Παράλληλη και σειριακή καλωδίωση Βασικά στοιχεία των LED
Τεχνολογία LED - η τελευταία λέξη της τεχνολογίας φωτισμού, η οποία έχει αλλάξει τον φωτισμό των σπιτιών, των δρόμων, των δημόσιων χώρων, των μεταφορών. Η χρήση τους έχει διάφορα χαρακτηριστικά όσον αφορά τους τύπους σύνδεσης: σύνδεση LED σε σειρά, παράλληλη ή μικτή. Κάθε ένας από αυτούς τους τύπους έχει πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Η σειριακή σύνδεση επιτρέπει τη σύνδεση σε δίκτυο υψηλής τάσης και το μειονέκτημα είναι η αναξιοπιστία. Οι άλλοι τύποι έχουν επίσης τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά τους.
Παράλληλη σύνδεση
Η δίοδος εκπομπής φωτός (LED) είναι ένα μικροστοιχείο, η απόδοση του οποίου εξαρτάται από πολλές παραμέτρους. Τα σφάλματα στη μικροτεχνολογία σημαίνουν ότι η χαρακτηριστική τάση-αμπέρ κάθε μεμονωμένης λυχνίας LED διαφέρει. Επομένως, το κατώφλι λειτουργίας ("ενεργοποίηση") όλων των διόδων είναι διαφορετικό ταυτόχρονα. Αυτό επιτρέπεται από τα πρότυπα ποιότητας και πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά τη σύνταξη των κυκλωματικών διαγραμμάτων. Η παράλληλη σύνδεση των LED απαιτεί ακριβώς αυτή τη ρύθμιση για ταυτόχρονη ενεργοποίηση.
Το διάγραμμα του κυκλώματος δείχνει ότι επιλέγεται διαφορετική αντίσταση για κάθε LED. Όταν ρυθμιστούν, οι αντιστάσεις R1-R6 ρυθμίζουν τη λειτουργία ολόκληρου του συστήματος. Το κατώφλι ενεργοποίησης κάθε διόδου είναι μεταξύ 2,5 και 3,0 βολτ, οπότε οι αντιστάσεις πρέπει να προσαρμοστούν σε κάθε δίοδο. για κάθε δίοδο.
Το χαρακτηριστικό χαμηλής τάσης είναι μια θετική τιμή. Το επίπεδο ενεργοποίησης μιας μεμονωμένης λυχνίας LED είναι έως 3,0 V, οπότε ολόκληρο το συγκρότημα φωτισμού μπορεί να χαρακτηριστεί για χαμηλή τάση.
Ένα σημαντικό πλεονέκτημα της παράλληλης σύνδεσης είναι η "επιβιωσιμότητα" αυτής της παραλλαγής. Εάν μία λυχνία LED αποτύχει, το σύστημα συνεχίζει να λειτουργεί και να παρέχει φωτισμό.
Αυτή η ποιότητα χρησιμοποιείται σε μικροσυσκευές όταν η μικρογραφία είναι σημαντική και συναρμολογούνται σε "ταμπλέτες" μπαταρίας. Τέτοιες κατασκευές παράγονται ευρέως από τη βιομηχανία και προορίζονται για μικρές εργασίες - τοπικό φωτισμό, διαφημιστικούς σκοπούς κ.λπ.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα
Πλεονεκτήματα Τα πλεονεκτήματα της παράλληλης σύνδεσης είναι: χαμηλή τάση τροφοδοσίας, η οποία καθιστά δυνατή την κατασκευή μικροσκοπικών διατάξεων- υψηλή "επιβιωσιμότητα" του συστήματος, καθώς κάθε δίοδος συνδέεται απευθείας με την πηγή ρεύματος. Μειονεκτήματα - Η ανάγκη διαμόρφωσης κάθε λυχνίας LED, η οποία οδηγεί σε αύξηση του αριθμού των στοιχείων (αντιστάσεις)- η ανάγκη για ξεχωριστή πηγή ρεύματος (ή οδηγό) όταν χρησιμοποιούνται δίκτυα ισχύος γενικής χρήσης.
Σύνδεση σειράς
Όταν οι λυχνίες LED συνδέονται σε σειρά στο κύκλωμα, οι μεμονωμένες ρυθμίσεις κυκλώματος κάθε λυχνίας LED ξεχωριστά εξαλείφονται. Έχει όμως τα δικά του ιδιαίτερα χαρακτηριστικά.
Το κύκλωμα έχει δημιουργηθεί με μία μόνο αντίσταση και όλες οι δίοδοι ενεργοποιούνται ταυτόχρονα. Το πλεονέκτημα αυτής της σύνδεσης είναι ότι είναι απλή και χαμηλής περιεκτικότητας σε στοιχεία. Το μειονέκτημα είναι η χαμηλή "επιβιωσιμότητα": αν μια δίοδος αποτύχει, ολόκληρο το σύστημα απενεργοποιείται.
Η σειριακή μέθοδος σύνδεσης των φωτιστικών LED επιτρέπει τη χρήση τροφοδοτικών υψηλής τάσης. Συνήθως, πρόκειται για σταθερά φωτιστικά σώματα για διάφορες εφαρμογές που χρησιμοποιούν τυπικό δημόσιο ηλεκτρικό δίκτυο..
Συστήματα LED 12 V
Τα προϊόντα LED με ονομαστική τάση 12 V ανήκουν γενικά στην κατηγορία φωτισμού αυτοκινήτων. Το δίκτυο της αυτοκινητοβιομηχανίας διαθέτει σταθεροποιητές, οπότε δεν υπάρχει ανάγκη εξισορρόπησης της τάσης. Ο φωτισμός LED στα αυτοκίνητα έχει γίνει δημοφιλής - πολλές εταιρείες χρησιμοποιούν ευρέως φωτισμό LED στα μοντέλα για να φωτίζουν το δρόμο και να λειτουργούν τα συστήματα συναγερμού, να φωτίζουν το εσωτερικό, το πορτμπαγκάζ και το ταμπλό. Ωστόσο, η χρήση των LED στα αυτοκίνητα οδήγησε σε αύξηση της τιμής των στοιχείων φωτισμού, ιδίως των προβολέων και των φωτεινών σηματοδοτών. Σε ορισμένα premium μοντέλα, το κόστος ενός μπλοκ προβολέων είναι συγκρίσιμο με την τιμή ενός φθηνού αυτοκινήτου.
Επίσης, οι λυχνίες LED 12 βολτ χρησιμοποιούνται στις κατασκευές και στη διακόσμηση κατοικιών. Συχνά πρόκειται για λωρίδες LED που όχι μόνο φωτίζουν ένα δωμάτιο αλλά και δημιουργούν φωτεινές εγκαταστάσεις. Αυτό απαιτεί την εγκατάσταση μετασχηματιστών υποβιβασμού ή οδηγών που συνδέονται με το δίκτυο ρεύματος του σπιτιού για να εξασφαλιστεί η μακροχρόνια λειτουργία των διόδων.
Συστήματα LED 220 V
Τέτοια συστήματα διόδων είναι τα πιο συνηθισμένα. Τα LED σε σειρά συνδεδεμένα στα 220 V χρησιμοποιούνται για το φωτισμό μεγάλων χώρων, ισχυρούς προβολείς, φωτισμό δρόμων, συστήματα σηματοδότησης αεροδρομίων κ.λπ.
Η παραπάνω αλυσιδωτή σύνδεση 220 V είναι ο απλούστερος τρόπος σύνδεσης μιας αλυσίδας διόδων με μικρό αριθμό εξαρτημάτων.
Μικτή σύνδεση LED
Αυτός ο τύπος σύνδεσης χρησιμοποιεί τα πλεονεκτήματα της παράλληλης και της σειριακής σύνδεσης των LED. Η μικτή (ή υβριδική) σύνδεση χρησιμοποιείται σε πολύπλοκα συστήματα LED με μεγάλο αριθμό φωτεινών σημείων και συνδυάζει φωτιστικά στενής δέσμης υψηλής ισχύος και διάχυτο φως.
Η μικτή καλωδίωση αξιοποιεί τα πλεονεκτήματα της παράλληλης και της σειριακής καλωδίωσης για να αυξήσει την αξιοπιστία του συνολικού συστήματος: αν μια δίοδος αποτύχει, ολόκληρο το σύστημα παραμένει λειτουργικό και οι υπόλοιπες λυχνίες LED δεν υπερφορτίζονται και δεν χάνουν τη διάρκεια ζωής τους.
Κοινά λάθη σύνδεσης
Μια λυχνία LED είναι ένα στοιχείο ρεύματος, το οποίο αντιδρά "επώδυνα" στην αύξηση της ροής ρεύματος. Αυτό πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά τη δημιουργία συστημάτων που περιλαμβάνουν λυχνίες LED, όπου υπάρχουν πολλά στοιχεία που επηρεάζουν τη λειτουργία και τη διάρκεια ζωής των διόδων. Αυτό είναι ένα συνηθισμένο λάθος στα συστήματα LED που λειτουργούν με μπαταρία: αν η μπαταρία δεν είναι αρκετά ισχυρή, η ροή ρεύματος περιορίζεται από την εσωτερική της αντίσταση, η οποία εμποδίζει τις διόδους να υπερβούν το όριο ρεύματος και να προκαλέσουν βλάβη.
Για τα συστήματα που περιλαμβάνουν διόδους, οι δίοδοι σε σειρά θεωρούνται οι καλύτερες. Είναι απλές στη σχεδίαση και την κατασκευή, μικρές σε αριθμό, αξιόπιστες στη λειτουργία και επιτρέπουν τη σύνδεση με πηγές υψηλής τάσης χωρίς την ανάγκη μετασχηματιστών υποβιβασμού.
Φυσικά, τα συστήματα με παράλληλη σύζευξη έχουν το πλεονέκτημα ότι μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε μικροσκοπικές εφαρμογές. Απαιτούν όμως πηγές ρεύματος χαμηλής τάσης.
Για την αύξηση της αξιοπιστίας και της διάρκειας ζωής των συστημάτων LED, χρησιμοποιούνται σταθεροποιητές και οδηγοί για την αποφυγή σφαλμάτων σχεδιασμού και τη χρήση όλων των τύπων συνδέσεων.
Επίκαιρο βίντεο: Γιατί οι δίοδοι συνδέονται σε σειρά και παράλληλα.
Επιλογή του σωστού οδηγού
Οι οδηγοί είναι ηλεκτρονικά τροφοδοτικά που χρησιμοποιούνται κατά τη σύνδεση διόδων οι οποίες είναι ευαίσθητες σε υπερένταση. Οι συσκευές αυτές βασίζονται κυρίως στις αρχές της διαμόρφωσης εύρους παλμών (PWM), η οποία εξασφαλίζει τη μέγιστη απόδοση του συστήματος και την αυτόματη ρύθμιση του ρεύματος. Κατά την επιλογή του σωστού οδηγός LED, λαμβάνονται υπόψη τα ακόλουθα:
- Τάση εισόδου και εξόδου
- ρεύμα εξόδου,
- ισχύς εξόδου,
- βαθμός προστασίας έναντι του περιβάλλοντος.
Οι τάσεις εισόδου και εξόδου είναι οι απαιτήσεις των παραμέτρων του δικτύου: εναλλασσόμενο ή συνεχές ρεύμα (220 V οικιακό δίκτυο - εναλλασσόμενο ρεύμα, 12 V δίκτυο αυτοκινήτου - συνεχές ρεύμα). Το ρεύμα φορτίου υπολογίζεται από τον αριθμό των λυχνιών LED και τα τρέχοντα δεδομένα τους. Η ισχύς εξόδου καθορίζεται από την ισχύ ολόκληρου του κυκλώματος. Ο βαθμός προστασίας εξαρτάται από το αν το φωτιστικό τοποθετείται σε εξωτερικούς ή εσωτερικούς χώρους.
