Ahora la iluminación LED se ha vuelto muy popular. La cuestión es que esta iluminación no solo es lo suficientemente potente, sino también rentable. Los LED son diodos semiconductores en una cubierta de epoxi.
Inicialmente eran bastante débiles y caros. Pero más tarde, se lanzaron a la producción diodos blancos y azules muy brillantes. En ese momento, su precio de mercado había disminuido. Por el momento, hay LED de casi cualquier color, razón por la cual se usaron en varios campos de actividad. Estos incluyen la iluminación de varias habitaciones, la retroiluminación de pantallas y señales, el uso en señales de tráfico y semáforos, en el interior y en los faros de los automóviles, en teléfonos móviles, etc.
Descripción
Los LED consumen poca electricidad, por lo que este tipo de iluminación está reemplazando gradualmente a las fuentes de luz preexistentes. En tiendas especializadas se pueden adquirir diversos artículos basados en iluminación LED, que van desde una lámpara convencional y una tira de LED,terminando con paneles LED. Todos ellos tienen en común que su conexión requiere una corriente de 12 o 24 V.
A diferencia de otras fuentes de luz que utilizan un elemento calefactor, esta utiliza un cristal semiconductor que genera radiación óptica cuando se aplica una corriente.
Para comprender los esquemas para conectar los LED a una red de 220 V, primero debe decir que no se puede alimentar directamente desde dicha red. Por lo tanto, para trabajar con LED, debe seguir una determinada secuencia para conectarlos a una red de alto voltaje.
Propiedades eléctricas del LED
La característica corriente-voltaje de un LED es una línea empinada. Es decir, si el voltaje aumenta al menos un poco, la corriente aumentará considerablemente, lo que provocará un sobrecalentamiento del LED con su posterior agotamiento. Para evitar esto, debe incluir una resistencia limitadora en el circuito.
Pero es importante no olvidar el voltaje inverso máximo permitido de los LED de 20 V. Y si está conectado a una red con polaridad inversa, recibirá un voltaje de amplitud de 315 voltios, es decir, 1.41 veces más que el actual. El hecho es que la corriente en la red de 220 voltios es alterna, e inicialmente irá en una dirección y luego de regreso.
Para evitar que la corriente se mueva en la dirección opuesta, el circuito de conmutación del LED debe ser el siguiente: se incluye un diodo en el circuito. No pasará voltaje inverso. En este caso, la conexión debe ser paralela.
Otro esquema para conectar el LED a la red 220voltios es instalar dos LED espalda con espalda.
En cuanto a la alimentación de red con una resistencia de extinción, esta no es la mejor opción. Porque la resistencia emitirá una gran potencia. Por ejemplo, si usa una resistencia de 24 kΩ, la disipación de energía será de aproximadamente 3 vatios. Cuando un diodo se conecta en serie, la potencia se reduce a la mitad. El voltaje inverso a través del diodo debe ser de 400 V. Cuando se encienden dos LED opuestos, puede colocar dos resistencias de dos vatios. Su resistencia debería ser dos veces menor. Esto es posible cuando hay dos cristales de diferentes colores en un caso. Por lo general, un cristal es rojo y el otro es verde.
Cuando se usa una resistencia de 200 kΩ, no se requiere un diodo de protección ya que la corriente de retorno es pequeña y no destruirá el cristal. Este esquema para conectar los LED a la red tiene una desventaja: el pequeño brillo de la bombilla. Se puede utilizar, por ejemplo, para encender un interruptor de habitación.
Debido a que la corriente en la red es alterna, se evita gastar electricidad en calentar el aire con una resistencia limitadora. El condensador hace el trabajo. Después de todo, pasa corriente alterna y no se calienta.
Es importante recordar que ambos semiciclos de la red deben pasar por el capacitor para que pase corriente alterna. Y dado que el LED conduce la corriente solo en una dirección, es necesario colocar un diodo normal (u otro LED adicional) en la dirección opuesta.paralelo al LED. Luego se s altará la segunda mitad del período.
Cuando el circuito para conectar el LED a la red de 220 voltios se apaga, el voltaje permanecerá en el capacitor. A veces, incluso amplitud total a 315 V. Esto amenaza con una descarga eléctrica. Para evitar esto, además del capacitor, también es necesario proporcionar una resistencia de descarga de alto valor que, si se desconecta de la red, descargará instantáneamente el capacitor. Una pequeña cantidad de corriente fluye a través de esta resistencia durante el funcionamiento normal sin calentarla.
Para proteger contra la corriente de carga pulsada y como fusible, ponemos una resistencia de baja resistencia. El condensador debe ser especial, que esté diseñado para un circuito de corriente alterna de al menos 250 V o 400 V.
El esquema de secuenciación de LED implica la instalación de una bombilla a partir de varios LED conectados en serie. Para este ejemplo, un diodo contador es suficiente.
Dado que la caída de voltaje en la resistencia será menor, la caída de voltaje total en los LED se debe restar de la fuente de alimentación.
Es necesario que el diodo instalado esté diseñado para una corriente similar a la corriente que pasa por los LED, y el voltaje inverso debe ser igual a la suma de los voltajes en los LED. Lo mejor es utilizar un número par de LED y conectarlos espalda con espalda.
Puede haber más de diez LED en una cadena. Para calcular el capacitor, debe restar del voltaje de amplitud de la red 315 V la suma de la caída de voltaje de los LED. Como resultado, encontramos el número de caídastensión en el condensador.
Errores de conexión LED
- El primer error es cuando conectas un LED sin limitador, directamente a la fuente. En este caso, el LED fallará muy rápidamente debido a la f alta de control sobre la cantidad de corriente.
- El segundo error es conectar los LED instalados en paralelo a una resistencia común. Debido al hecho de que hay una dispersión de parámetros, el brillo de los LED será diferente. Además, si uno de los LED falla, la corriente del segundo LED aumentará, por lo que puede quemarse. Entonces, cuando se usa una sola resistencia, los LED deben conectarse en serie. Esto le permite dejar la corriente igual al calcular la resistencia y agregar los voltajes de los LED.
- El tercer error es cuando los LED que están diseñados para diferentes corrientes se encienden en serie. Esto hace que uno de ellos se queme débilmente, o viceversa, se desgaste.
- El cuarto error es usar una resistencia que no tiene suficiente resistencia. Debido a esto, la corriente que fluye a través del LED será demasiado grande. Parte de la energía, a un voltaje de corriente sobreestimado, se convierte en calor, lo que provoca el sobrecalentamiento del cristal y una reducción significativa de su vida útil. La razón de esto son los defectos de la red cristalina. Si el voltaje actual aumenta aún más y la unión p-n se calienta, esto conducirá a una disminución en el rendimiento cuántico interno. Como resultadoel brillo del LED disminuirá y el cristal se destruirá.
- El quinto error es encender el LED a 220V, cuyo circuito es muy simple, en ausencia de limitación de voltaje inverso. El voltaje inverso máximo permitido para la mayoría de los LED es de aproximadamente 2 V, y el voltaje inverso de medio ciclo afecta la caída de voltaje, que es igual al voltaje de suministro cuando el LED está apagado.
- La sexta razón es el uso de una resistencia cuya potencia es insuficiente. Esto provoca un fuerte calentamiento de la resistencia y el proceso de fusión del aislamiento que toca sus cables. Luego, la pintura comienza a arder y, bajo la influencia de altas temperaturas, se produce la destrucción. Esto se debe a que la resistencia solo disipa la potencia para la que fue diseñada.
Esquema para encender un potente LED
Para conectar potentes LED, debe utilizar convertidores de CA/CC que tengan una salida de corriente estabilizada. Esto eliminará la necesidad de una resistencia o un controlador de LED IC. Al mismo tiempo, podemos lograr una conexión LED simple, un uso cómodo del sistema y una reducción de costos.
Antes de encender los potentes LED, asegúrese de que estén conectados a una fuente de alimentación. No conecte el sistema a una fuente de alimentación que esté energizada, de lo contrario, los LED fallarán.
LED 5050 Características. Diagrama de cableado
Los LED de bajo consumo también incluyen LED de montaje en superficie (SMD). La mayoría de las veces se utilizan paraBotones de retroiluminación en un teléfono móvil o para tira decorativa de LED.
Los LED 5050 (tamaño del tipo de cuerpo: 5 por 5 mm) son fuentes de luz semiconductoras, cuyo voltaje directo es de 1,8 a 3,4 V, y la intensidad de la corriente continua para cada cristal es de hasta 25 mA. La peculiaridad de los LED SMD 5050 es que su diseño consta de tres cristales, que permiten que el LED emita múltiples colores. Se llaman LED RGB. Su cuerpo está hecho de plástico resistente al calor. La lente difusa es transparente y está rellena de resina epoxi.
Para que los LED 5050 duren el mayor tiempo posible, deben conectarse a las clasificaciones de resistencia en serie. Para obtener la máxima confiabilidad del circuito, es mejor conectar una resistencia separada para cada cadena.
Esquemas para encender los LED parpadeantes
El LED parpadeante es un LED con un generador de impulsos integrado. Su frecuencia de destello es de 1,5 a 3 Hz.
A pesar de que el LED parpadeante es bastante compacto, contiene un chip generador de semiconductores y elementos adicionales.
En cuanto al voltaje del LED parpadeante, es universal y puede variar. Por ejemplo, para alto voltaje es de 3-14 voltios, y para bajo voltaje es de 1,8-5 voltios.
En consecuencia, las cualidades positivas de un LED intermitente incluyen, además del pequeño tamaño y la compacidad del dispositivo de señalización de luz, también una amplia gama de voltaje permisible. Además, puede emitir varios colores.
En tipos separados de parpadeoLos LED están integrados en unos tres LED multicolores, que tienen diferentes intervalos de parpadeo.
Los LED parpadeantes también son bastante económicos. El hecho es que el circuito electrónico para encender el LED está hecho en estructuras MOS, gracias a las cuales se puede reemplazar una unidad funcional separada con un diodo parpadeante. Debido a su pequeño tamaño, los LED intermitentes se utilizan a menudo en dispositivos compactos que requieren elementos de radio pequeños.
En el diagrama, los LED parpadeantes se indican de la misma manera que los normales, con la única excepción de que las líneas de las flechas no solo son rectas, sino punteadas. Por lo tanto, simbolizan el parpadeo del LED.
A través del cuerpo transparente del LED parpadeante, puede ver que consta de dos partes. Allí, en el terminal negativo de la base del cátodo, hay un cristal de diodo emisor de luz, y en el terminal del ánodo, hay un chip oscilador.
Todos los componentes de este dispositivo están conectados mediante tres cables puente dorados. Para distinguir un LED parpadeante de uno normal, solo mire la carcasa transparente a la luz. Ahí puedes ver dos sustratos del mismo tamaño.
Sobre un sustrato hay un cubo emisor de luz cristalino. Está hecho de una aleación de tierras raras. Para aumentar el flujo luminoso y el foco, así como para formar el patrón de radiación, se utiliza un reflector parabólico de aluminio. Este reflector en el LED parpadeante es de menor tamaño que en el normal. Esto se debe a que en la segunda mitadla caja contiene un sustrato con un circuito integrado.
Estos dos sustratos están conectados entre sí por medio de dos puentes de alambre dorado. En cuanto al cuerpo del LED parpadeante, puede estar hecho de plástico mate que difunde la luz o de plástico transparente.
Debido a que el emisor en el LED parpadeante no está ubicado en el eje de simetría del cuerpo, es necesario utilizar una guía de luz monolítica difusa de color para el funcionamiento de la iluminación uniforme.
La presencia de una carcasa transparente solo se puede encontrar en los LED parpadeantes de gran diámetro, que tienen un patrón de radiación estrecho.
El generador de LED intermitente consta de un oscilador maestro de alta frecuencia. Su trabajo es constante y la frecuencia es de unos 100 kHz.
Junto con el generador de alta frecuencia, también funciona un divisor de elementos lógicos. Él, a su vez, divide la alta frecuencia hasta 1,5-3 Hz. La razón para usar un generador de alta frecuencia con un divisor de frecuencia es que la operación de un generador de baja frecuencia requiere un capacitor con la mayor capacitancia para el circuito de temporización.
Llevar la alta frecuencia hasta 1-3 Hz requiere la presencia de divisores en los elementos lógicos. Y se pueden aplicar con bastante facilidad en un pequeño espacio de un cristal semiconductor. En el sustrato semiconductor, además del divisor y el oscilador maestro de alta frecuencia, hay un diodo protector y un interruptor electrónico. Restrictivola resistencia está integrada en los LED parpadeantes, que están clasificados para un voltaje de 3 a 12 voltios.
LED intermitentes de bajo voltaje
En cuanto a los LED intermitentes de bajo voltaje, no tienen una resistencia limitadora. Cuando se invierte la fuente de alimentación, se requiere un diodo de protección. Es necesario para evitar la falla del microcircuito.
Para que los LED parpadeantes de alto voltaje funcionen durante mucho tiempo y sin problemas, el voltaje de suministro no debe exceder los 9 voltios. Si el voltaje aumenta, la disipación de energía del LED parpadeante aumentará, lo que provocará el calentamiento del cristal semiconductor. Posteriormente, debido al calentamiento excesivo, comenzará la degradación del LED parpadeante.
Cuando sea necesario comprobar el estado de un LED parpadeante, para hacerlo de forma segura, puede utilizar una batería de 4,5 voltios y una resistencia de 51 ohmios conectada en serie con el LED. La potencia de la resistencia debe ser de al menos 0,25 W.
Instalación de LEDs
La instalación de LED es un tema muy importante porque está directamente relacionado con su viabilidad.
Dado que a los LED y los microcircuitos no les gusta la estática y el sobrecalentamiento, es necesario soldar las piezas lo más rápido posible, no más de cinco segundos. En este caso, debe usar un soldador de baja potencia. La temperatura de la punta no debe exceder los 260 grados.
Al soldar, también puede usar pinzas médicas. Pinzas LEDse sujeta más cerca de la caja, debido a lo cual se crea una eliminación de calor adicional del cristal durante la soldadura. Para que las patas del LED no se rompan, no se deben doblar mucho. Deben permanecer paralelos entre sí.
Para evitar sobrecargas o cortocircuitos, el dispositivo debe estar equipado con un fusible.
Esquema para encender LED suavemente
El esquema LED de encendido y apagado suave es popular entre otros, y los propietarios de automóviles que desean ajustar sus automóviles están interesados en él. Este esquema se utiliza para iluminar el interior del automóvil. Pero esta no es su única aplicación. También se usa en otras áreas.
Un circuito LED de arranque suave simple constaría de un transistor, un condensador, dos resistencias y un LED. Es necesario elegir resistencias limitadoras de corriente que puedan pasar una corriente de 20 mA a través de cada cadena de LED.
El circuito para encender y apagar suavemente los LED no estará completo sin un condensador. Es él quien le permite cobrar. El transistor debe tener una estructura p-n-p. Y la corriente en el colector no debe ser inferior a 100 mA. Si el circuito de arranque suave LED se ensambla correctamente, entonces, usando el ejemplo de la iluminación interior de un automóvil, los LED se encenderán suavemente en 1 segundo y, después de cerrar las puertas, se apagarán suavemente.
Encendido alterno de LEDs. Diagrama
Uno de los efectos de iluminación que usan LED es encenderlos uno por uno. Se llama correr fuego. Tal esquema funciona desde una fuente de alimentación autónoma. Para su diseño se utiliza un interruptor convencional, el cual alimenta a cada uno de los LEDs a su vez.
Considere un dispositivo que consta de dos microcircuitos y diez transistores, que juntos forman el oscilador maestro, el control y la indexación. Desde la salida del oscilador maestro, el pulso se transmite a la unidad de control, que también es un contador decimal. Luego, el voltaje se aplica a la base del transistor y lo abre. El ánodo del LED está conectado al positivo de la fuente de alimentación, lo que genera un resplandor.
El segundo pulso forma una unidad lógica en la siguiente salida del contador, y aparecerá un voltaje bajo en el anterior y cerrará el transistor, haciendo que el LED se apague. Entonces todo sucede en la misma secuencia.
