Основи паралельного та послідовного підключення світлодіодів

Світлодіодна техніка – останнє досягнення світлотехніки, яке внесло зміни до освітлення житла, вулиць, громадських місць, транспорту. Їх застосування має ряд особливостей за видами підключення: послідовне з'єднання світлодіодів, паралельне або змішане. Кожен із цих видів має позитивні та негативні сторони. Послідовне припускає приєднання до високовольтної мережі, а недоліком є ​​ненадійність. Інші види також мають свої плюси та мінуси.

Паралельне включення

Світлодіод (СД, LED) - мікроелемент, робота якого залежить від багатьох параметрів. Похибки в мікротехнологіях призводять до того, що вольт-амперна характеристика кожного окремого ЦД відрізняється. Тому поріг спрацьовування («вмикання») всіх діодів одночасно різний. Це допускається стандартами якості і необхідно враховувати при побудові електросхем. Паралельне з'єднання світлодіодів вимагає саме такого налаштування для їх одночасного спрацьовування.

Схема паралельного підключення

На електросхемі видно, що кожного СД вибирається свій резистор. При налаштуванні резистори R1-R6 регулюють роботу всієї системи. Поріг спрацьовування кожного діода лежить у межах 2,5-3,0 Вольт, тому резистори необхідно підбирати під кожен діод.

Позитивним показником є ​​низьковольтна характеристика. Рівень спрацьовування одного LED становить до 3,0, тому можна розрахувати весь світловий вузол на низьку напругу.

Істотною перевагою паралельного приєднання є «живучість» такого варіанту.При виході з ладу одного світлодіодного елемента система продовжує працювати та давати освітлення.

Ця якість використовується в міні-приладах, коли важлива мініатюризація і вони зібрані на акумуляторних «таблетках».

Переваги та недоліки

Перевагами паралельного підключення СД є: низька напруга живлення схеми, що дає можливість побудови мініатюрних приладів; Недоліками – необхідність налаштування кожного ЦД, що веде до збільшення числа елементів (резисторів);

Послідовне включення

При послідовному з'єднанні світлодіодів в електросхемі виключені індивідуальні налаштування ланцюга кожного ЦД окремо.

Схема налаштовується одним резистором, при цьому відбувається спрацьовування всіх діодів одночасно. Перевагою цього з'єднання є малокомпонентність і простота.

Послідовний спосіб підключити LED-прилади дозволяє використовувати високовольтні джерела струму..

Системи ЦД з напругою 12 В

LED-пристрої, розраховані на 12 В, зазвичай належать до класу автомобільного світла.Автомобільна мережа має стабілізатори, тому необхідності вирівнювання напруги немає. LED-світло в автомобілях стало популярним - багато фірм широко застосовують світлодіодне підсвічування в моделях для освітлення дороги і роботи сигналізації, підсвічування салону, багажника і приладової панелі. підвищення ціни світлових елементів, особливо головного світла та сигнальних світлоблоків. блок-фари можна порівняти з ціною недорогого автомобіля.

Також 12-вольтові LED-діоди використовуються в будівництві та оздобленні житлових приміщень. Часто це світлодіодні стрічки, які не тільки освітлюють кімнату, але й створюють світлові інсталяції. .

Системи ЦД напругою 220 В

Такі діодні системи найпоширеніші. Світлодіоди з послідовним з'єднанням, розраховані на 220, служать для освітлення великих приміщень, застосовуються в потужних прожекторах, у вуличному освітленні, сигнальних системах аеропортів і т.д.

Послідовне підключення LED-діодів до мережі 220 В.

Наведений варіант послідовного з'єднання на 220 являє собою найпростіший спосіб підключити ланцюжок діодів з малим числом компонентів.

Змішане підключення світлодіодів

Цей вид підключення використовує переваги паралельного і послідовного включення СД.

Порівняння систем змішаного включення

Змішані з'єднання реалізують переваги паралельного та послідовного включень для підвищення надійності всієї системи: якщо перегорає один з діодів, то вся схема залишається працездатною, при цьому інші ЦД не відчувають перенапруги та зберігають ресурс.

Поширені помилки під час підключення

Світлодіод – це струмовий елемент, який «болюче» реагує на підвищення струму, що протікає. Це треба враховувати при створенні систем, що включають ЦД, де багато елементів, що впливають на роботу діодів та їх ресурс. Це є поширеною помилкою і стосується LED-систем на акумуляторних батареях: якщо батарея недостатньо потужна, то струм, що протікає, обмежується її внутрішнім опором, що не дозволить перевищити граничні значення струмових характеристик діодів і не приведе до виходу їх з ладу.

Для систем, що включають діоди, найкращими зважають на послідовне з'єднання. Вони прості у розробці та виробництві, малоелементні, надійні в експлуатації, забезпечують підключення до високовольтних джерел без застосування понижувальних трансформаторів.

Звичайно, системи з паралельним приєднанням мають свої переваги – можливість використання у мініатюрних приладах. Але вони потребують низьковольтних джерел струму.

Для збільшення надійності та ресурсу LED-систем застосовуються стабілізатори та драйвери, що дозволяє уникати помилок під час проектування та дає можливість використовувати всі види підключень.

Тематичне відео: Для чого діоди з'єднують послідовно та паралельно.

Вибір потрібного драйвера

Драйвери – це електронні блоки живлення, які використовуються при підключенні ЦД, які є чутливими до перевищення струмів.Ці прилади в основному побудовані на принципах широтно-імпульсної модуляції (ШІМ), що забезпечує максимальний ККД системи та автоматичне регулювання струму. При виборі потрібного драйвера для LED-схеми враховуються:

• вхідна та вихідна напруга;
• вихідний струм;
• вихідна потужність;
• ступінь захисту від довкілля.

Вхідна та вихідна напруга – це вимоги параметрів мережі: змінна або постійна (будинкова мережа 220 В – змінна, автомобільна мережа 12 В – постійна). Струм навантаження розраховується за кількістю світлодіодів та їх струмових даних. Вихідна потужність визначається потужністю всієї схеми. Ступінь захисту залежить від того, де розміщується світильник – на вулиці чи у приміщенні.