Светодиоды – виды и схемы подключения

Светодиоды – виды и схемы подключения

Светодиод – это полупроводниковый прибор с p-n-переходом, который при подаче на него напряжения генерирует оптическое излучение. При прохождении электрического тока через полупроводники с разными типами проводимости, в зоне соединения выделяется энергия света видимого диапазона. Свечение обеспечивает переход от одного вида проводимости к другому – ионы позитивно заряженных дырок соединяются с электронами, несущими отрицательный заряд.

В отличие от традиционных ламп накаливания, в светодиоде электричество преобразуется в световое излучение практически без потерь. LED-прибор излучает в узком спектре и генерирует волны видимого света, при этом uv и uk излучение отсутствует. Светодиоды отличаются высокой механической прочностью, надежностью, их срок службы превышает обычные и люминесцентные лампы в сотни раз. Приборы получают питание от низковольтных источников, а значит отличаются повышенной электробезопасностью.

Такие характеристики позволили широко применять светодиоды во всех сферах светотехники. Их используют для освещения жилых и коммерческих помещений, производственных площадей (кроме рабочих зон). LED-приборы используются в создании архитектурного и уличного освещения, светодинамических систем для праздничной и рекламной подсветки. Применение энергоэффективных и долговечных светодиодов оправдано, если есть необходимость нерегулярного обслуживания систем освещения и жесткой экономии электроэнергии.

Классификация светодиодных приборов

Производители предлагают большое количество LED-приборов различной конструкции, функциональности, мощности и цвета. По назначению существуют два типа светодиодов:

Индикаторные

Светодиоды используются для цветовой индикации режимов работы оборудования, подсветки дисплеев, мониторов, приборных щитков и панелей. Индикаторные LED приборы делятся на несколько категорий:

• DIP светодиоды – светогенерирующий кристалл с выпуклой линзой размещен в цилиндрическом или прямоугольном корпусе. Приборы производятся в широком диапазоне свечения, могут быть монохромными или многоцветными. Основной недостаток – угол рассеивания менее 60 °;
• светодиоды «пиранья» с мощным излучателем большой яркости, имеет разные цвета свечения (синий, зеленый, белый, красный). 4 вывода позволяют монтаж прибора на электронных платах в подсветке салона автомобиля, ходовых огней, информационных табло и наружной рекламы. Угол рассеивания варьируется от 60 до 120°;
• Straw Hat имеет увеличенный диаметр линз, цилиндрический корпус и два вывода. Светодиоды производятся в синем, желтом, красном и белом исполнении. Расположение линзы обеспечивает угол рассеивания мощного светопотока в пределах от 100 до 140⁰. Применяется для создания систем оптической сигнализации и реализации дизайнерских проектов декоративной подсветки архитектурных объектов;
• SMD-диоды сверхвысокой яркости располагаются в стандартизированных корпусах, рассчитанных на поверхностный монтаж. Благодаря простому монтажу SMD- приборы широко применяются в производстве светодиодных лент.

Осветительные

На базе осветительных SMD-приборов создаются точечные светильники, мощные прожекторы и фонари, а также светодиодные ленты. Равномерное направленное излучение в диапазоне 100-130⁰ и возможность SMT-монтажа позволяет использовать их в системе освещения автотранспорта, дорог, городских улиц, знаков безопасности и пр. Конструктивно осветительные LED-приборы представляют собой излучающий кристалл, установленный на теплоотводящей подложке, с поверхностью, покрытой люминофорным составом.



Схемы подключения светодиодов

Основной характеристикой каждого светодиода является его напряжение и рабочий ток. От его показателя зависит, какая будет мощность прибора и яркость свечения, а также длительность работы светодиода. Превышение допустимых показателей тока приводит к перегреву кристалла его медленной деградации или быстрому выгоранию. Поэтому при подключении светодиода в схеме должен присутствовать источник стабилизированного напряжения для получения точных параметров тока.

Такая задача приводит к необходимости решать задачи подключения светодиодов следующего характера:

• Параллельное соединение

При параллельном подключении светодиодов к источнику питания напряжение в цепях будет одинаковым, а токи на приборах могут быть разные. Один светодиод будет светить тускло, другой – слишком ярко и быстро сгорит. Стабилизация рабочих характеристик приборов осуществляется включением в схему резисторов с расчетным значением сопротивления (закон Ома). Например, для питания светодиода от источника постоянного напряжения 12 В понадобится подключение его через резистор на 120 Ом мощностью 1 Вт.

• Последовательное соединение

При последовательном соединении светодиодных элементов на каждый прибор будет подаваться ток с идентичными показателями, независимо от их количества в цепи. Питание приборов осуществляется через многоканальный драйвер. От его рабочих характеристик будет зависеть, сколько приборов можно последовательно подключить в схему, какую мощность и яркость свечения будут выдавать светодиоды.

Перед тем, как подключить светодиод и рассчитать рабочую схему, необходимо убедиться в качестве заявленных параметров модели. Поэтому лучше приобретать лед-приборы у проверенных производителей. Это обеспечит точность расчетов и гарантирует соответствие паспортных характеристик реальным показателям.

Проверить реальную работоспособность светодиода, а также определить его точные электрические параметры можно с помощью мультиметра, имеющий режим «прозвона». При проверке светодиода необходимо учитывать его полярность. необходимо учитывать полярность диода. Анод проверяется красным щупом, катод – черным. При правильном включении рабочий светодиод должен засветиться.