Особенности параллельного и последовательного соединений светодиодов

Характеристики параллельного и последовательного включения светодиодов

Подключение светодиодов — несложная процедура даже для человека без профессиональных навыков.

Соединение в цепочке светодиодных компонентов может быть нескольких типов: последовательное и параллельное.

Эти схемы могут быть выполнены в различных вариациях, каждая из которых имеет свои положительные и отрицательные стороны.

Принципы подключения

Характеристики параллельного и последовательного включения светодиодов

В подсветке и индикации активно используются светодиоды. Сделать светильники можно своими руками, поэтому важно знать, как подключить светодиоды.

Основные способы подключения:

  • комбинированный.
  • параллельный;
  • последовательный;

Основные причины выхода из строя светодиодных цепочек:

  • некачественные диоды или блоки питания.
  • неправильное подключение;

Конструкция эмиттерного диода предполагает его подключение к источнику постоянного тока. При подключении важно соблюдать полярность компонента: если перепутать катод и анод, диод не будет излучать световой поток.

Важно! На каждый компонент есть техническая документация, в которой указана полярность. Его можно узнать по маркировке компонентов или визуально.

Полярность

Определить, какой из электродов плюс, а какой минус, можно несколькими способами.

Первый конструктивный. Обычный светодиодный компонент имеет две ножки: длинная — самая длинная (анод), а короткая — катод.

Характеристики параллельного и последовательного включения светодиодов

С помощью тестера. Для этого нужно взять мультиметр, поставить его в положение «Звонок» и приложить щупы к электродам. Когда красный зонд касается анода и черного катода, загорается светодиод. Если на шкале отображается «бесконечное» сопротивление и не меняется при перестановке, проблема с элементом. Затем мультитестер также используется для проверки работоспособности излучающих устройств.

Визуальный осмотр. Вы можете заглянуть внутрь колбы. Широкая часть — это катод, а узкая — анод. Сверхъяркие мощные светодиоды отмечены контактами «+» и «-». Компоненты SMD обычно имеют специальный скос, указывающий на катод.

Включение в блок питания. Диод можно подключить к батарее, батарее или другому устройству. Нужно постепенно увеличивать подкормку, что вызовет свечение. Если компонент выключен, необходимо поменять полярность. Такая схема управления обязательно собирается с использованием токоограничивающего резистора.

Согласно технической документации. В паспорте прибора будет написана полярность.

Определив плюс и минус электродов, нужно разобраться в способе подключения.

Способы подключения

Характеристики параллельного и последовательного включения светодиодов

Фазы подключения:

  • цепная коллекция;
  • составление схемы подключения;
  • определение полярности;
  • выбор драйвера и блока питания;
  • расчет прочности;
  • протестировать подключенную систему.

Возможны 2 способа подключения: к сети 220 В и 12 Вольт. Вы можете подключать последовательно или параллельно. Лучше всего подключить светодиоды последовательно.

Подключение к напряжению 220 В

Характеристики параллельного и последовательного включения светодиодов

Чтобы светодиод загорелся, должен пройти ток 20 мА или более, а падение напряжения не должно превышать 2,2 — 3 В, в зависимости от материалов кристалла. С учетом этих параметров выбирается токоограничивающий резистор по закону Ома. Его формула:

R = (Упит-Упад) / (I * 0,75), где R — номинал резистора, Упит — напряжение источника, Упад — падение диода, I — номинальный ток, 0,75 — коэффициент надежности.

Падение напряжения — это уровень напряжения, при котором светодиод превращается в свечение.

Также нужно знать мощность резистора. Он рассчитывается как P = I * I * R = (Upit-Upad) * (Upit-Upad) / R.

Следовательно, при токе 20 мА, сети 220 В и падении напряжения на диоде 2,2-3 В номинальное сопротивление должно составлять 30 кОм. Мощность резистора 2 Вт.

Упрощенная схема подключения будет состоять из светодиодов, диода, конденсатора и резисторов.

Но такое подключение используется все реже. Для подключения светодиодов к сети используются специальные устройства — драйверы. Они преобразуют переменное напряжение 220 В в постоянное напряжение, пригодное для работы элемента. В большинстве светодиодных лент драйверы уже включены в конструкцию. В основе драйвера — диодный мост, делитель напряжения и стабилизатор. Главное преимущество — простота исполнения и надежность в эксплуатации.

Как правильно выбрать драйвер, зависит от трех параметров:

  • максимальное и минимальное выходное напряжение;
  • выходной ток;

Рабочий ток — самая важная характеристика. Ток драйвера должен быть немного меньше или равен току светодиода.

Подключение к сети 12 в

Напряжение 12В оптимально для работы светодиодов. Он безопасен и используется для розжига в особо опасных средах (ванная, гаражные люки, ванны).

для подключения 12 В требуется резистор. Он рассчитывается по той же формуле, что и 220 В.

Важным преимуществом 12 В является то, что он постоянный. Это упрощает схему подключения.

Последовательное подключение

Характеристики параллельного и последовательного включения светодиодов

Для последовательного подключения светодиодов необходимо припаять анод другого к катоду одного устройства и так далее до нужной длины цепи. Подключение осуществляется через токоограничивающий резистор. Схема будет пропускать одинаковый ток через все элементы. Уровень напряжения будет суммой падений в каждой секции.

Итак, для подключения к источнику питания 12 Вольт необходимо не более четырех светодиодов по 3 Вольта (3 * 4 = 12). Больше диодов требует более мощного аккумулятора.

Преимущества и недостатки

Преимущества:

  • простота.
  • тот же текущий уровень;

Недостатки:

  • если один элемент сломается, вся цепочка станет непригодной.
  • количество светодиодов ограничено падением напряжения;

Схема ранее использовалась в гирляндах на елку. Теперь он был заменен смешанным соединением.

Параллельное подключение

Характеристики параллельного и последовательного включения светодиодов

При параллельном подключении уровень напряжения на каждом светодиоде одинаков. С другой стороны, сила тока складывается из суммы токов, проходящих через элементы. Диоды тоже подключаются через резисторы, но для каждого устройства он разный. Это связано с тем, что любой светодиод имеет разные характеристики. Если вы вставите резистор, через светодиоды пройдет несколько токов, а некоторые могут выйти из строя.

Параллельное соединение может использоваться для реализации двухцветного освещения ламп.

Плюсы и минусы

Преимущества:

  • если светодиод горит, схема продолжит работу.
  • можно использовать несколько диодов;

Недостатки:

  • если один элемент сломается, нагрузка на остальные увеличится.
  • нужно много резисторов;

Смешанное подключение

Характеристики параллельного и последовательного включения светодиодов

Смешанный тип подключения является наиболее оптимальным. Он используется во всех светодиодных лентах, гирляндах, светодиодных панелях и представляет собой смесь параллельного и последовательного подключения.

Таким образом, параллельно включаются не отдельные элементы, а группы светодиодов. В группах диоды подключаются последовательно через резистор в каждой цепи.

Выгода:

  • не нужно большого сопротивления.
  • если один элемент цепочки порвется, дальше засияет вся гирлянда;

В этом методе учтены и исправлены все недостатки параллельного и последовательного подключения.

Как подключить мощный светодиод

Для мощного светодиода требуется качественный блок питания. Следовательно, диод на 1 В загорится, если через него протекает ток не менее 350 мА. Для ячейки 5В — источник тока с нагрузкой не менее 1,4А.

Подключение также будет включать в себя резистор ограничения тока и встроенный регулятор напряжения. Помогает защитить светодиод от скачков напряжения. Чаще всего используется микросхема LM317 для стабилизации. Вы можете подключить мощный светодиод параллельно, последовательно и в комбинации.

Распространенные ошибки при подключении

Характеристики параллельного и последовательного включения светодиодов

Наиболее частые ошибки при подключении светодиодов:

  1. Выбор резистора неправильного номинала: Если вы выберете слишком низкое сопротивление, светодиод может перегореть. При большом значении диод не будет светить на полную мощность.
  2. Прямое подключение к источнику питания без токоограничивающего резистора. Излучающий компонент немедленно сгорит.
  3. Параллельное соединение с одним резистором для всех диодов. Компоненты начнут выходить из строя, поскольку у каждого свой рабочий ток.
  4. Последовательное соединение светодиодов, рассчитанных на разные токи. В этом случае одни диоды перегорят, а другие будут светиться слабее.
  5. Прямое подключение к сети 220 В без защиты.

Важно! Совершение описанных ошибок приведет к негативным последствиям в виде выхода из строя диода или членовредительства.

Основные выводы

Все светодиоды, независимо от их рабочего напряжения или тока, подключаются последовательно или параллельно. Способ подключения также можно комбинировать — в этом случае устраняются недостатки последовательного и параллельного подключения. Важно уметь правильно собрать схему, выбрать источник питания, считать значения токоограничивающих резисторов и необходимое количество светодиодов для работы схемы. Подключение без токоограничивающего резистора и других защитных элементов приведет к повреждению диода.

Оцените статью
Добавить комментарий