Základy paralelného a sériového zapojenia LED
LED technológia je najnovším úspechom v osvetľovacej technike, ktorý priniesol zmeny v osvetlení bývania, ulíc, verejných priestranstiev a dopravy. Ich aplikácia má množstvo funkcií podľa typov pripojenia: sériové pripojenie LED, paralelné alebo zmiešané. Každý z týchto typov má pozitívne a negatívne stránky. Sériový umožňuje pripojenie k vysokonapäťovej sieti a nevýhodou je nespoľahlivosť. Aj iné typy majú svoje pre a proti.
Paralelné pripojenie
Svetelná dióda (LED, LED) je mikroprvok, ktorého činnosť závisí od mnohých parametrov. Chyby v mikrotechnológiách vedú k tomu, že charakteristika prúdového napätia každej jednotlivej LED je odlišná. Preto je prah pre prevádzku („zapnutie“) všetkých diód súčasne odlišný. To je povolené normami kvality a musí sa to vziať do úvahy pri konštrukcii elektrických obvodov. Paralelné zapojenie LED vyžaduje presne toto nastavenie pre ich súčasnú prevádzku.
Schéma zapojenia ukazuje, že pre každú LED je vybraný vlastný odpor. Pri nastavovaní odpory R1-R6 regulujú činnosť celého systému. Prahová hodnota pre každú diódu je preto v rozsahu 2,5-3,0 voltov treba zvoliť odpory pre každú diódu.
Pozitívnym indikátorom je charakteristika nízkeho napätia. Úroveň spúšťania jednej LED je až 3,0 V, takže celý svetelný uzol môže byť navrhnutý pre nízke napätie.
Podstatnou výhodou paralelného pripojenia je „prežitie“ tejto možnosti. Ak jeden prvok LED zlyhá, systém pokračuje v činnosti a poskytuje osvetlenie.
Táto kvalita sa používa v minizariadeniach, keď je dôležitá miniaturizácia a sú zostavené na dobíjacích „tabletoch“. Takéto remeslá sú široko vyrábané v priemysle a sú určené na malé úlohy - miestne osvetlenie, na reklamné účely atď.
Výhody a nevýhody
Výhody Paralelné zapojenie LED diód sú: napájanie nízkonapäťového obvodu, čo umožňuje zostaviť miniatúrne zariadenia; vysoká "prežitosť" systému, pretože každá dióda je pripojená priamo k zdroju prúdu. nevýhody – potreba vyladiť každú LED, čo vedie k zvýšeniu počtu prvkov (odporov); potreba samostatného zdroja prúdu (alebo ovládača) pri používaní všeobecných energetických sietí.
Sériové pripojenie
Keď sú LED diódy zapojené do série v elektrickom obvode, individuálne nastavenia obvodu pre každú LED sú vylúčené. Ale sú tu aj niektoré zvláštnosti.
Obvod je konfigurovaný s jedným odporom a všetky diódy sú aktivované súčasne.Výhodou tejto zlúčeniny je jej nízky obsah zložiek a jednoduchosť. Nevýhodou je nízka „prežitosť“: pri výpadku jedného SD sa vypne celý systém.
Sériový spôsob pripojenia LED zariadení umožňuje použitie vysokonapäťových zdrojov prúdu. Zvyčajne ide o stacionárne svietidlá na rôzne účely využívajúce štandardné verejné elektrické siete..
12V LED systémy
LED-zariadenia, navrhnuté pre 12 V, zvyčajne patria do triedy automobilových svetiel. Automobilová sieť má stabilizátory, takže nie je potrebné vyrovnávanie napätia. LED osvetlenie v autách sa stalo populárnym - mnohé spoločnosti široko používajú LED osvetlenie v modeloch na osvetlenie ciest a prevádzku alarmov, osvetlenie interiéru, osvetlenie kufra a palubnej dosky. Použitie LED diód v automobiloch však viedlo k zvýšeniu ceny osvetľovacích prvkov, najmä svetlometov a blokov signálnych svetiel. V niektorých prémiových modeloch sú náklady na blokové svetlomety porovnateľné s cenou lacného auta.
Pri výstavbe a dekorácii obytných priestorov sa používajú aj 12-voltové LED diódy. Často sú to LED pásy, ktoré nielen osvetľujú miestnosť, ale vytvárajú aj svetelné inštalácie. To si vyžaduje inštaláciu znižovacích transformátorov alebo ovládačov pripojených k napájaniu domu a zabezpečenie dlhodobej prevádzky diód.
220 V LED systémy
Takéto diódové systémy sú najbežnejšie. 220V reťazové LED diódy sa používajú na osvetlenie veľkých miestností, vysokovýkonné reflektory, pouličné osvetlenie, letiskové signalizačné systémy atď.
Tu zobrazené sériové zapojenie 220 V predstavuje najjednoduchší spôsob pripojenia reťazca diód s malým počtom komponentov.
Zmiešané zapojenie LED diód
Tento typ zapojenia využíva výhody paralelného a sériového zapojenia LED. Zmiešané (alebo hybridné) zapojenie sa používa v zložitých LED systémoch, ktoré majú veľký počet svetelných bodov a kombinujú výkonné úzke svietidlá a rozptýlené svetlo.
Zmiešané pripojenia realizujú výhody paralelných a sériových pripojení na zvýšenie spoľahlivosti celého systému: ak jedna z diód vyhorí, potom celý obvod zostane funkčný, zatiaľ čo ostatné LED diódy nebudú vystavené prepätiu a ušetria svoje zdroje.
Bežné chyby pripojenia
LED je prúdový prvok, ktorý "bolestivo" reaguje na zvýšenie pretekajúceho prúdu. Toto by sa malo brať do úvahy pri vytváraní systémov, ktoré zahŕňajú LED diódy, kde existuje veľa prvkov, ktoré ovplyvňujú činnosť diód a ich životnosť. Toto je bežná chyba a týka sa LED systémov napájaných z batérie: ak batéria nie je dostatočne výkonná, potom je pretekajúci prúd obmedzený jej vnútorným odporom, ktorý nedovolí prekročiť hraničné hodnoty prúdových charakteristík diódy a nepovedie to k ich poruche.
Pre systémy s diódami sa za najlepšie považuje sériové zapojenie. Sú jednoduché na konštrukciu a výrobu, nízkočlánkové, spoľahlivé v prevádzke, poskytujú pripojenie k vysokonapäťovým zdrojom bez použitia znižovacích transformátorov.
Samozrejme, systémy s paralelným pripojením majú svoje výhody - možnosť použitia v miniatúrnych zariadeniach.Vyžadujú však nízkonapäťové zdroje prúdu.
Stabilizátory a ovládače sa používajú na zvýšenie spoľahlivosti a životnosti LED systémov, čo umožňuje vyhnúť sa konštrukčným chybám a umožňuje použiť všetky typy zapojení.
Tematické video: Prečo sú diódy zapojené do série a paralelne.
Výber správneho ovládača
Ovládače sú elektronické napájacie zdroje používané pri pripájaní LED, ktoré sú citlivé na nadmerné prúdy. Tieto zariadenia sú postavené najmä na princípoch pulzne šírkovej modulácie (PWM), ktorá zaisťuje maximálnu efektivitu systému a automatickú reguláciu prúdu. Pri výbere správneho vodičov pre schému LED sa berú do úvahy nasledovné:
- vstupné a výstupné napätie;
- výstupný prúd;
- výstupný výkon;
- stupeň ochrany pred okolím.
Vstupné a výstupné napätie je požiadavkami parametrov siete: AC alebo DC (domáca sieť 220 V - AC, sieť auta 12 V - DC). Záťažový prúd sa vypočíta z počtu LED diód a ich aktuálnych údajov. Výstupný výkon je určený výkonom celého obvodu. Stupeň ochrany závisí od toho, kde je svietidlo umiestnené - vonku alebo v interiéri.
