Светлый угол — светодиоды

Паралельно и последовательно. Объясните чайнику

evidence » 09 июн 2014, 02:17

Собственно, в предыдущую тему о создании 20 прожекторов в цех, столкнулся с тем, что хочу использовать массив из 50-ти светодиодов Кри — 3в, 500-550мА, но не соображаю ничего в электрике, и хочу пододбрать максимально эффективный драйвер.
Т.е., если я запитываю последовательно все 50 штук, то мне нужен драйвер, способный выдавать, к примеру, 550ма и 150 с лишним вольт. А если я хочу запитать параллельно по 25 штук? Мне нужен драйвер на 1100мА, но сколько нужно вольт? 150 или же тоже в два раза меньше, т.е. 75 ?

Смотрю в сторону Meanwell LPC серии. А может и HLG, но они в 3 раза дороже. В раздумиях, вообщем

Заранее благодарен за разъяснения

Re: Паралельно и последовательно. Объясните чайнику

Invisible_Light » 09 июн 2014, 03:27

При параллельном соединении токи суммируются 550*25=13.750 мА (13,75А). Напряжение равно одному диоду =>3V. Итого 6-7V. Но какой смысл?? При параллельном соединении большого количества далеко разнесённых диодов начнёт сильно влиять сопротивление проводов. Как следствие, будет большое падение на проводах, перекос напряжений и токов на диоды. Ближние к подключению диоды будут в дикой перегрузке, дальние в недогрузке. Вся схема посыплется как карточный домик, если будет предусмотрена стабилизация выходного тока с источника.
Неспроста предпочтительно именно последовательное соединение диодов — ток единый во всей цепи, независимо от возможной разности падений напряжения на разных диодах.

Похоже, вы хотите запитать две параллельные цепи по 25 последовательно? Из ваших расчетов так получается.
Лучше запитывать раздельными драйверами последовательные цепи.

Invisible_Light Scio me nihil scire
Сообщений: 6010 Зарегистрирован: 17 июн 2012, 01:53 Откуда: Киров Благодарил (а): 13 раз. Поблагодарили: 968 раз.

Re: Паралельно и последовательно. Объясните чайнику

evidence » 09 июн 2014, 21:44

Re: Паралельно и последовательно. Объясните чайнику

Invisible_Light » 09 июн 2014, 22:01

Re: Паралельно и последовательно. Объясните чайнику

казанец » 09 июн 2014, 22:04

казанец Scio me nihil scire
Сообщений: 2717 Зарегистрирован: 11 сен 2011, 00:54 Откуда: Татарстан. Г. Казань Благодарил (а): 167 раз. Поблагодарили: 291 раз.

Re: Паралельно и последовательно. Объясните чайнику

evidence » 09 июн 2014, 22:46

Re: Паралельно и последовательно. Объясните чайнику

Дилетант » 09 июн 2014, 23:25

При последовательном соединении (в цепочку один за другим) напряжения для отдельных диодов суммируется. Если, например, падение напряжения одного светодиода (это и есть напряжение, требуемое для одного светодиода) 3,2В (вольт) и вы соедините последовательно 25 штук таких светодиодов, то понадобится источник питания, который обеспечивает напряжение не меньше чем 3,2В х 25 = 80В. Если вы соедините 50 таких светодиодов, понадобится 3,2В х 50 = 160В. При этом ток, который потребуется для этой ветки последовательно соединенных светодиодов, нужен будет один и тот же и равен он току, который требуется отдельному светодиоду. Если один светодиод требует, например, 350мА (милиампер), то и 25 и 50 таких светодиодов, соединенных последовательно в одну цепочку, потребуют тоже 350мА.

Если же вы соедините параллельно две, три или более цепочек светодиодов, состоящих из 50 светодиодов каждая, всей конструкции все равно понадобится 160В. Параллельное подсоединение новых веток не увеличивает требуемого напряжения. Параллельное соединение увеличивает потребляемый ток. Например, если отдельный светодиод (и вся последовательная цепочка) требует 350мА, а вы соединяете параллельно две такие ветки, то всей конструкции понадобится уже
350мА х 2 = 700мА. Если соедините 3 такие ветки, то понадобится 350мА х 3 = 1050мА и т.д.

Дилетант Scio me nihil scire
Сообщений: 1379 Зарегистрирован: 08 авг 2011, 19:02 Благодарил (а): 20 раз. Поблагодарили: 40 раз.

Re: Паралельно и последовательно. Объясните чайнику

evidence » 10 июн 2014, 02:46

Спасибо, доходчиво и понятно! Но меня все же смущает одно: почему в приведенной мной выше ссылке, подключено две параллельные линейки по 12 светодиодов, которые в сумме потребляют 24 * 3.2 = 76,8 вольт к драйверу, который выдает максимум 48В. По амперажу, понятно — суммируется, т.е. диоду нужно 600ма, драйвер выдает 1200ма, но так как параллельных линий две, каждому выдается 600. Но вот с вольтажом не понятно.

Читайте так же:

Розетка кабельная 63а авв

А самая нижняя линейка? Все тех же, но уже, 48 диодов, подключено к драйверу, который выдает максимум 48В, но 3.2А. И указано, что они рекомедуют такую конфигурацию и такой драйвер, если нужно запитать 4 линейки по 12 штук светодиодов "прожорливостью" 3.2В и 700-800мА.

Меня ставят в тупик именно эти "маневры" с вольтажом

Re: Паралельно и последовательно. Объясните чайнику

Invisible_Light » 10 июн 2014, 03:03

Re: Паралельно и последовательно. Объясните чайнику

evidence » 10 июн 2014, 04:29

Re: Паралельно и последовательно. Объясните чайнику

Invisible_Light » 10 июн 2014, 08:08

Re: Паралельно и последовательно. Объясните чайнику

evidence » 11 июн 2014, 02:32

Re: Паралельно и последовательно. Объясните чайнику

казанец » 11 июн 2014, 13:07

Специально для Вас!
. Применение драйверов на практике

Большинство людей, планирующих использовать светодиоды, совершают типичную ошибку. Сначала приобретаются сами СИД, затем под них подбирается драйвер. Ошибкой это можно считать потому, что в настоящее время мест, где можно приобрести в достаточном ассортименте драйвера, не так уж и много. В итоге, имея на руках вожделенные светодиоды, вы ломаете голову — как подобрать драйвер из имеющегося в наличии. Вот купили вы 10 светодиодов — а драйвера только на 9 есть. И приходится ломать голову — как быть с этим лишним светодиодом. Может быть, проще было сразу на 9 рассчитывать. Поэтому выбор драйвера должен происходить одновременно с выбором светодиодов. Далее, нужно учитывать особенности светодиодов, а именно падение напряжения на них. К примеру, красный 1 Вт светодиод имеет рабочий ток 300 мА и падение напряжения 1,8-2 В. Потребляемая им мощность составит 0,3 х 2 = 0,6 Вт . А вот синий или белый светодиод имеет при таком же токе падение напряжения 3-3,4 В, то есть мощность 1 Вт. Стало быть, драйвер с током 300 мА и мощностью 10 Вт "потянет" 10 белых или 15 красных светодиодов. Разница существенная. Типовая схема подключения 1 Вт светодиодов к драйверу с выходным током 300 мА выглядит так :

подключение светодиодов к драйверу 300 мА

У стандартных 1 Вт светодиодов минусовой вывод больше плюсового по размеру, поэтому его легко отличить.

Как же быть, если доступны только драйвера с током 700 мА ? Тогда придется использовать четное количество светодиодов, включая их по два параллельно.

подключение светодиодов к драйверу 700 мА

Хочу заметить, что многие ошибочно предполагают, что рабочий ток 1 Вт светодиодов — 350 мА. Это не так, 350 мА — это МАКСИМАЛЬНЫЙ рабочий ток. Это означает, что при продолжительной работе необходимо использовать источник питания с током 300-330 мА. Это же верно и для параллельного включения — ток на один светодиод не должен превышать указанной цифры 300-330 мА. Вовсе не значит, что работа на повышенном токе вызовет отказ светодиода. Но при недостаточном теплоотводе каждый лишний миллиампер способен сократить срок службы. К тому же чем выше ток — тем ниже КПД светодиода, а значит, сильнее его нагрев.

Если речь пойдет о подключении светодиодной ленты или модулей, рассчитанных на 12 или 24 вольта, нужно принимать во внимание, что предлагаемые для них источники питания ограничивают напряжение, а не ток, то есть не являются драйверами в принятой терминологии. Это означает, во первых, что нужно внимательно следить за мощностью нагрузки, подключаемой к определенному блоку питания. Во-вторых, если блок недостаточно стабилен, скачок выходного напряжения может погубить вашу ленту. Слегка облегчает жизнь то, что в лентах и модулях (кластерах) установлены резисторы, позводяющие ограничить ток до определенной степени. Надо сказать, светодиодная лента потребляет относительно большой ток. Например, лента smd 5050 , количество светодиодов в которой составляет 60 штук на метр, потребляет около 1,2 А на метр. То есть для запитки 5 метров понадобится блок питания с током не менее 7-8 ампер. При этом 6 ампер потребит сама лента, а один-два ампера нужно оставить про запас, чтобы не перегружить блок. А 8 ампер — это почти 100 ватт. Такие блоки недешевы.
Драйверы более оптимальны для подключения ленты, но найти такие специфические драйвера проблематично.

Читайте так же:

Установка кабель канала с розетками

Подытоживая, можно сказать, что выбору драйвера для светодиодов нужно уделять не меньше, а то и больше внимания, чем светодиодам. Небрежность при выборе чревата выходом из строя светодиодов, драйвера, чрезмерным потреблением и другими прелестями

Юрий Рубан, ООО "Рубикон", 2010 г.

Как определить полярность светодиода?

Самостоятельное определение светодиодной полярности осуществляется несколькими несложными методами:

посредством измерений;
по результатам визуальной оценки;
при подключении к источнику питания;
в процессе ознакомления с технической документацией.

К числу самых распространенных вариантов определения полярности светоизлучающих диодов относятся первые три способа, которые должны выполняться с соблюдением стандартной технологии.

Использование тестирующих устройств

С целью максимально точного определения светодиодной полярности, щупы мультиметра подключаются непосредственно к диоду, после чего отслеживаются показания тестера. При высвечивании на шкале «бесконечного» сопротивления, провода щупов меняются местами.

Если тестер показывает какие-либо показатели конечного значения в условиях замеров сопротивления проверяемых светоизлучающих диодов, то можно быть уверенным в подключении прибора с соблюдением вида полярности, а данные о расположении «плюса» и «минуса» являются точными.

Проверка светодиодов мультиметром

Визуальное определение полярности

Несмотря на множество существующих в настоящее время видов конструкций светодиодного оборудования, наиболее широкое распространение получили излучающие свет диоды, заключенные в цилиндрический корпус D от 3,5 мм.

Наиболее мощные диоды сверх яркого типа обладают планарными плоскими выводами, промаркированными «+» и «-».

Устройства в цилиндрическом корпусе имеют внутри пару электродов, отличающихся площадью. Именно катодная часть светоизлучающих диодов отличается большей электродной площадью и наличием характерного скоса на «юбке».

Подключение к источнику питания

Передача питания от элементов с постоянным напряжением — один из самых наглядных вариантов определения диодной полярности, требующий использования специального блока с поступательным регулированием напряжения, или традиционной аккумуляторной батареи. После подключения, постепенно повышаются показатели напряжения, что вызывает свечение светодиода и свидетельствует о правильном определении полярности.

Подключение диодов к питанию

Чтобы проверить работоспособность светового диода, в обязательном порядке подключается резистор токоограничивающего типа с сопротивлением от 680 Ом.

Схема подключения светодиода к 220В через конденсатор

Тут лишнее напряжение гасим не резистором, а на ёмкости, потом идёт стабилитрон и ограничительный резистор. Ёмкость выбираем исходя из тока светодиодов. Примерное соотношение ёмкость/ток – 0,1 мкФ на 6 мА. Мощность резистора для импортных LED элементов с малым током потребления, может быть минимальной – подойдет 0.25 Вт. Конденсатор лучше подобрать с запасом по напряжению, то есть не менее 300 вольт. Стабилитрон должен быть немного больше напряжения питания светодиода, например на 5 вольт – это КС156А или аналогичные импортные.

Принцип работы в том, что при подаче напряжения 220В начинает заряжаться конденсатор С1, при этом с одной стороны он заряжается напрямую, а со второй через стабилитрон. При увеличении напряжения на конденсаторе стабилитрон увеличивает свое сопротивление, ограничивая напряжения зарядки для конденсатора своим рабочим стабилизирующим напряжением. Эта схема оправдана только при питании светодиодов с большим рабочим током – от 20 мА и выше.

Особенности подключения светодиодов в авто своими руками

В первую очередь, разберемся, почему перегорают светодиоды на автомобиле. Этому есть несколько причин:

дешевая подделка;
неправильное подключение;
перегрев.

И если решение первой и последней причин вполне очевидное, то правильное подключение нуждается в более детальном рассмотрении.

Читайте так же:

Провод от магнитолы для подсветки оранжевый куда подключать

Характеристики светодиодов

При подключении светодиодов в машине всегда нужно начинать с их характеристик. Их можно узнать несколькими способами – по описанию там, где покупаем, либо путем самостоятельных измерений. Последний вариант рассмотрен ниже.

В плане правильного подключения нас интересуют всего две характеристики:

Номинальный ток.
Падение напряжения.

Рассмотрим для начала один простой светодиод, допустим, белого цвета. Как правило, ток, при котором такие светодиоды светят ярко и долго, составляет порядка 20 мА или 0,02 А. Если на такой светодиод подать ток выше указанного, то он быстро деградирует и перестанет светить. Если же меньший – то он будет либо тусклее светить, либо вовсе не подаст признаков жизни.

Падение напряжения указывает на то, на сколько вольт понизится напряжение после прохождения тока через светодиод. В случае с нашим белым светодиодом это падение напряжения составит около 3 В.

Подключение обычных светодиодов

Теперь посмотрим, что будет, если подключить наш светодиод к бортовой сети, в которой при работающем двигателе поддерживается напряжение 14,5 В, а ток ограничен только пусковыми возможностями АКБ (700 А примерно). При таком подключении на светодиоде упадет законных 3 В, а оставшийся потенциал 14,5 – 3 = 11,5 В останется без какой-либо нагрузки. В результате произойдет то же самое, что и в случае, если мы соединим между собой два провода, на концах которых есть 11,5 В. Запомните: светодиод ток в цепи никак не ограничивает!

В цепи потечет ток, который в соответствии с законом Ома будет равен напряжению, разделенному на сопротивление. Светодиод в расчет не берем, так как его сопротивление сравнительно маленькое. Допустим, сопротивление проводов, которыми светодиод подключен к батарее, составляет 1 Ом (на самом деле меньше). При напряжении 11,5 В по цепи, включая и наш светодиод (ток в любой точке цепи всегда одинаковый), потечет ток, равный 11,5 В / 1 Ом = 11,5 А. Как видим, это в 575 раз превышает номинальный ток, при котором светодиод может нормально светиться. При таком подключении он сгорает моментально.

Как мы можем уменьшить ток в этой цепи? Один из самых простых способов – увеличить сопротивление ее сопротивление этому току. К примеру, если вместо рассмотренного выше 1 Ома оно будет 100 Ом, то ток в цепи потечет уже 11,5 В / 100 Ом = 0,115 А или 115 мА. А это уже намного ближе к номинальному току нашего светодиода, чем 11,5 А.

Таким образом, подобрав сопротивление и добавив его в цепь, мы обеспечим для нашего светодиода оптимальный для его работоспособности ток. С вопросом, как рассчитать сопротивление (резистор) для светодиода – проблем нет. Авторы предлагают поделить 11,5 В на 0,02 А и дело в шляпе – вам нужен резистор сопротивлением 575 Ом.

Проблема в том, что большинство источников в Интернете начинаются именно с этого. И незнакомый с электроникой пользователь путается на первом же шаге, не понимая, почему надо рассчитывать сопротивление не для 3 В, которые падают на светодиоде, а именно для оставшихся (не упавших) 11,5 В.

Но теперь в свете представленных объяснений это должно быть понятно. Потому переходим к более сложным ситуациям. Это необходимо, поскольку один единственный светодиод в машине мало кто подключает, так как светит он откровенно слабо, и его даже для нормальной подсветки бардачка не хватит.

Подключим теперь два светодиода последовательно, учитывая, что на каждом из них упадет по 3 В, а ток в любой точке цепи – одинаковый. В итоге двух светодиодах будет падать напряжение 6 В, а для оставшихся 14,5 В – 6 В = 8,5 В рассчитываем сопротивление. Делим это напряжение на нужный нам ток и получаем 8,5 В / 0,02 А = 425 Ом.

Теперь три. На них в сумме упадет уже 9 В. А значит остаток 14,5 В – 9 В = 5,5 В делим на ток 0,02 А и получаем сопротивление 275 Ом.

Четыре. Общее падение напряжения составит 12 В. На остаток 2,5 В берем резистор 2,5 В / 0,02 А = 125 Ом.

Читайте так же:

Подключение сетевого кабеля у сетевой розетке

Что делать, если нам надо больше светодиодов? Все просто. Нужно использовать любую цепочку из вышеописанных, и подключать их параллельно. Но обязательно для каждой такой цепочки должен быть свой резистор. Именно по этой причине в популярных сегодня светодиодных лентах светодиоды собраны в небольшие сегменты из 3-4 светодиодов со своим резистором.

Подключение светодиодных лент

Кстати, о птичках, то есть, о светодиодных лентах. Несмотря на то, что у них уже есть свои сопротивления, ограничивающие ток, подключать их напрямую к бортовой сети автомобиля все равно нежелательно. Дело в том, что рассчитано все это на напряжение 12 В, а в машине, как мы знаем – 14,5 В. И тут начинаются пляски с бубном.

Проблема заключается в том, что обычным маленьким резистором погасить эти оставшиеся 14,5 В – 12 В = 2,5 В уже не получится. И вот почему. Допустим, вы хотите организовать подсветку в багажном отделении, установив в нем метр светодиодной ленты, на которой имеется 60 светодиодов. Мощность такого отрезка может составлять около 14 Вт. Это значит, что она при 12 В будет потреблять ток 14 Вт / 12 В = 1,16 А. Ток в цепи одинаковый везде, а потому такой же потечет и через наш резистор. Рассчитаем его номинал. Для этого 2,5 В делим на 1,16 А и получаем всего 2,1 Ом. При таком сопротивлении, напряжении и токе несложно подсчитать, что на резисторе будет рассеиваться мощность около 3 Вт. Чтобы он не сгорел от перегрева, он должен быть рассчитан на такую мощность. А это уже не обычные резисторы, а специфические – керамические или алюминиевые. Они побольше и подороже.

Теоретически, можно обойтись и маленькими дешевыми резисторами. Но в таком случае придется резать ленту на кусочки, и к каждую из них подсоединять через свой резистор. Но это нецелесообразно, потому вряд ли кто-то так делает.

Драйверы для светодиодной продукции

Чтобы не использовать керамический или алюминиевый резистор, и не заморачиваться с расчетом и поиском требуемого номинала, можно подключать светодиодные ленты, лампы-кукурузки и другие LED источники в автомобиле через драйвер. Он представляет собой маленькую плату, которая автоматически поддерживает на выходе напряжение 12 В независимо от скачков в бортовой сети.

Драйверов таких сегодня бесчисленное множество, и стоят они (если на небольшую мощность) буквально копейки. Подбирать их необходимо с учетом того, какой ток будет потреблять та или иная подключенная нагрузка. Через такие драйверы желательно подключать абсолютно все «светодиодное» в машине. И дневные ходовые огни, и фары головного света, и задние фонари, и любые подсветки. При этом, подключить все вышеперечисленное на один драйвер не получится. Опять же, из-за мощности. Обойтись одной платой можно только в случае с несколькими маломощными нагрузками.

Итог

Светодиодное освещение в машине – это современно, экономично, эстетично и довольно надежно. Но чтобы получить эти, и другие преимущества LED технологии, светодиоды должны быть качественными и правильно подключенными. Сделать это, как понятно из рассмотренного материала, не так уж и сложно. Особенно, если разобраться в теме, а не пытаться подключать LED методом «научного тыка». Да. Многие лампы и ленты будут работать и без всяких драйверов. Но, к сожалению, недолго.

Безопасность при подключении

В случае подключения светодиодов к сети 220 В нужно учитывать тот факт, что выключатель светильника полностью размыкает фазный провод. Ноль прокладывается общий на комнату. Часто в электрической сети нет заземления, поэтому угрозу представляет нулевой провод, имеющий определенное напряжение относительно земли.

Иногда заземляющий провод соединяется с батареями отопления или трубами, поэтому, если человек прикоснется одновременно к батарее и фазе, то может попасть под напряжением.

По данной причине при монтаже к сети желательно отключать и нулевой, и фазный провода, используя специальную автоматику, что позволяет избежать поражения током.

Главные нюансы при построении цепи с подключением светодиодных осветительных приборов к сети 220 В связаны с выбором подходящего по параметрам гасящего резистора или конденсатора. Переменный ток в розетке может оказывать разрушительное действие на все полупроводники, пропускающие электричество исключительно в одном направлении. При грамотном ограничении амплитуды тока и расчете нужного амортизационного запаса цепь будет полностью защищена от выгорания и короткого замыкания, что обеспечит долговечность и надежность.

Читайте так же:

Подключение выключателя света с одной клавишей schneider unica

Два основных принципа о том как можно подключить светодиод к 12 вольтам или понизить напряжение на нагрузке

Прежде, чем перейти к конкретным схемам и их описаниям, хотелось бы сказать о двух принципиально разных, но возможных вариантах подключения светодиода к 12 вольтовой сети.

Первый, это когда напряжение падает за счет того, что последовательно светодиоду подключается дополнительное сопротивление потребителя, в качестве которого выступает микросхема-стабилизатор напряжения. В этом случае определенная часть напряжения теряется в микросхеме, превращаясь в тепло. А значит вторая, оставшаяся, достается непосредственно нашему потребителю — светодиоду. Из-за этого он и не сгорает, так как не все суммарное напряжение проходит через него, а только часть. Плюсом применения микросхемы является тот факт, что она способна в автоматическом режиме поддерживать заданное напряжение. Однако есть и минусы. У вас не получиться снизить напряжение ниже уровня, на которое она рассчитана. Второе. Так как микросхема обладает определенным КПД, то падение относительно входа и выхода будет отличаться на 1-1,5 вольта в меньшую сторону. Также для применения микросхемы вам необходимо будет применить хороший рассеивающий радиатор, установленный на ней. Ведь по сути тепло выделяемое от микросхемы, это и есть невостребованные нами потери. То есть то, что мы отсекли от большего потенциала, чтобы получить меньший.

Второй вариант питания светодиода, когда напряжение ограничивается за счет резистора. Это сродни тому, если бы большую водопроводную трубы взяли бы и сузили. При этом поток (расход и давление) снизились бы в разы. В этом случае до светодиода доходит лишь часть напряжения. А значит, он также может работать без опасности быть сожженным. Минусом применения резистора будет то, что он также имеет свой КПД, то есть также тратит невостребованное напряжение в тепло. В этом случае бывает трудно установить резистор на радиатор. В итоге, он не всегда подойдет для включения в цепь. Также минусом будет являться и то обстоятельство, что резистор не поддерживает автоматического удержания напряжение в заданном пределе. При падении напряжения в общей цепи, он подаст настолько же меньшее напряжение и на светодиод. Соответственно обратная ситуация произойдет при повышении напряжения в общей цепи.

Конечно, тот и другой вариант не идеальны, так при работе от портативных источников энергии каждый из них будет тратить часть полезной энергии на тепло. А это актуально! Но что сделать, таков уж принцип их работы. В этом случае источник питания будет тратить часть своей энергии не на полезное действие, а на тепло. Здесь панацеей является использование широтно-импульсной модуляции, но это значительно усложняет схему… Поэтому мы все же остановимся на первых двух вариантах, которые и рассмотрим на практике.

Расчет резистора при параллельном соединении светодиодов

Данное подключение является не желательным и я его не рекомендую применять на практике. Связано это с тем что, у каждого светодиода присутствует технологическое падение напряжения и даже если все светодиоды из одной упаковке – это не является гарантией, что у них падение напряжение будет одинаково из-за технологии производства.

В результате у одного светодиода, ток будет больше чем у других и если он превысить максимально допустимый ток, он выйдет из строя. Следующий светодиод перегорит быстрее, так как через него уже будет проходить оставшийся ток, распределенный между другими светодиодами и так до тех пор, пока все светодиода не выйдут из строя.

Рис.4 – Схема подключения светодиодов при параллельном соединении

Решить данную проблему можно подключив к каждому светодиоду свой резистор, как это показано на рис.5.

Рис.5 – Схема подключения светодиодов и резисторов при параллельном соединении

голоса

Рейтинг статьи