы можете найти такой девайс на старшем брате алиэкспресса — алибабе. Так как там тусуются производители в основном — у них очень хорошо в табличках представлены возможные серийные конфиги которые они выпускают.

Ну что? Не пора ли чайникам закипеть?

Взлом котаПри написании поста ни один кот, включая моего Кузю, не пострадал!

Еще до получения посылки, разглядев скудные фотки китайских девайсов я порылся в гугле на предмет того, как сейчас модно делать промышленные драйвера, какие чипы используются и какая схема по набору деталей (диоды, резисторы, индуктивность, конденсатор и микросхемка) соответствует той, что видно на картинке.

Естественно, оказалось, что каждый уважающий себя производитель чипов выпускает такие дравера и схемы включения в общем-то похожи. NCL30105, NCP3065, DR3062, TPS92550, LM311… в общем дофига всего… и у всех свои тонкости и характеристики.

Поэтому как только получил посылку, первым делом попытался разглядеть название чипа и нарыть по нему инфу. Самое сложное было разглядеть название. Размер чипа пара миллиметров, размер символов на нем около полумиллиметра.

Воружившись лампой, фотокамерой телефона настроенной на 8-кратный зум и макрорежим…

Вид платы с задней стороны

Вид платы со стороны чипа

CL6807! Хм… не попадалось… Гуглим и находим даташит: akizukidenshi.com/download/ds/chiplink/CL6807.pdf. Вот те и на… китаец 🙂 И как они это любят, на официальном сайте вместо даташита черте что: www.chiplink-semi.com/productview.aspx?pid=64.

Но не суть. Железяка полностью соответствует типовой схеме из даташита. При чем железяки продавали с параметрами питания 12в и макс мощностью 3 ватта, т.е. 650мА. А что мы видим в даташите? CL6807 — 30V 1A LED driver with internal switch. Хм… с хорошим запасом! Может что другое слабовато? Из полупроводников только 5 кубиков SS14. Вот даташит на них: www.

datasheetcatalog.org/…3otx125tzrrfsqo9xdk3y.pdf — это диоды Шотки 40V 1A. Так что выходит, что железяка может разгоняться до 1А тока и работать при напряжении на входе до 30 вольт.

А если учесть, что стабилизаторы тока можно включать паралельно и при этом токи складываются, парочкой таких можно запросто запитать даже 10 ваттный Cree XL T6, а мощнее него пока ничего не придумали.

С параметрами мощности разобрались.

Что же из прочих вкусностей там заготовлено?

— На выходе встроен полевой транзистор. Это хорошо.— При напряжении менее 7в чип отключается. Зря…— А вот защиты от перенапряжения, как у американских у него нет. Плохо.— И отключения при перегреве нет.

Опять наэкономили.— Защиты от короткого замыкания в нагрузке нет. Плохо.— Защита от обрыва нагрузки на выходе есть.

Ну хоть это не порезали!— Есть поддержка димминга и не только ШИМ-сигналом, но и аналоговым! Это хорошо.

— Зато есть поддержка плавного розжига. Да… дешевые эффекты это в китайском стиле 🙂 Но пожалуй за это драйвовчане готовы простить слабости в защите 🙂

Чего это там про плавный розжег? Это где?

Этим же выводом ADJ происходит гашение диодов — при подаче сигнала уровня ниже 0.4в чип выключится, сигнал 0.5в до 2.5в работает как аналоговый диммер от 0% до 100% яркости.

Ну и ШИМ сигнал там тоже воспринимается по частоте 500Гц это 100% яркость. В общем управлять яркостью и включением можно как угодно, все зависит от фантазии.

Можно от магнитолы в такт музыки сделать, можно от фотоэлемента яркость в зависимости от освещенности и т.д. Главное научиться держать паяльник 🙂

И опять к конфигурации. Сколько вешать в граммах?

Ток на выходе программируется резистором. Он на схеме один — Rs. Формула приведена в даташите: Ioutnom = 0.1/Rs. Т.е. Rs = 0.1/Ioutnom.

Кто внимательно разглядывал фотки — наверняка как и я заметили что на железке 2 резистора, а на схеме один. И номиналы не в кассу (330 и 300), не по формуле. А это еще один китайский прикол.

На 3W конфигу 650мА поставили два паралельных резистора фактически заменив один двумя номиналами в 2 раза выше. Зачем? Да очень просто — один не припаял или выпаял и получил без проблем самую популярную конфигу в 350мА (1W).

Удобно 🙂 Здесь токи я написал так, как это любят делать китайцы — «как-то так». Более точные значения оставляю вычислять вам, как упражнение 🙂

RTFM 🙂

Доклад окончен 🙂

С 10 вечера до 3 часов ночи писал. Теоретическую часть изложил. Дальше будет уже по результатам работы с паяльником.

Источник: https://www.drive2.ru/l/566829/

Подключение светодиода к питанию 5 и 12 Вольт: схемы с описанием

С тех пор, как сверхъяркие светодиоды (LED) стали доступны широкому кругу потребителей, к ним сразу проявился большой интерес. На основе LED можно создавать множество интересных светотехнических конструкций.

Однако, подключение светодиода к 12 вольтам, принципиально отличается от подключения к 12 вольтам той же лампы накаливания.

В этом материале будет подробно рассказано о подключении светоизлучающих диодов к источникам питания, имеющим различное напряжение.

Какие светодиоды подключают к 12 вольтам?

Если коротко ответить на вопрос, вынесенный в качестве подзаголовка, то ответ будет звучать так: никакие! Неспециалисту такой ответ покажется парадоксальным, ведь в продаже имеются светодиоды, которые, как заявляют продавцы, рассчитаны на питание от источника 12 вольт.

Возьмемся утверждать, что на конкретное напряжение могут быть рассчитаны только изделия на основе светодиодов. Говорить о конкретном рабочем напряжении LED не корректно. Это связанно с физическими процессами, протекающими в нем при испускании света.

Главными характеристиками этих процессов являются рабочий ток и максимально допустимый ток прибора. В справочниках и даташитах указывают напряжения на светодиодах при протекании рабочего тока. Эти величины используют для расчетов LED конструкций, а не для выбора источника питания.

Кстати, напряжение в рабочем режиме лежит всего лишь в пределах от 1.5 В до 3.5 В. Величина зависит, в основном, от цвета испускаемого LED. Меньшие напряжения падают на красных светодиодах, большие значения относятся к сверхъярким. Имеющиеся в продаже светоизлучающие диоды на 12 вольт не являются единичными приборами.

В каждой матрице имеется несколько цепочек, которые подключены параллельно между собой. Когда говорят, что светодиод рассчитан на двенадцать вольт, то подразумевают, что падение напряжения на последовательной цепочке из них при протекании рабочего тока составляет примерно 12 В.

Подключение сверхярких и мощных LED к 12В

Сначала рассмотрим способ подключения одного мощного сверхъяркого светодиода к 12 Вольтам. Допустим, в нашем распоряжении имеется прибор, рабочий ток которого 350 мА. При этом падение напряжения на нем в рабочем режиме составляет примерно 3.4 Вольта. Нетрудно подсчитать, что потребляемая мощность такого прибора составляет 1 W.

Понятно, что подключать его напрямую к 12 Вольтам нельзя. Нам придется, каким-то образом, «погасить» часть напряжения. В простейших случаях для этих целей применяются гасящие (токоограничивающие) резисторы. Его соединяют со светодиодом последовательно. Схема питания одного LED показана на фото.

Чтобы рассчитать номинал токоограничивающего резистора пользуются формулой:

R=(Uпит – Uраб)/Iраб.

Вооружившись калькулятором легко подсчитать, что сопротивление будет составлять около 25 Ом. На нем будет рассеиваться мощность, которую рассчитывают по формуле:

P=I2*R.

В нашем примере мощность составит около 3 ватт. Найти сопротивление такой мощности довольно трудно, поэтому в качестве гасящего резистора можно применить два резистора по 100 Ом мощностью 2 Вт, соединенные параллельно.

В принципе на основе этих расчетов уже можно создавать практическую конструкцию. Выполнив подключение светодиода к 12В через выключатель, можно организовать дополнительную подсветку подкапотного пространства автомобиля, багажника или перчаточного бокса.

Мы показали, что создание такой схемы возможно, но применение ее нерационально. Нетрудно заметить, что две трети мощности потребляемой конструкцией приходится на гасящий резистор и, следовательно, тратится впустую. Ниже мы расскажем, как избежать ненужных потерь.

Сколько LED можно подключить к 12В?

Очевидно, что по простейшей схеме к источнику 12 Вольт можно подключить сколько угодно. Главное, чтобы у подключаемого источника питания хватало мощности. Однако мы видели, что при такой схеме подключения много энергии расходуется бесполезно.

Простейшим выходом из этой ситуации является снижение мощности рассеиваемой на токоограничивающем резисторе.

Для снижения бесполезно рассеиваемой мощности, несколько светодиодов подключают последовательно и питают через один гасящий резистор. В этом случае падение напряжения на сопротивлении оказывается значительно меньше.

Следовательно, существенно снижаются потери энергии. Расчет сопротивления для последовательного подключения светоизлучающих диодов выполняют по формуле:

R=(Uпит – nUраб)/Iраб.

Где n – количество последовательно подключенных LED.

В случае источника 12 Вольт разумно подключать последовательно три светодиода и один гасящий резистор. Падение напряжения на светодиодах не превысит 10.5 Вольта и на долю резистора останется всего 1,5 Вольт.

Такое техническое решение широко применяют, когда количество подключаемых к 12 Вольтам светодиодов кратно трем. Т. е. так можно подключить 6, 9, 12, …, 3N LED. Например, так поступают производители светодиодных лент. В них светодиоды сгруппированы по три и питаются через одно общее сопротивление.

Если нужно подключить 4 светодиода к 12 Вольтам, то целесообразно сгруппировать их по 2, и каждую пару питать через токоограничивающий резистор.

Последовательно следует подключать светодиоды с одинаковым рабочим током. Иначе разные приборы будут светить с различной яркостью или будет превышен ток какого-либо LED, и он выйдет из строя.

Что касается подключения светодиодов «рассчитанных на 12 В» то лучше установить их «рабочее напряжение» опытным путем. Для этого их надо подключить к лабораторному блоку питания и, постепенно поднимая напряжение, контролировать потребляемый ток. Напряжение, при котором рабочий ток будет достигнут, можно использовать для расчета токоограничивающего резистора.

Как подключить LED к 3 или 5 вольтам

Большинство маломощных светодиодов нормально работают и от 3 и тем более от 5 вольт. Выполнить для них расчет токоограничивающих сопротивлений можно по приведенной выше формуле.

При изготовлении конструкций с автономными источниками питания, особенно если в них используются сверхъяркие «мощные» LED, такой подход не приемлем. Мощность, рассеиваемая на гасящем резисторе, значительно сокращает время работы устройства.

Поэтому в современных ручных фонарях, работающих от низковольтных батарей применяют электронные преобразователи напряжения – драйверы. Потери в драйверах намного ниже, чем на токоограничивающих резисторах. Сейчас драйверы доступны и их можно легко найти в магазинах.

Имея некоторые познания в электронике и навыки работы с паяльником, простой драйвер можно изготовить самостоятельно. Одна из простых схем преобразователя для мощного светодиода приведена ниже.

Как подключить к 12 вольтам автомобиля

Подключение светодиодов к бортовой сети автомобиля не имеет существенных отличий от подключения к другим источникам питания. Просто не нужно забывать, что аккумуляторная батарея автомобиля в нормальном состоянии выдает не 12 Вольт, а примерно 14 Вольт.

Еще при подключении надо помнить, что не в каждом автомобиле надежно работает система стабилизации напряжения бортовой сети. Поэтому при расчетах гасящих резисторов лучше принимать напряжение питания равным 15 – 17 вольт. Это несколько снизит яркость свечения, но зато значительно продлит срок службы, так как светодиод будут работать в «щадящем» режиме.

Видео о подключении

Перед подключением советуем посмотреть хорошее видео для закрепления полученных знаний. Автор подробно и доступным языком рассказывает, как подключить светодиод к 12 вольтам от блока питания компьютера, как рассчитать резистор и другие нюансы.

Итоги

В заключении можно сказать, что при подключении сверхъярких светодиодах нужно принимать во внимание следующие соображения:

• важнейшим параметром светодиода является его рабочий ток;
• на гасящих резисторах бесполезно рассеивается энергия;
• применяя последовательное подключение можно уменьшить потери, одновременно уменьшив количество и мощность применяемых резисторов;
• в бортовой сети автомобиля не 12 Вольт, а несколько больше, и для надежной работы подключаемых светоизлучающих диодов нужно обязательно учитывать этот фактор.

Запомнив все вышеперечисленные аспекты подключения, Вы с легкостью запитаете любой светодиод, в любом количестве, от любого источника питания постоянного тока 12 Вольт.

Источник: http://ledno.ru/svetodiody/podklyuchenie-led-12v.html