Détails des méthodes de connexion des LED
Dans notre vie, les LED évincent avec confiance les autres sources de lumière artificielle de la technologie d'éclairage. Mais si les lampes à incandescence peuvent être connectées directement à l'alimentation, la connexion des lampes à LED et à décharge nécessite des mesures spéciales.
Dans le même temps, connecter une seule LED ne pose aucun problème. Et passer de quelques unités à des centaines n'est pas aussi simple qu'il n'y paraît.
Un peu de théorie
Une LED nécessite une tension ou un courant constant pour fonctionner correctement. Ils devraient être:
- Constante en direction. C'est-à-dire que le courant dans le circuit LED, lorsqu'une tension est appliquée, doit passer de la source de tension "+" à son "-".
- écurie, c'est-à-dire constant en amplitude, pendant le fonctionnement de la diode.
![Détails des méthodes de connexion des LED]()
- Pas de pulsation - après rectification et stabilisation, les valeurs de tension ou de courant constant ne doivent pas changer périodiquement.
![Diagramme de forme d'onde de tension]()
Schéma de la forme de la tension à la sortie d'un redresseur double alternance lorsqu'il est filtré par un condensateur électrolytique (rectangles noirs et blancs marqués "+" dans le schéma). La ligne pointillée est la tension à la sortie du redresseur. Le condensateur est chargé à une amplitude de demi-onde et se décharge progressivement à la résistance de charge. Les "pas" sont des pulsations. Le rapport des amplitudes de pas et de demi-onde en pourcentage est le facteur d'ondulation.
Pour LED au début, les sources de tension disponibles étaient utilisées - 5, 9, 12 V. Et la tension de fonctionnement de la jonction p-n est de 1,9-2,4 à 3,7-4,4 V. Par conséquent, allumer la diode directement est presque toujours sa combustion physique à partir de surchauffe avec un courant important. besoin actuel limiter avec une résistance de limitation de courant, en dépensant de l'énergie pour le chauffer.
Les LED peuvent être allumées en série dans plusieurs pièces. Ensuite, en les assemblant en chaîne, il est possible, par la somme de leurs tensions directes, d'atteindre quasiment la tension de la source d'alimentation. Et la différence restante est "remboursée" en la dissipant sous forme de chaleur sur la résistance.
Lorsqu'il y a des dizaines de diodes, elles sont connectées dans des circuits en série, qui sont connectés en parallèle.
Brochage LED
Polarité des LED - anode ou plus et cathode - moins est facile à déterminer à partir des images :
Circuit de commutation à DEL
La LED est alimentée par une tension constante. Mais les caractéristiques de la dépendance non linéaire de sa résistance interne exigent que le courant de fonctionnement soit maintenu dans des limites étroites. A un courant inférieur à la valeur nominale, il diminue flux lumineux, et à une valeur plus élevée, le cristal surchauffe, la luminosité de la lueur augmente et la "vie" est réduite. La façon la plus simple de l'étendre est de limiter le courant à travers le cristal en incluant une résistance de limitation de courant. Pour les LED puissantes, cela n'est pas rentable économiquement, car elles sont alimentées en courant continu à partir d'une source spéciale de courant stable - Conducteurs.
connexion série
Une LED est un dispositif d'éclairage assez complexe. Il fonctionne à partir d'une source secondaire de tension continue. Avec une puissance supérieure à 0,2-0,5 W, la plupart des appareils à LED utilisent des sources de courant. Ils ne sont pas tout à fait corrects, à la manière américaine, appelés drivers. Lorsque les diodes sont connectées en série, on utilise souvent des alimentations avec une tension de 9, 12, 24 et même 48 V. Dans ce cas, une chaîne en série est construite, dans laquelle il peut y avoir de 3-6 à plusieurs dizaines de éléments.
Lorsqu'elle est connectée en série dans une chaîne, l'anode de la première LED est connectée via une résistance de limitation de courant au "+" de la source d'alimentation, et la cathode est connectée à l'anode de la seconde. Et ainsi toute la chaîne est connectée.
Par exemple, les LED rouges ont une tension de fonctionnement directe de 1,6 V à 3,03 V. tuetc. = 2.1V une LED sur la résistance avec une tension source de 12 V aura une tension de 5,7 V :
12V - 3x2.1V = 12 - 6.3 = 5.7V.
Et déjà 3 chaînes consécutives sont connectées en parallèle.
Tableau de tension continue sur la LED à partir de la couleur de sa lueur.
| Couleur éclatante | Tension de fonctionnement, continue, V | Longueur d'onde, nm |
|---|---|---|
| Blanc | 3,5 | Large spectre |
| Rouge | 1,63–2,03 | 610-760 |
| Orange | 2,03–2,1 | 590-610 |
| Jaune | 2,1–2,18 | 570-590 |
| Vert | 1,9–4,0 | 500-570 |
| Bleu | 2,48–3,7 | 450-500 |
| Violet | 2,76–4 | 400-450 |
| Infrarouge | jusqu'à 1,9 | à partir de 760 |
| UV | 3,1–4,4 | jusqu'à 400 |
Avec une connexion en série de LED, les courants traversant les LED seront les mêmes et la chute sur chaque élément est individuelle. Cela dépend de la résistance interne de la diode.
Propriétés de la connexion série :
- la rupture d'un élément entraîne l'arrêt de tous ;
- court-circuit - redistribue sa tension à tous ceux qui restent, la luminosité de la lueur augmente sur eux et la dégradation s'accélère.
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Connexion parallèle
Dans ce schéma de connexion LED, toutes les anodes sont connectées les unes aux autres et au "+" de la source d'alimentation, et les cathodes au "-".
Une telle connexion était sur les premières guirlandes, règles et rubans LED lorsqu'ils étaient alimentés par une tension de 3-5 V.
Si un épuisement se produit avec la fermeture de la jonction p-n, alors toute la tension de la batterie sera appliquée à la résistance R1. Il va surchauffer et brûler.
Sur l'image:
- rayures grises - pneus porteurs de courant, c'est-à-dire fils sans isolation;
- cylindres bleus avec une extrémité arrondie - LED cylindriques avec une lentille à l'extrémité ;
- rouge - résistances pour limiter le courant de fonctionnement.
Il sera incorrect de connecter toutes les diodes à une résistance. En raison de la dispersion des caractéristiques des LED, même dans un lot pouvant atteindre de 50 à 200% ou plus, un courant peut circuler à travers les diodes, qui variera considérablement. Par conséquent, ils brilleront et se chargeront également différemment. Plus tard, les plus chargés, plus brillants que les autres, s'éteindront ou se dégraderont jusqu'à une atténuation presque complète, perdant 70 à 90 % du flux lumineux. Ou changez la teinte de la lueur du blanc au jaune.
mixte
Une connexion combinée ou mixte est utilisée lors de la création de matrices LED composées de plusieurs dizaines ou centaines d'éléments ou de cristaux non emballés. Les plus connues d'entre elles sont les matrices COB.
La tension d'alimentation et le courant de fonctionnement avec allumage combiné seront inférieurs à ceux de fonctionnement nominaux. Seulement dans cette condition, la matrice fonctionnera plus ou moins longtemps. Au courant nominal, le maillon le plus faible s'éteindra rapidement et le reste s'éteindra progressivement. Cela se terminera par des ruptures dans les chaînes en série et un court-circuit des chaînes parallèles.
Connexion d'une diode électroluminescente à un réseau 220 V
Si vous alimentez la LED directement à partir de 220 V avec une limite de courant, elle brillera avec une demi-onde positive et s'éteindra avec une négative. Mais ce n'est que dans le cas où la tension inverse de la jonction p-n est bien supérieure à 220 V. Elle se situe généralement entre 380 et 400 V.
La deuxième façon de s'allumer consiste à utiliser un condensateur d'extinction.
ATTENTION! La plupart des circuits avec connexion directe au réseau 220 V présentent un sérieux inconvénient - ils sont dangereux pour les personnes à haute tension - 220 V. Par conséquent, ils doivent être utilisés avec précaution, en isolant soigneusement toutes les pièces conductrices de courant.
Informations détaillées sur le raccordement de la LED à un réseau 220 V décrit ici.
Comment alimenter des diodes à partir d'une alimentation
Les alimentations à découpage sans transformateur (PSU) les plus populaires fournissent 12 V avec protection contre le courant, les courts-circuits, la surchauffe, etc.
Par conséquent, les LED sont connectées en série et leur courant est limité par une résistance conventionnelle. La chaîne comprend 3 ou 6 diodes. Leur nombre est déterminé par la tension directe de la diode. Leur somme pour la limitation de courant doit être inférieure à la tension de sortie du bloc d'alimentation de 0,5 à 1 V.
Caractéristiques de connexion des LED RVB et COB
LED avec abréviation RVB - Ce sont des émetteurs de lumière polychromes ou multicolores de différentes couleurs. La plupart d'entre eux sont assemblés à partir de trois cristaux LED, chacun émettant une couleur différente.Un tel assemblage s'appelle une triade de couleurs.
Le raccordement d'une LED RVB se fait de la même manière que les LED classiques. Dans chaque cas d'une telle source de lumière multicolore, il y a un cristal : rouge - rouge, vert - vert et bleu - bleu. Chaque LED a sa propre tension de fonctionnement :
- bleu - de 2,5 à 3,7 V;
- vert - de 2,2 à 3,5 V;
- rouge - de 1,6 à 2,03 V.
Les cristaux peuvent être connectés les uns aux autres de différentes manières :
- avec une cathode commune, c'est-à-dire que trois cathodes sont reliées entre elles et avec une borne commune sur le boîtier, et les anodes ont chacune leur propre borne ;
- avec une anode commune - respectivement, pour toutes les anodes, la sortie est commune et les cathodes sont individuelles;
- brochage indépendant - chaque anode et cathode a sa propre sortie.
Par conséquent, les valeurs des résistances de limitation de courant seront différentes.
Dans les deux cas, le boîtier de la diode comporte 4 fils conducteurs, des pastilles dans les LED SMD ou une broche dans le boîtier du piranha.
Dans le cas de LED indépendantes, il y aura 6 sorties.
Au cas où CMS 5050 Les cristaux LED sont disposés comme suit :
Connexion des LED COB
L'abréviation COB correspond aux premières lettres de l'expression anglaise chip-on-board. En russe, ce sera - un élément ou un cristal sur le tableau.
Les cristaux sont collés ou brasés sur un substrat de saphir ou de silicium thermoconducteur. Après avoir vérifié les connexions électriques correctes, les cristaux sont remplis d'un luminophore jaune.
LED COB - ce sont des structures matricielles constituées de dizaines ou de centaines de cristaux, qui sont connectés en groupes avec une inclusion combinée de jonctions p-n semi-conductrices. Les groupes sont des chaînes séquentielles de LED dont le nombre correspond à la tension d'alimentation de la matrice LED. Par exemple, à 9 V, ce sont 3 cristaux, 12 V - 4.
Les chaînes connectées en série sont connectées en parallèle. Ainsi, la puissance requise de la matrice est gagnée. Les cristaux de lueur bleue sont remplis de phosphore jaune. Il retransmet la lumière bleue en jaune, la rendant blanche.
Qualité de la lumière, c'est-à-dire rendu des couleurs réguler dans le processus de production la composition du luminophore. Le luminophore à un et deux composants donne une faible qualité, car il a 2-3 raies d'émission dans le spectre. Trois et cinq composants - reproduction des couleurs tout à fait acceptable. Elle peut aller jusqu'à 85-90 Ra et même plus.
La connexion de ce type d'émetteurs de lumière ne pose aucun problème. Ils sont allumés comme une LED puissante normale, alimentée par une source de courant standard. Par exemple, 150, 300, 700 mA. Le fabricant de matrices COB recommande de choisir des sources de courant avec une marge. Cela aidera lors de la mise en service d'un luminaire avec une matrice COB.