فئات: إلكترونيات عملية, كل شيء عن المصابيح
مرات المشاهدة: 445777
تعليقات على المقال: 28
جيد وسيء أنماط الأسلاك الصمام
في المقالات السابقة ، تم وصف المشكلات المختلفة المتعلقة بتوصيل LEDs. لكن لا يمكنك كتابة كل شيء في مقال واحد ، لذلك يجب عليك متابعة هذا الموضوع. هنا سنتحدث عن طرق مختلفة لتشغيل المصابيح.
كما ذكر في المقالات المذكورة ، الصمام هو الجهاز الحالي، أي يجب أن يقتصر التيار من خلال المقاوم. لقد تم بالفعل وصف كيفية حساب هذه المقاومة ، ولن نكررها هنا ، ولكننا سنقدم المعادلة ، فقط في حالة ، مرة أخرى.
الشكل 1
هنا هو ما يصل. - امدادات التيار الكهربائي ، Uad. - انخفاض الجهد عبر LED ، R - مقاومة المقاوم الحد ، I - الحالي من خلال الصمام.
ومع ذلك ، على الرغم من كل النظرية ، تنتج الصناعة الصينية جميع أنواع الهدايا التذكارية والحلي والولاعات ، التي يتم فيها تشغيل مؤشر LED بدون مقاوم محدد: فقط بطاريتان أو ثلاث بطاريات للقرص وصمام واحد. في هذه الحالة ، يقتصر التيار على المقاومة الداخلية للبطارية ، والتي لا تكفي قوتها ببساطة لحرق المصباح.
ولكن هنا ، بالإضافة إلى الإرهاق ، هناك خاصية أخرى غير سارة - تدهور المصابيح ، الأكثر توارثًا في LEDs الأبيض والأزرق: بعد فترة ، يصبح سطوع التوهج ضئيلًا للغاية ، على الرغم من أن التيار من خلال LED يتدفق بدرجة كافية ، على المستوى الاسمي.
هذا لا يعني أنه لا يلمع على الإطلاق ، والتوهج بالكاد ملحوظ ، ولكن هذا لم يعد مصباح يدوي. إذا حدث تدهور التيار المقنن في موعد لا يتجاوز عام من التلألؤ المستمر ، فعندئذ مع وجود تيار مبالغ فيه ، يمكن توقع هذه الظاهرة خلال نصف ساعة. يجب أن يسمى هذا إدراج LED سيئة.
لا يمكن تفسير مثل هذا المخطط إلا بالرغبة في التوفير على المقاوم واحد ، وتكلفة اللحام ، وتكاليف اليد العاملة ، والتي ، على نطاق واسع من الإنتاج ، لها ما يبررها على ما يبدو. بالإضافة إلى ذلك ، تعتبر المفاتيح أو المفاتيح أخف وزناً لمرة واحدة: فقد نفد الغاز أو نفدت البطارية - لقد أزالوا التذكار.
الشكل 2. المخطط سيء ، ولكنه يستخدم كثيرًا.
تظهر أشياء مثيرة جدًا للاهتمام (بالطبع ، عن طريق الصدفة) إذا كان ، في مثل هذا المخطط ، متصلاً LED بمصدر طاقة بجهد خرج 12 فولت وتيار 3A على الأقل: يحدث وميض عمياء ، وبوبًا عالي الصوت إلى حد ما ، ودخانًا مسموعًا ، ولا تزال هناك رائحة خانقة. لذلك أتذكر هذا المثل: "هل من الممكن أن ننظر إلى الشمس من خلال التلسكوب؟ نعم ، لكن مرتين فقط. مرة واحدة بالعين اليسرى ، والآخر باليمين ". بالمناسبة ، فإن توصيل مؤشر LED دون تحديد مقاوم هو الخطأ الأكثر شيوعًا بين المبتدئين ، وأود أن أحذر منه.
لتصحيح هذا الموقف ، وإطالة عمر الصمام ، ينبغي تعديل الدائرة قليلاً.
الشكل 3. تخطيط جيد ، صحيح.
يجب اعتبار مثل هذا المخطط جيدًا أو صحيحًا. للتحقق مما إذا كانت قيمة المقاوم R1 موضحة بشكل صحيح ، يمكنك استخدام الصيغة الموضحة في الشكل 1. نفترض أن انخفاض الجهد على LED 2V ، 20mA الحالي ، الجهد 3V بسبب استخدام بطاريتي إصبع.
بشكل عام ، لا يتعين عليك السعي من أجل قصر التيار على مستوى الحد الأقصى المسموح به 20 مللي أمبير ، يمكنك تشغيل مؤشر LED بتيار أقل ، جيدًا ، على الأقل ، مللي أمبير 15 ... 18. في هذه الحالة ، سيكون هناك انخفاض طفيف للغاية في السطوع ، والذي لن تلاحظه عين الإنسان ، نظرًا لخصائص الجهاز ، ولكن ستزيد حياة المصباح بشكل كبير.
يمكن العثور على مثال آخر على مصابيح LED التي يتم تشغيلها بشكل سيئ في العديد من المصباح الكهربائي ، وهو بالفعل أقوى من الحلقات والولاعات الرئيسية. في هذه الحالة ، يتم توصيل عدد معين من المصابيح ، كبيرة جدًا في بعض الأحيان ، ببساطة بالتوازي ، وأيضًا بدون مقاوم محدد ، والذي يعمل مرة أخرى كمقاومة داخلية للبطارية.غالبًا ما يتم إصلاح هذه المصابيح الكاشفة على وجه التحديد بسبب نضوب المصابيح.
الشكل 4. سيئة للغاية الرسم التخطيطي الأسلاك.
يبدو أن الموقف الموضح في الشكل 5. يمكن أن يصحح الموقف ، فقط المقاوم ، ويبدو أن الأمور قد تحسنت.
الشكل 5. هذا هو بالفعل أفضل قليلا.
ولكن مثل هذا الإدراج سوف يساعد قليلاً. والحقيقة هي أنه في الطبيعة لا يمكن ببساطة العثور على جهازين شبه موصلين متطابقين. لهذا السبب ، على سبيل المثال ، تتمتع الترانزستورات من نفس النوع بمكاسب مختلفة ، حتى لو كانت من نفس مجموعة الإنتاج. الثايرستور و triacs مختلفة أيضا. يفتح البعض بسهولة ، في حين أن البعض الآخر ثقيلة للغاية بحيث يجب التخلي عنها. يمكن قول الشيء نفسه عن المصابيح - اثنين متطابقة تماما ، وخاصة ثلاثة أو مجموعة كاملة ، فمن المستحيل العثور عليها ببساطة.
ملاحظة حول الموضوع. في DataSheet لمجموعة SMD-5050 LED (ثلاثة مصابيح LED مستقلة في غلاف واحد) ، لا ينصح بإدراجها في الشكل 5. مثل ، بسبب تناثر معلمات المصابيح الفردية ، قد يكون الفرق في توهجها ملحوظًا. ويبدو ، في حالة واحدة!
المصابيح ، بالطبع ، ليس لها أي مكسب ، ولكن هناك معلمة مهمة مثل انخفاض الجهد المباشر. وحتى إذا كانت مصابيح LED مأخوذة من مجموعة تكنولوجية واحدة ، من حزمة واحدة ، فلن يكون هناك ببساطة أي منها متطابقين فيها. لذلك ، فإن التيار لجميع المصابيح سوف تكون مختلفة. سوف يضيء مصباح LED هذا ، الذي سيكون فيه التيار أكثر من غيره ، وسوف يتجاوز عاجلاً أم آجلاً الاسم ، قبل أي شخص آخر.
فيما يتعلق بهذا الحدث المؤسف ، فإن كل التيار الممكن يمر بمصابيح LED المتبقية ، ويتجاوز بشكل طبيعي المؤشر الضوئي الاسمي. بعد كل شيء ، تم حساب المقاوم "لمدة ثلاثة" ، لمدة ثلاثة المصابيح. سيؤدي التيار الزائد إلى زيادة تسخين بلورات LED ، وأيضًا "الأضعف" يحترق أيضًا. لم يكن لدى LED الأخير خيار سوى اتباع مثال رفاقه. يتم الحصول على مثل هذا التفاعل سلسلة.
في هذه الحالة ، تعني كلمة "حرق" كسر الدائرة. ولكن يمكن أن يحدث ذلك في أحد مصابيح LED ، ستؤدي دائرة قصر أولية إلى قطع مؤشري LED المتبقيين. بطبيعة الحال ، سوف يخرجون بالتأكيد ، على الرغم من أنهم سيبقون على قيد الحياة. مع هذا الخلل ، سوف يسخن المقاوم بشدة ، وفي النهاية ، قد يحترق.
لمنع حدوث ذلك ، تحتاج الدائرة إلى تغيير بسيط: لكل مصباح ، قم بتثبيت المقاوم الخاص به ، وهو موضح في الشكل 6.
الشكل 6. وهكذا ، فإن المصابيح سوف تستمر لفترة طويلة جدا.
هنا ، كل شيء كما هو مطلوب ، كل ذلك وفقًا لقواعد تصميم الدوائر: سيتم تقييد التيار لكل LED بواسطة المقاوم لها. في هذه الدائرة ، تكون التيارات عبر المصابيح مستقلة عن بعضها البعض.
لكن هذا التضمين لا يسبب الكثير من الحماس ، لأن عدد المقاومات يساوي عدد المصابيح. ولكن أود الحصول على مزيد من المصابيح ، وعدد أقل من المقاومات. كيف تكون؟
المخرج من هذا الموقف بسيط للغاية. يجب استبدال كل مؤشر LED بسلسلة من مصابيح LED المتصلة بالسلسلة ، كما هو موضح في الشكل 7.
الشكل 7. التوازي إدراج أكاليل.
تكلفة مثل هذا التحسن ستكون زيادة في امدادات التيار الكهربائي. إذا كان فولت واحد فقط يكفي لإضاءة LED واحدة ، فلا يمكن إشعال حتى مؤشران ضوئيان متصلان في سلسلة من هذا الجهد. فما الجهد المطلوب لتشغيل إكليل من المصابيح؟ أو بطريقة أخرى ، كم عدد مصابيح LED التي يمكن توصيلها بمصدر طاقة بجهد كهربائي ، على سبيل المثال ، 12V؟
المذكرة. فيما يلي ، ينبغي فهم مصطلح "جارلاند" ليس فقط كزينة لشجرة عيد الميلاد ، ولكن أيضًا على أنه أي جهاز إضاءة LED متصل بمصابيح LED في سلسلة أو بالتوازي. الشيء الرئيسي هو أن هناك أكثر من LED. إكليل ، كما أنه إكليل في أفريقيا!
للحصول على إجابة لهذا السؤال ، يكفي تقسيم جهد التيار الكهربائي ببساطة عن طريق انخفاض الجهد على مؤشر LED. في معظم الحالات ، عند حساب هذا الجهد يؤخذ 2V. ثم اتضح 12/2 = 6.لكن لا تنسَ أن جزءًا من الجهد يجب أن يبقى للمقاوم المقاوم للتبريد ، على الأقل فولت 2.
اتضح أن 10V فقط لا يزال على المصابيح ، ويصبح عدد المصابيح 10/2 = 5. في هذه الحالة ، من أجل الحصول على تيار قدره 20 مللي أمبير ، يجب أن يكون للمقاوم المحدد درجة 2V / 20mA = 100Ohm. ستكون قوة المقاوم P = U * I = 2V * 20mA = 40mW.
مثل هذا الحساب صحيح تمامًا إذا كان الجهد الأمامي لمصابيح LED في الإكليل ، كما هو مبين ، هو 2 فولت. هذه القيمة هي التي تؤخذ في كثير من الأحيان في الحسابات ، وبعض المتوسط. ولكن في الواقع ، يعتمد هذا الجهد على نوع المصابيح ، على لون التوهج. لذلك ، عند حساب الإقحوانات ، يجب عليك التركيز على نوع المصابيح. يتم عرض انخفاض الجهد لأنواع مختلفة من المصابيح في الجدول الموضح في الشكل 8.
الشكل 8. انخفاض الجهد على المصابيح من ألوان مختلفة.
وبالتالي ، مع الجهد الكهربائي لإمدادات الطاقة 12V ، ناقص انخفاض الجهد عبر المقاوم الحد الحالي ، يمكن توصيل ما مجموعه 10 / 3.7 = 2.7027 المصابيح البيضاء. لكن لا يمكنك قطع جزء من مؤشر LED ، لذلك يمكن توصيل اثنين فقط من المصابيح. يتم الحصول على هذه النتيجة إذا أخذنا الحد الأقصى لقيمة انخفاض الجهد من الجدول.
إذا استبدلنا 3V بالحساب ، فمن الواضح أنه يمكن توصيل ثلاثة مصابيح LED. في هذه الحالة ، في كل مرة يتعين عليك حساب مقاومة المقاوم المحدد بدقة. إذا اتضح أن مصابيح LED الحقيقية قد انخفضت بنسبة 3.7 فولت ، أو ربما أعلى ، فقد لا تضيء مصابيح LED الثلاثة. لذلك من الأفضل التوقف عند الثانية.
لا يهم بشكل أساسي اللون الذي ستكون عليه مصابيح LED ، فقط عند حسابك يجب أن تأخذ في الاعتبار انخفاضات الجهد المختلفة اعتمادًا على لون المصابيح. الشيء الرئيسي هو أنها مصممة لتيار واحد. من المستحيل تجميع إكليل متتالي من LEDs ، يحتوي بعضها على تيار 20 مللي أمبير ، وجزء آخر من 10 مللي أمبير.
من الواضح أنه عند تيار يبلغ 20 مللي أمبير ، ستحترق مصابيح LED ذات تيار مقنن يبلغ 10 مللي أمبير. إذا قصرت التيار على 10 مللي أمبير ، فلن تضيء المصابيح الأمامية البالغة 20 ملليمترا بشكل كافي ، كما هو الحال في مفتاح مزود بمصباح LED: يمكنك أن ترى في الليل ، وليس في فترة ما بعد الظهر.
لجعل الحياة أسهل لأنفسهم ، يقوم هواة الراديو بتطوير برامج حاسبات مختلفة تسهل جميع أنواع الحسابات الروتينية. على سبيل المثال ، برامج لحساب الحث ، مرشحات من أنواع مختلفة ، المثبتات الحالية. هناك مثل هذا البرنامج لحساب أكاليل LED. تظهر لقطة شاشة لمثل هذا البرنامج في الشكل 9.
الشكل 9. لقطة شاشة للبرنامج "Account_resistance_resistor_Ledz_".
البرنامج يعمل بدون تثبيت في النظام ، تحتاج فقط إلى تنزيله واستخدامه. كل شيء بسيط للغاية وواضح لدرجة أنه لا يوجد أي تفسير للشاشة مطلوب على الإطلاق. وبطبيعة الحال ، يجب أن تكون جميع مصابيح LED بنفس اللون وبنفس التيار.
انظر أيضًا من منشور سابق على الموقع: كيفية توصيل الصمام بشبكة الإضاءة
المقاومات الحد هي ، بطبيعة الحال ، جيدة. ولكن فقط عندما يكون معروفًا أن هذا الطوق سيكون مدعومًا مصدر استقر DC 12V ، والتيار من خلال المصابيح لن تتجاوز القيمة المحسوبة. ولكن ماذا لو لم يكن هناك مصدر للجهد 12V؟
قد ينشأ مثل هذا الموقف ، على سبيل المثال ، في شاحنة ذات جهد 24V على متن الطائرة. للخروج من مثل هذه الأزمة ، سيساعد أداة التثبيت الحالية ، على سبيل المثال ، "SSC0018 - مثبت التيار القابل للضبط 20..600mA". يظهر الشكل في الشكل 10. ويمكن شراء هذا الجهاز في المتاجر عبر الإنترنت. سعر الإصدار هو 140 ... 300 روبل: كل هذا يتوقف على خيال وغرور البائع.
الرقم 10. قابل للتعديل الحالي منظم SSC0018
تظهر مواصفات المثبت في الشكل 11.
الشكل 11. الخصائص التقنية للمثبت الحالي SSC0018
في البداية ، تم تصميم مثبت التيار SSC0018 للاستخدام في تجهيزات الإضاءة LED ، ولكن يمكن استخدامه أيضًا لشحن البطاريات الصغيرة. استخدام SSC0018 بسيط للغاية.
يمكن أن تكون مقاومة الحمل عند إخراج المثبت الحالي صفرا ، يمكنك ببساطة قصر دائرة أطراف الخرج. بعد كل شيء ، المثبتات والمصادر الحالية ليست خائفة من دوائر قصيرة. في هذه الحالة ، سيتم تصنيف التيار الناتج. حسنًا ، إذا قمت بتعيين 20 مللي أمبير ، فسيكون هناك الكثير.
مما سبق ، يمكننا أن نستنتج أن ملليمترا من التيار المباشر يمكن أن تكون مرتبطة مباشرة إلى إخراج المثبت الحالي. يجب بدء مثل هذا الاتصال من الحد الأقصى للقياس ، لأنه لا أحد يعرف ما الذي ينظم التيار هناك. بعد ذلك ، قم ببساطة بتدوير المقاوم ضبط لضبط الحالية المطلوبة. في هذه الحالة ، بطبيعة الحال ، لا تنس توصيل جهاز التثبيت الحالي SSC0018 بمصدر الطاقة. يوضح الشكل 12 مخطط الأسلاك SSC0018 لتشغيل مصابيح LED المتصلة على التوازي.
الشكل 12. توصيل المصابيح LED الموصولة بالتوازي
كل شيء هنا واضح من المخطط. لأربعة مصابيح LED مع استهلاك تيار يبلغ 20 مللي أمبير ، يجب ضبط كل ناتج جهاز التثبيت على تيار يبلغ 80 مللي أمبير. في هذه الحالة ، عند إدخال جهاز التثبيت SSC0018 ، يتطلب الجهد القليل أكثر من انخفاض الجهد في LED واحد ، كما هو مذكور أعلاه. بطبيعة الحال ، فإن الجهد الأكبر مناسب ، لكن هذا لن يؤدي إلا إلى تسخين إضافي لرقاقة التثبيت.
المذكرة. إذا كان الجهد الكهربي لمصدر التيار الكهربائي ، للحد من التيار بمقاوم ، يجب أن يتجاوز قليلاً إجمالي الجهد في المصابيح ، فقط فولتين ، ثم للتشغيل العادي لمثبت التيار SSC0018 ، يجب أن يكون هذا الفائض أعلى قليلاً. ما لا يقل عن 3 ... 4V ، وإلا لن يتم فتح العنصر المنظم للمثبت.
يوضح الشكل 13 اتصال مثبت SSC0018 عند استخدام إكليل من عدة مصابيح LED متصلة بالسلسلة.
الشكل 13. تشغيل السلسلة التسلسلية من خلال مثبت SSC0018
هذا الرقم مأخوذ من الوثائق الفنية ، لذلك دعونا نحاول حساب عدد من المصابيح في الطوق والجهد المستمر المطلوب من امدادات الطاقة.
يتيح لنا التيار الموضح في الرسم التخطيطي ، 350mA ، أن نستنتج أن الطوق يتم تجميعه من مصابيح LED بيضاء قوية ، لأنه كما ذكرنا أعلاه ، فإن الغرض الرئيسي من مثبت SSC0018 هو مصادر الإضاءة. انخفاض الجهد عبر الصمام الأبيض في غضون 3 ... 3.7V. لحساب ، يجب أن تأخذ الحد الأقصى لقيمة 3.7V.
الحد الأقصى لمدخلات الجهد ل SSC0018 المثبت هو 50V. طرح من هذه القيمة من 5V ، اللازمة لتحقيق الاستقرار نفسه ، لا يزال 45V. يمكن أن يكون هذا الجهد "مضيئًا" 45 / 3.7 = 12.1621621 ... LEDs. من الواضح ، يجب تقريب هذا إلى 12.
قد يكون عدد المصابيح أقل. بعد ذلك ، يجب خفض جهد الدخل (في حين لن يتغير تيار الخرج ، سيبقى 350mA كما تم ضبطه) ، لماذا يجب أن أمد 50V إلى 3 LED ، حتى المصابيح القوية؟ يمكن أن ينتهي هذا الاستهزاء بالفشل ، لأن مصابيح LED القوية ليست رخيصة بأي حال من الأحوال. ما الجهد المطلوب لتوصيل ثلاثة مصابيح LED قوية؟
قابل للتعديل الحالي استقرار SSC0018 جهاز جيد جدا. ولكن السؤال كله هو ، هل هناك حاجة دائما؟ وسعر الجهاز مربكا إلى حد ما. ماذا يمكن أن يكون الطريق للخروج من هذا الوضع؟ كل شيء بسيط جدا. يتم الحصول على منظم تيار ممتاز من مثبتات الجهد المتكاملة ، على سبيل المثال ، سلسلة 78XX أو LM317.
لإنشاء مثل هذا المثبت الحالي على أساس مثبت الجهد ، هناك حاجة إلى جزئين فقط. في الواقع ، فإن المثبت نفسه ومقاوم واحد ، تساعد المقاومة والقوة في حساب برنامج StabDesign ، تظهر لقطة شاشة له في الشكل 14.
صور 14. حساب المثبت الحالي باستخدام برنامج StabDesign.
البرنامج لا يتطلب تفسيرات خاصة. في القائمة المنسدلة النوع ، يتم تحديد نوع المثبت ، في السطر II ، يتم ضبط التيار المطلوب والضغط على الزر "حساب". والنتيجة هي مقاومة المقاوم R1 وقوتها. في الشكل ، تم إجراء الحساب لتيار قدره 20 مللي أمبير.هذا هو الحال عندما يتم توصيل المصابيح في سلسلة. بالنسبة للاتصال الموازي ، يتم حساب التيار بنفس الطريقة الموضحة في الشكل 12.
يتم توصيل جارلاند LED بدلاً من المقاوم Rн ، مما يرمز إلى تحميل المثبت الحالي. من الممكن توصيل مصباح LED واحد فقط. في هذه الحالة ، يتم توصيل الكاثود بسلك شائع ، والأنوار إلى المقاوم R1.
يتراوح الجهد الكهربي لمدخل التيار المدروس في نطاق 15 ... 39V ، حيث يتم استخدام جهاز التثبيت 7812 بجهد تثبيت 12 فولت.
يبدو أن هذه هي نهاية القصة حول المصابيح. ولكن هناك أيضًا شرائط LED ، والتي سيتم مناقشتها في المقالة التالية.
استمرار المقال: تطبيق قطاع الصمام
بوريس الأديشين
انظر أيضا في electro-ar.tomathouse.com
: