Біреуі маңызды мәселелерсветодиодтармен жұмыс істегенде оның желіге қосылуы болып табылады ACжәне жоғары кернеу. Жарықдиодты 220 В желіден тікелей қуаттандыру мүмкін емес екені белгілі. Мәселені шешу үшін схеманы қалай дұрыс жинау және қуат беру керек?
Электрлік қасиеттері
Жоғарыда қойылған сұраққа жауап беру үшін зерттеу қажет электрлік қасиеттеріЖАРЫҚ ДИОДТЫ ИНДИКАТОР.
Оның ток кернеуінің сипаттамасы тік сызық болып табылады. Бұл кернеу тіпті өте аз мөлшерде өскенде, сәуле шығаратын жартылай өткізгіш арқылы өтетін ток күрт артады дегенді білдіреді. Токтың жоғарылауы жарықдиодты қыздыруға әкеледі, нәтижесінде ол жай күйіп кетуі мүмкін. Бұл мәселе тізбекке шектеуші резисторды қосу арқылы шешіледі.
Жарық диодты шамда шағын мәнкері бұзылу кернеуі (шамамен 20 вольт), сондықтан оны 220 вольт айнымалы ток желісіне қосу мүмкін емес. Қарама-қарсы бағытта ток ағынын болдырмау үшін тізбекке диодты қосу немесе бірінші жарық диодыға қарама-қарсы екіншісін қосу керек. Қосылым параллель болуы керек.
Сонымен, біз 220 вольтты желіге жарықдиодты қосуға арналған кез келген тізбекте резистор мен түзеткіш болуы керек екенін білеміз, әйтпесе қуат мүмкін болмайды.
Мұндай схема не үшін қажет? Ең алдымен, желілік индикаторды жобалау үшін. Жарықдиодты шам электрлік құрылғының розеткаға қосылғанын немесе қосылмағанын анықтауға көмектесетін тамаша көрсеткіш бола алады. Ол қараңғыда оңай табу үшін ажыратқыштар мен розеткалардың тізбегіне қосылады.
Мұндай индикатор бірнеше вольт кернеуінде жарқырай бастайды. Сонымен қатар, ол төмен (бірнеше миль ампер) токтың арқасында электр энергиясының ең аз мөлшерін тұтынады.
Қандай резисторды қолдануым керек?
Резистордың оңтайлы кедергісін таңдау үшін Ом заңын қолдану керек.
R=(Ugrid-Ul.)/Il.nom.
Номиналды ток мәні 18 мА және тікелей кернеуі 2,0 вольт болатын индикатор үшін қызыл жарық диодты алдық делік.
(311-2)/0,018=17167 Ом=17 кОм
311 санының қайдан шыққанын түсіндіріп көрейік, бұл біздің желіміздегі кернеу өзгеретін синус толқынының шыңы. Математика саласына оның барлық есептеулерімен кірмей-ақ, кернеудің шыңы 220 * √2 деп айтуға болады.
Кейде түзеткіш диоды жоқ тізбектер бар. Бұл жағдайда токты азайту және индикатор шамын жанып кетуден қорғау үшін қарсылықты бірнеше есе арттыру керек.
Ток индикаторының элементар тізбегі
220 вольтты желіден қуат алатын қарапайым индикаторды жасау үшін не қажет? Міне тізім:
- Сізге ұнайтын кез келген түстің тұрақты индикаторы;
- резистор 100-ден 200 кОм-ға дейін (м көбірек қарсылық, шам азырақ жарқырайды);
- кері кернеуі 100 вольт немесе одан жоғары диод;
- жарық диодты қызып кетпес үшін қуаттылығы аз дәнекерлеу үтік.
Бөлшектердің саны ең аз болғандықтан, орнату кезінде тақта пайдаланылмайды. Көрсеткіш электр құрылғысына параллель қосылған.
Диодты іздеп жүгіргісі келмейтіндер үшін өндірушілер бір корпусқа салынған екі жарықдиодты түрдегі дайын екі түсті индикаторды ойлап тапты. әртүрлі түстер. Ол әдетте қызыл және жасыл түстер. Бұл жағдайда тізбек бөліктерінің саны одан әрі азаяды.
Басқа қосылу схемалары бар, онда резистор конденсатормен немесе диодтық көпірлермен ауыстырылады, транзисторлар және т.б. пайдаланылады дизайн ерекшеліктеріенгізілмеді, негізгі міндет токты түзету және оны қауіпсіз мәнге дейін төмендету болып табылады.
Жарық индикаторы электрониканың ажырамас бөлігі болып табылады, оның көмегімен адам құрылғының ағымдағы күйін оңай түсіне алады. Үй шаруашылығында электрондық құрылғылариндикатор рөлі орнатылған жарық диоды арқылы орындалады екіншілік тізбектрансформатордың немесе тұрақтандырғыштың шығысындағы қуат көзі. Дегенмен, күнделікті өмірде көптеген қарапайым нәрселер бар электронды дизайн, түрлендіргіші жоқ, пайдалы қосымша болатын көрсеткіш. Мысалы, қабырғадағы ауыстырып-қосқыш пернеге орнатылған жарық диоды түнде қосқыштың орналасқан жері үшін тамаша анықтама болады. Ал розеткалары бар ұзартқыш сымның корпусындағы жарық диоды оның 220 В қуат көзіне қосылғанын көрсетеді.
Төменде бірнеше қарапайым тізбектер, оның көмегімен тіпті электротехника туралы ең аз білімі бар адам жарық диодты айнымалы ток желісіне қоса алады.
Қосылу схемалары
LED түрі болып табылады жартылай өткізгіш диодтарқоректендіру кернеуі мен ток тұрмыстық электр желісіне қарағанда әлдеқайда төмен. Сағат тікелей байланыс 220 вольтты желіге қосылса, ол бірден істен шығады. Сондықтан жарық диодты тек токты шектейтін элемент арқылы қосу керек. Ең арзан және құрастыру оңай - бұл резистор немесе конденсатор түріндегі төмендеткіш элементі бар схемалар.
Жарық диодты айнымалы ток желісіне қосу кезінде назар аудару қажет маңызды сәт - кері кернеуді шектеу. Бұл тапсырманы тізбекте ағып жатқан токтан кем емес токқа арналған кез келген кремний диод оңай орындауға болады. Диод резистордан кейін тізбектей немесе светодиодқа параллель кері полярлықпен қосылады.
Кері кернеуді шектемей жасауға болады деген пікір бар, өйткені электр тогының бұзылуы жарық шығаратын диодқа зақым келтірмейді. Дегенмен, кері ток қызып кетуді тудыруы мүмкін p-n түйісуі, нәтижесінде жарықдиодты кристалдың термиялық бұзылуы және бұзылуы.
Кремний диодының орнына сіз бірінші жарық диодымен параллель кері полярлықпен қосылған ұқсас тікелей токпен екінші жарық шығаратын диодты пайдалана аласыз.
Токты шектейтін резисторлық тізбектердің кемшілігі диссипация қажеттілігі болып табылады жоғары қуат. Бұл мәселе әсіресе үлкен ток тұтынуы бар жүктемені қосқанда өзекті болады. Бұл мәселе резисторды полярлық емес конденсатормен ауыстыру арқылы шешіледі, мұндай тізбектерде балласт немесе сөндіру деп аталады.
Айнымалы ток желісіне қосылған полярлы емес конденсатор кедергі сияқты әрекет етеді, бірақ жылу түрінде тұтынылатын қуатты таратпайды.
Бұл тізбектерде қуат өшірілген кезде конденсатор разрядсыз қалады, бұл электр тогының соғу қаупін тудырады. 
Бұл мәселе кедергісі кемінде 240 кОм болатын 0,5 ватт шунттағы резисторды конденсаторға қосу арқылы оңай шешіледі.
СИД үшін резисторды есептеу
Токты шектейтін резисторы бар жоғарыда аталған барлық тізбектерде қарсылық Ом заңы бойынша есептеледі: R = U/I, мұндағы U - қоректендіру кернеуі, I - жарықдиодтың жұмыс тогы. Резистор арқылы бөлінетін қуат P = U * I. Бұл деректерді пайдалану арқылы есептеуге болады.
Маңызды. Төмен конвекциялық пакетте схеманы пайдалануды жоспарласаңыз, резистордың максималды қуат шығынының мәнін 30% -ға арттыру ұсынылады.
Жарық диоды үшін сөндіргіш конденсаторды есептеу Бұл формулажеңілдетілген, бірақ оның дәлдігі 20 вольтке дейінгі қоректену кернеуі бар жарықдиодты қосу тізбектері үшін жеткілікті.
Маңызды. Тізбекті кернеудің жоғарылауынан және импульстік шуылдан қорғау үшін жұмыс кернеуі кемінде 400 В болатын сөндіру конденсаторын таңдау керек.
Конденсаторды қолданған дұрыс керамикалық түріК10–17 жұмыс кернеуі 400 В жоғары немесе оның импорттық баламасы. Электролиттік (полярлық) конденсаторларды қолдануға болмайды.
Сіз мұны білуіңіз керек
Ең бастысы - қауіпсіздік шараларын есте сақтау. Ұсынылған тізбектер 220 В айнымалы токпен қоректенеді, сондықтан құрастыру кезінде ерекше назар аударуды қажет етеді.
Жарық диодты желіге қосу схемаға сәйкес қатаң түрде орындалуы керек. Жоспардан ауытқу немесе немқұрайлылық әкелуі мүмкін қысқа тұйықталунемесе жекелеген бөлшектердің істен шығуы.
Трансформаторсыз қуат көздерін мұқият жинау керек және оларда жоқ екенін есте сақтаңыз гальваникалық оқшаулаужелімен. Дайын схема көршіден сенімді түрде оқшаулануы керек металл бөлшектержәне кездейсоқ жанасудан қорғалған. Оны тек қуат көзі өшірілген кезде ғана бөлшектеуге болады.
Сондай-ақ оқыңыз
Ресей тұрғындарының 90%-дан астамы не біледі десем, қателеспеспін Жарықдиодты жолақтар, «Галогендік лампалардан жасалған трансформаторларды жарықдиодты жолақтарды қуаттандыру үшін пайдалануға бола ма?» деген сұраққа. Олар «жоқ, мүмкін емес!» деп жауап береді. Ең көп таралған түсініктеме «электрондық трансформатор - бұл айнымалы ток, бірақ жарықдиодты шамдар тұрақты ток қажет». Бұл олар бізге дүкендерде дәл осылай айтады, бұл осы тақырыптағы «кәсіби» мақалалардың басым көпшілігінің лейтмотиві, бұл, жалпы алғанда, адамдарға айтарлықтай көп ақша жұмсауға үйретті.
Бұл әрқашан ақталды ма және ең көп таралған жарықдиодты жолақтардағы жарық диодтары айнымалы токпен жұмыс істегенде қалай әрекет етеді, біз осы мақаланы оқу барысында білуге тырысамыз.
Мен «жарық диодты» белгілеу үшін өздігінен түсінікті және толығымен табиғи LED аббревиатурасын пайдалануды жалғастырамын және бұл тұжырымдама үшін ағылшынның техникалық аббревиатурасы LED (Light Emitting Diode) әдейі пайдаланбайтынымды ескертемін. Қазіргі біздің елде ешқандай қажеттілік жоқ техникалық оқытуДүкендердегі менеджерлер мен сатушылар қоқыс тастауға және мұндай табиғи емес техникалық тілдің пайда болуына әкеліп соқтырды. жылжымалы сызық - «жарық диодты диодтар» . «Сары май – май» ғана емес, мен бұл «сөз шатастыруын» жаңғыртып, жасағым келмейді...
Зерттеуді жазудың идеологиялық көзі айнымалы токпен жарық диодтарын қуаттандыруға жол бермеу туралы негізсіз және үзілді-кесілді мәлімдемелерді жоққа шығаруға ұзақ уақыт бойы ұмтылу болды. Жалпы алғанда, бұл мәлімдеменің даулы сипаты, әрине, жарық диодты жарық шығарса да, ең алдымен ДИОДЕ екенін түсінетін кез келген маманның (сонымен қатар «маман емес») көзіне түседі. Және бұл әсерінен шығаратын дегенді білдіреді айнымалы ток кернеуіол әлі де болады, бірақ оның жартылай шығарылу кезеңінде ғана.
Негізінде, біз дәйекті түрде жауап беруіміз керек үш сұрақ:
1) Жартылай өткізгіш диодтар түріндегі жүкті қосу кезінде электрлік көлік «іске қосу» мүмкін бе;2) Егер ET басталса, импульстің «айнымалысы» асып кете ме электрлік әсертаспалардағы жеке светодиодтардың рұқсат етілген параметрлері. Егер ол асып кетсе, SD мұндай жағдайларда қанша уақытқа созылады;
3) Бұл не экономикалық тиімділікжарықдиодты жолақтардағы жарықтандыру конструкцияларында ET пайдаланудан.
Осылайша, алты ай бұрын менде тәжірибе жасауға ыңғайлы мүмкіндік болды.
Маған шеберханадағы жәшіктер мен үстел шкафтарындағы кеңістікті жарықтандыру керек болды. Асүйді жабдықтағаннан кейін маған жалпы қуаты шамамен 17 Вт (Aztech 14 Вт/метр) болатын 1,2 метр бір түсті жарықдиодты таспа және галогендік лампалардан жасалған бір электронды трансформатор - EAC 12V 20-60 Вт, ең көп таралғаны қалды. және ең арзан, 2014 жылдың шілдесінде 74 рубльге сатып алынды. Бастау үшін, ET іске қосу үшін, мен оны кәдімгі 20 Вт галогендік шаммен жүктедім, содан кейін барлық 1,2 метр жолақты параллель жалғадым (Cурет 1). Күткендей, таспа жанды. Сонымен қатар, таспаның жарқырауы біркелкі, орташа жарықтылықта, көзге көрінетін жыпылықтаусыз болды, бұл таңқаларлық емес, өйткені ET шығыс меандры 100 Гц жиілікте көзге әрең байқалатын амплитудаға сәйкес модуляцияланады. Тәжірибе кезінде осындай тізбектегі шамды өшіру бірден жарық диодты жолақтың жарқылын тоқтатуға әкелді, бұл ET бір жарты толқынды кернеуде іске қосу мүмкін еместігін көрсетті. Содан кейін мен лентаны екі бөлікке бөліп, оларды бір-біріне айналдырдым (2-сурет), ол жоспарға сәйкес екі жарты циклде де ET шығыс кезеңінің жұмысын қамтамасыз етуі керек еді. Сонымен қатар, қарама-қарсы бағыттағы токтардың теңгерімсіздігін және тұрақты компоненттің пайда болуына байланысты ЭТ шығыс орамының қызып кетуін жою үшін мен екі жүктемеде де жарықдиодты шамдар санында теңдікті (8 Вт) қамтамасыз еттім. қолдар. Осы схемаға сәйкес қосылғаннан кейін (2-сурет) трансформатор қауіпсіз түрде генерациялау режиміне өтті және екі жарықдиодты жолақ біркелкі жанып, 1 сағатқа қалдырылды, оның барысында олар да, электр көлігінің өзі де мүлдем қызған жоқ, бұл өте қалыпты деп көрсетілген электр режимдеріжоққа қарағанда.Сонымен, бірінші сұраққа жауап - галогендік шамдарды жарықдиодты шамдармен ауыстыру кезінде EV іске қосылады ма - оң. Иә, басталады! 2-суреттегідей таспалардың бір-біріне жалғануын қамтамасыз етсеңіз.
Ал алға қарай...
Болашаққа қарап, мен келесі эксперимент көрсеткендей, ең аз іске қосу қуаты 20 Вт болатын ET 10 Вт жалпы жарықдиодты жүктемемен (әр қолында 5 Вт) сәтті іске қосылды деп айтамын.
Әрі қарай жүрейік. Қазір біз бұл сұрақтың жауабын іздеп жатырмыз екінші сұрақбіздің зерттеуіміз. Бірақ қазір бізге тек эксперименттер жеткіліксіз, бізге TERCiE (Электрлік радио тізбектер мен элементтер теориясы) туралы білім қажет болады, бұл бізге мынаны болжауға мүмкіндік береді: бұл режимде SD таспаларын ұзақ уақыт бойы байсалды түрде қуаттандыру мүмкін бе; олардың беріктігіне зиян, егер мүлдем зиян туралы айтатын болсақ?
SD таспа құрылғысынан бастайық. Таспа параллель қосылған жұмыс бөлімдерінен тұрады (3-сурет) үш эмитент (диаграммада көрсетілген - E), олар жалпы фосфор қабатының астындағы үш бөлек жарықдиодты шамдар. Эмитенттің әрбір диоды (диаграммадағы D) басқа эмитенттердің диодтарымен және диодтардың есептелген жұмыс нүктесін орнататын резистормен триадада тізбектей жалғанған (4-суретті қараңыз).
Триададағы резистор 12 В қуаттандырылған кезде және диодтың есептелген жұмыс нүктесі Upr = 3,3 В, Ipr = 14 мА болғанда, онда шамамен 2 Вольт артық кернеу сөнетін етіп таңдалады.
Айтпақшы, қызық...
Триаданың бұл орналасуы сенімді және практикалық болып табылады, өйткені триададағы бір жарықдиодты сәтсіздікке ұшыраған жағдайда, эмитенттердің ешқайсысы толығымен өшпейді, бірақ үшіншіден аз жарықтық болса да жануды жалғастырады. Сіз, әрине, бір эмитент негізінде триада жасай аласыз (және мұндай таспалар сатылымда бар). Оларда оның кесілуін анықтайтын жұмыс бөлімі бір эмиттер мен резисторы бар фрагмент болады, бірақ бұл жағдайда триададағы бір жарықдиодтың істен шығуы бүкіл эмитенттің жарқырауын жоғалтуға әкеледі. кез келген шамда бірден байқалады.
SMD жарықдиодтарын өндірушілерді аралап, оны табу оңай электрлік параметрлерқолданбалы SD:
Зерттеуді аяқтау үшін лентаның жұмыс бөлігінің ток-кернеу сипаттамасын (CVC) қосымша өлшедім (5-сурет), қарапайым қайта есептеу арқылы жеке жарық диоды үшін ток кернеуінің сипаттамасын алдым (6-сурет).
Мен сенемін...
Сіз мұны физикалық түрде жасауға болатынына күмәнданбайсыз деп үміттенемін және нәтиже бірдей болар еді.
5-сурет
Суреттерде көрсетілген ток кернеуінің сипаттамалары қосымша түсіндіруді қажет етпейді. Мен бөлек жарықдиодты кернеу 2,35 В-тан төмен болған кезде оның жарқырауы мүлдем болмайтынын қосамын, бұл шамамен 7 В жұмыс аймағының қуат кернеуіне және 15,5 В кернеуіне сәйкес келеді. таспа толығымен қауіпсіз, өйткені Бөлек жарық диоды арқылы өтетін ток қалыпты жұмыс 30 мА аспайды.
Дегенмен, операциялық параметрлердің барлық осы сандық өрнектері тек үшін қатысты DC. Біз айнымалы кернеуге ұшыраған кезде диодты тексереміз, яғни. әртүрлі бағыттағы импульстік кернеу. Дегенмен, мұндай тамақтанумен бұл өте маңызды жарамды мәндерДиодтағы токтар мен кернеулер тұрақты ток шектерінен бірнеше есе, тіпті ондаған есе көп болуы мүмкін (бұл жақсы белгілі және күмәнданатын менеджерлер жылу электр станциялары бойынша лекцияларды оқи алады) - бәрі ұзақтығы мен жиілігіне байланысты. әсер ету. Бірақ мәселе мынада: ET шығыс кернеуі жеткілікті күрделі пішін, бұл осы мақаланың аясында оның математикалық сенімді сипаттамасына мүмкіндік бермейді және жарық диодтарының өнімділік сипаттамалары импульстік жұмыс режимдері үшін абсолютті мәндер бөлімімен қамтамасыз етілмеген. Рас, бір параметр бар (Ipr imp), бірақ ол қандай импульс ұзақтығына қатысты - бұл әсердің қандай жұмыс циклі үшін қолданылатыны белгісіз, тек болжауға болады.
Мәселе мынада....
Мәселе мынада, жартылай өткізгіштің p-n өтуі айнымалы (импульстік) токпен жұмыс істегенде, айнымалы жүктемемен жұмыс істейді. Жарық толқындарын шығару арқылы жарық диодты қыздыру және жұмыс істеуді тудыратын ағымдағы кезеңдер тыныштық үзілістерімен (оның барысында түйіспеден ток өтпейді) және жартылай өткізгіш салқындатылатын кезде ауыстырылады. Бұл жерде мәселе жартылай өткізгіш арқылы өтетін токтың абсолютті мәні емес, жартылай өткізгіштің ағымдағы кезеңде болған қыздыруды өтеу үшін токсыз үзіліс кезінде жеткілікті салқындауға уақыты бар ма? Сол. термиялық бұзылудың алдын алу.
Бұл жерде мен жартылай өткізгіштердің істен шығуының «физикасын» еске салғым келеді. Бұл жүріп жатқан процестердің мәнін түсінуге мүмкіндік береді. Ол, физика, жалпыға белгілі, бірақ әлі де өз сөзінде: кез келген құрылғының беріктігі оның ақауларға төзімділігімен анықталады. Қалыпты жұмыс кезінде диодтың ақаулары термиялық немесе электрлік бұзылу жағдайында орын алады.
Электр тогының бұзылуы, әдетте, рұқсат етілген кері кернеуден (Урев) асып кеткенде орын алады. Бұл жағдайда диод бір жақты өткізгіштік қасиетін жоғалтады және екі бағытта да өткізе бастайды. Көп жағдайда электр тогының бұзылуы қайтымды және құрылғының функционалдығы қалпына келтіріледі.
Бірақ термиялық бұзылу, керісінше, қайтымсыз болып табылады және алдыңғы бағытта артық ток болған кезде пайда болады (аз жиі кері, ол электрлік бұзылудан кейін пайда болады) және күшті жергілікті әсер нәтижесінде жартылай өткізгіш кристалының деструктивті өзгеруіне әкеледі. қызып кету p-nөтпелі, өздігінен өте алмайды үлкен санзарядталған бөлшектер.
Мұндағы мәселе, термиялық бұзылудың пайда болуы үшін жағдай жасалғанша, жартылай өткізгіш жұмыс істейді. Қайталап айтамын, жалпы ол арқылы өтетін токтың қандай абсолютті мәні бар екені маңызды емес. Бұл өте үлкен болуы мүмкін! Ең бастысы, біздің диодтың қызып кетуге уақыты жоқ. Кез келген диодтың төлқұжаты екі ең жоғары рұқсат етілген параметрді көрсетеді: Максималды тура ток Ipr mzx және Максималды кері кернеу U arr макс, тұрақты токтың ұзақ уақыт әсер етуі үшін, ол кезде стандартты шарттаржұмысы электрлік немесе термиялық бұзылуға әкелмейтініне кепілдік беріледі.
Сондықтан, айнымалы кернеудің жарықдиодты шамдарға әсер ету дәрежесін зерттеу үшін біз кез келген ұзақ мерзімді импульстік токты импульстік токтың әсерінен жарық диоды орындайтын жұмыс тұрақты ток мәніне жеткізуге болатындығы туралы постулаттан бастаймыз. тұрақты токпен жұмыс істеуге ұқсас болады.
Жарық диодты шығарған жұмысты қалай бағалаймыз? Иә, өте қарапайым. Жарықдиодты жарық диоды, ол арқылы өтетін токтың әсерінен жарық энергиясы мен жылуды шығару үшін жұмыс істейді. Біз осы екі параметрді токтың екі түрі үшін де оңай өлшей аламыз және салыстыра аламыз, яғни стандартты 12 В тұрақтандырғышымен салыстырғанда жарық диоды ET шығыс кернеуін қаншалықты жүктейтінін анықтай аламыз.
Жарық диодты жолақтың бөлек жұмыс бөлігі шығаратын жарық энергиясын бағалау үшін мен жарықтандырудың қоректену кернеуіне тәуелділігін өлшедім. Жарықтандыру сәуле шығарғыштардан 10 см қашықтықта өлшенді (Cурет 7).
Осылайша, қосулы осы кезеңде, зерттеуіміздің екінші және үшінші сұрақтарына жауап алуға бізде барлығы дайын.
Бастайық.
Алдымен, ET шығыс кернеуін қарастырайық: Мен бірден айтамын, бұл түрдегі кернеудің амплитудасын өлшеу үшін тұрмыстық электронды ампер-вольтметрлік сынауышты пайдалану мүмкін емес. Ол қатаң гармоникалық тербелістерді өлшеуге арналған, бірақ біздің жағдайда ол өте көп болады, өйткені біз қос өнеркәсіптік жиіліктің тогы арқылы амплитудада модуляцияланған айнымалы импульстік кернеумен айналысамыз. Модуляция жиілігі 100 Гц, толтыру жиілігі: 10 КГц – екі бағытты шаршы толқын, сигнал амплитудасы Ua = 18 Вольт. Осциллограф амплитудасы 18 В-тан асатын жеке кернеулерді анықтаған жоқ. Толтыру меандр болғандықтан, тиімді кернеу мәні толығымен модуляциялық сигнал заңына бағынады, сондықтан біздің жағдайда Uact = Uа/√2 = 18/1,41 = 12,7 В. Сондықтан электр көлігінің деректер парағында шығыс кернеуі ~ 12 В деп көрсетілген.
Диаграммаларды қарап, оларды өнімділік сипаттамаларымен және ток-кернеу сипаттамаларымен салыстыра отырып, жарық диодыға тұрақты ток әсер еткенде, рұқсат етілген параметрлерден асып кету екіталай екені анық болады. Мәлімделген шек сызығы импульстік ток 60 мА бір жарық диоды үшін тек Upr > 3,9 В шамасында қол жеткізуге болады, яғни. таспадағы қоректендіру кернеуі 20 В-тан жоғары болғанда (ток кернеуінің сипаттамаларын қараңыз), бірақ біз көріп отырғанымыздай, біз әлі де мұндай мәндерге қол жеткізе алмаймыз. Екінші жағынан, жоғарыда аталған және толығымен қауіпсіз 15,5 В кернеуінің әсер ету ұзақтығы (бұл кезде жарық диоды арқылы өтетін ток 30 мА аспайды) жалпы қуаттың 8% -дан аспайтынын байқау оңай. қарастырылып отырған EV-ден жеткізу уақыты. Менің ойымша, бұл қант диабеті үшін қауіпті емес. Жарайды. Еске алайық. Біз оны сәл кейінірек тексереміз.
Енді кері жарты циклдік кернеуге ұшыраған кезде де рұқсат етілген кері кернеу шегінен шығамыз ба, соны есептейік. Бұл жағдайда триададағы R кедергісін елемеуге болады, Ua (18V) триададағы жарық диодтары бойынша біркелкі таралады, ал диодтағы кернеудің амплитудалық мәні 6 В болады, бұл жарияланғаннан көп. 5В. Бірақ, қайтадан асып кету ұзақтығы жарық диодының жалпы жұмыс уақытының 8% -нан аспайды, ал мені шынымен шатастырған екінші нәрсе - барлық деректер парақтарындағы рұқсат етілген кері кернеу әртүрлі жарық диоды сериялары үшін өте күмәнді түрде бірдей. Ол әрқашан 5 В-қа тең. Жарайды. Осыны еске түсіріп, алғашқы нәтижелерді жасай бастаймыз.
Сонымен, теориялық тұрғыдан, алдыңғы жарты циклде біз жарық диодты үшін тікелей токтардан аспауымыз керек, ал кері жарты циклде жарияланған рұқсат етілген кері кернеудің асып кетуі әсер ету ұзақтығы бойынша да, абсолютті мән.
Енді қорытындыларымызды іс жүзінде тексеретін кез келді. Жарық пен жылу шығаруды іс жүзінде бағалайық. Егер таспадан пайда болатын жарық пен жылу жарықдиодты таспалар үшін стандартты қуат көзінен қуат алған кезде бөлінетіннен аспаса, онда біздің оң теориялық қорытындымыз расталады.
Қарсы параллельді режимде ET-ден таспаны қуаттай отырып, біз үш эмитенттен таспаның бір жұмыс бөлігінің жарық шығысын өлшейміз және мәндерді суреттегі сипаттамамен салыстырамыз. 7. Люкс өлшегіш 970-990 люкс мәндерін жазады, бұл 10 В-тан сәл төмен кернеу көзінен қуат алатын таспаға сәйкес келеді!!! Таспаның қызуы шамалы болып шықты және 1 сағат жұмыс істегеннен кейін 35 градус Цельсийден аспады, қоршаған орта температурасы 25 ° C. Ұқсас жағдайларда, бірақ тұрақты ток күші Upr=12V болғанда, таспа 49°C-қа дейін қызады, ал жарықтандыру шамамен 2000 Люкс болды. Бұл нәтижелер барлық маркетингтік ұсыныстарға қарамастан, ET-мен жұмыс істейтін жартылай өткізгіштің аз жүктелген режимде жұмыс істейтінін және оның жақын арада өлетінін күтуге болмайтынын анық көрсетеді. Айтпақшы, суретке қарап. 9 және ашық көк түспен фигуралардың аудандарын өлшеп, және кірпіш түстеріжарықдиодты шамдардың неліктен 10 В қуат алатындай жанып тұрғанын түсінуге болады. Ашық көк фигура SD таспасы орындалатын жағдайларды сипаттайды пайдалы жұмыс(бұл Upit > 7 вольтта болатынын есте сақтаңыз). Ашық қоңыр фигура минус ашық көк фигура SD таспасы жұмыс істемейтін жағдайлар болып табылады - жұмыс істемейді! Олардың аудандарының арақатынасы дәл 10-нан 8-ге дейін. Барлығы бір-біріне сәйкес келеді, бірақ, хехе.
Дегенмен, біздің зерттеуіміздің екінші сұрағына оң жауап беру аясында, шамалы болса да, бірақ рұқсат етілген кері кернеуден асып кету туралы ой мені тыныштандырмады. Қысқасы, мен мұны қиын жолмен жасауды шештім: лентаны тұрақты ток көзіне қосып, кері кернеуді бірте-бірте арттырдым, мен миллиамперметрдің электр тогының бұзылуын жазуын күте бастадым. Жеке жарықдиодтағы кері кернеуді 20 вольтке дейін жеткізгеннен кейін мен әлі де бұзылуға қол жеткізе алмадым. Кері ток 15 мкА аспады. Осы мәселені бір күнге дерлік қалдырып, мен эмитенттермен ештеңе болмағанына және жақын болашақта 6В пен 5В қысқа импульстарынан ештеңе болмауы керек екеніне сенімді болдым.
Білім беру бағдарламасы > Әртүрлі, бірақ пайдалы
Жарықдиодты 220 В желіден қалай қуаттандыруға болады.
Барлығы қарапайым болып көрінеді: біз резисторды серияға орналастырдық, және бәрі де. Бірақ бір нәрсені есте сақтау керек маңызды қасиетЖарық диодты: максималды рұқсат етілген кері кернеу. Көптеген жарықдиодтар үшін ол шамамен 20 вольтты құрайды. Ал оны кері полярлықпен желіге қосқанда (ток ауыспалы, жарты цикл бір бағытта, ал екінші жартысы қарама-қарсы бағытта жүреді) оған желінің толық амплитудалық кернеуі беріледі - 315 вольт ! Бұл көрсеткіш қайдан шыққан? 220 В - тиімді кернеу, амплитудасы (2 түбірі) = 1,41 есе үлкен.
Сондықтан, жарықдиодты үнемдеу үшін онымен кері кернеудің өтуіне жол бермейтін диодты серияға қою керек.
Жарық диодты 220 В қуат көзіне қосудың тағы бір нұсқасы:
Немесе екі жарықдиодты бір-бірінің үстіне қойыңыз.
Сөндіргіш резисторы бар желіден қуат беру опциясы ең оңтайлы емес: резистор арқылы айтарлықтай қуат босатылады. Шынында да, егер біз 24 кОм резисторды қолдансақ ( максималды ток 13 мА), онда оған жұмсалатын қуат шамамен 3 Вт болады. Диодты тізбектей қосу арқылы оны екі есе азайтуға болады (одан кейін жылу тек бір жартылай циклде шығарылады). Диодтың кері кернеуі кемінде 400 В болуы керек. Екі есептегіш жарықдиодты қосқанда (тіпті бір корпуста екі кристалы барлар да бар, әдетте әртүрлі түстер, бір кристал қызыл, екіншісі жасыл), сіз екі екі ватттық резисторды қоюға болады, олардың әрқайсысының жартысы кедергісі бар.
Мен жоғары кедергісі бар резисторды (мысалы, 200 кОм) пайдалану арқылы жарық диодты қорғаныс диодынсыз қосуға болатынын ескертемін. Кері бұзылу тогы кристалды бұзу үшін тым төмен болады. Әрине, жарықтық өте төмен, бірақ, мысалы, қараңғыда жатын бөлмесіндегі қосқышты жарықтандыру үшін бұл жеткілікті болады.
Желідегі ток ауыспалы болғандықтан, шектеуші резистормен ауаны жылытуға электр энергиясын қажетсіз ысырап етпеуге болады. Оның рөлін қыздырусыз айнымалы ток өткізетін конденсатор атқара алады. Неліктен бұлай болды - бұл бөлек сұрақ, біз оны кейінірек қарастырамыз. Енді біз конденсатордың айнымалы токтан өтуі үшін желінің екі жарты циклі де ол арқылы өтуі керек екенін білуіміз керек. Бірақ жарық диодты ток тек бір бағытта өткізеді. Бұл дегеніміз, біз әдеттегі диодты (немесе екінші жарық диодты) жарық диодқа қарсы параллель орналастырамыз және ол екінші жарты циклді өткізіп жібереді.
Бірақ қазір біз тізбекті желіден ажыраттық. Конденсаторда біраз кернеу қалды (толық амплитудаға дейін, есімізде болса, 315 В-қа тең). Кездейсоқ электр тогының соғуын болдырмау үшін біз конденсаторға параллель жоғары мәнді разряд резисторын береміз (сондықтан қалыпты жұмысол арқылы елеусіз ток өтті, бұл оның қызуын тудырмады), ол желіден ажыратылған кезде конденсаторды секундтың бір бөлігінде разрядтайтын еді. Және импульстен қорғау үшін зарядтау тогыБіз сондай-ақ төмен кедергісі бар резисторды орнатамыз. Ол сондай-ақ конденсатор кездейсоқ бұзылған жағдайда бірден жанып кететін сақтандырғыш рөлін атқарады (ештеңе мәңгілікке созылмайды, бұл да болады).
Конденсатор кем дегенде 400 вольт кернеуге арналған немесе кернеуі кемінде 250 вольт болатын айнымалы ток тізбектері үшін арнайы болуы керек.
Ал егер біз жасағымыз келсе Жарықдиодты шамбірнеше жарықдиодты шамдардан? Біз олардың барлығын тізбектей қосамыз, олардың барлығына бір есептегіш диод жеткілікті.
Диод светодиодтар арқылы өтетін токтан кем емес токқа есептелуі керек, кері кернеу - жарық диодтарындағы кернеудің қосындысынан кем емес. Жақсырақ, жарықдиодты шамдардың жұп санын алып, оларды бір-бірін қосыңыз.
Суретте әрбір тізбекте үш жарықдиодты шам бар, олардың оннан астамы болуы мүмкін;
Конденсаторды қалай есептеу керек? 315В желінің амплитудалық кернеуінен жарықдиодты шамдардағы кернеудің төмендеуінің қосындысын шегереміз (мысалы, үш ақбұл шамамен 12 вольт). Біз конденсатордағы кернеудің төмендеуін аламыз Up=303 В. Микрофарадтардағы сыйымдылық (4,45*I)/Up тең болады, мұнда I миллиампердегі жарықдиодтар арқылы қажетті ток болып табылады. Біздің жағдайда 20 мА үшін сыйымдылық (4,45*20)/303 = 89/303 ~= 0,3 мкФ болады. Екі 0,15 мкФ (150 нФ) конденсаторды параллель орналастыруға болады.
Жарықдиодты қосу кезінде жиі кездесетін қателер
1. Жарық диодты ток шектеушісіз (резистор немесе арнайы драйвер чипі) қуат көзіне тікелей қосыңыз. Жоғарыда талқыланды. Жарық диоды нашар басқарылатын ток салдарынан тез істен шығады.
2. Жалпы резисторға параллель қосылған жарықдиодты қосу. Біріншіден, параметрлердің ықтимал шашырауына байланысты жарықдиодты шамдар әртүрлі жарықтықпен жанады. Екіншіден, ең бастысы, егер жарықдиодты шамдардың біреуі істен шықса, екіншісінің тогы екі есе артады және ол да жанып кетуі мүмкін. Бір резисторды пайдалансаңыз, жарықдиодты шамдарды тізбектей жалғаған жөн. Содан кейін, резисторды есептеу кезінде біз токты бірдей қалдырамыз (мысалы, 10 мА) және жарық диодтарының тікелей кернеуінің төмендеуін қосамыз (мысалы, 1,8 В + 2,1 В = 3,9 В).
3. Әртүрлі токтарға арналған жарық диодтарын тізбектей қосу. Бұл жағдайда шектеуші резистордың ағымдағы параметріне байланысты жарық диодтарының біреуі тозады немесе күңгірт жанады.
4. Жеткіліксіз кедергі резисторын орнату. Нәтижесінде жарық диоды арқылы өтетін ток тым жоғары. Өйткені энергияның бір бөлігі ақауларға байланысты кристалдық торжылуға айналады, содан кейін жоғары токтарда ол тым көп болады. Кристалл қызып кетеді, нәтижесінде оның қызмет ету мерзімі айтарлықтай қысқарады. pn-өткізу аймағын қыздыру есебінен токтың одан да көп ұлғаюымен ішкі кванттық тиімділік төмендейді, жарық диодының жарықтығы төмендейді (бұл әсіресе қызыл жарық диодтары үшін байқалады) және кристал апатты түрде құлай бастайды.
5. Кері кернеуді шектеу шараларын қолданбай, жарық диодты айнымалы ток желісіне қосу (мысалы, 220 В). Көптеген жарық диодтары үшін рұқсат етілген кері кернеудің максималды мәні шамамен 2 вольтты құрайды, ал жарық диоды құлыпталған кезде кері жарты цикл кернеуі оның бойындағы кернеудің қоректендіру кернеуіне тең төмендеуін тудырады. Кері кернеудің деструктивті әсерін жоятын көптеген әртүрлі схемалар бар. Ең қарапайымы жоғарыда талқыланады.
6. Жеткіліксіз қуат резисторын орнату. Нәтижесінде резистор қатты қызып, оған тиетін сымдардың оқшаулауын еріте бастайды. Содан кейін бояу оған күйіп кетеді, ақырында ол әсерінен құлап кетеді жоғары температура. Резистор өзі жобаланған қуаттан артық емес қауіпсіз түрде тарата алады.
Жарық диодты шамдар
Жыпылықтайтын жарық диоды (MSD) - жарқыл жиілігі 1,5 -3 Гц кіріктірілген импульстік генераторы бар жарық диоды.
Ықшамдығына қарамастан, жыпылықтайтын жарық диодты жартылай өткізгіш генератор чипін және кейбіреулерін қамтиды қосымша элементтер. Сондай-ақ, жыпылықтайтын жарық диоды өте әмбебап екенін атап өткен жөн - мұндай жарық диодының қуат кернеуі жоғары вольттылар үшін 3-тен 14 вольтке дейін, ал төмен вольтты қондырғылар үшін 1,8-ден 5 вольтқа дейін болуы мүмкін.
Жарық диодты шамдардың ерекше қасиеттері:
Шағын өлшемдер
Шағын жарық сигнал беру құрылғысы
Кернеудің кең диапазоны (14 вольтқа дейін)
Түрлі түстірадиация.
Жыпылықтайтын жарық диодтарының кейбір нұсқаларында әртүрлі жарқыл жиілігі бар бірнеше (әдетте 3) көп түсті жарықдиодты шамдарды салуға болады.
Жыпылықтайтын жарықдиодты шамдарды пайдалану радиоэлементтердің өлшемдеріне және қуат көзіне жоғары талаптар қойылатын ықшам құрылғыларда негізделген - жыпылықтайтын жарықдиодты шамдар өте үнемді, өйткені электрондық схема MSD MOS құрылымдарында жасалған. Жыпылықтап тұрған жарық диоды бүкіл функционалды құрылғыны оңай ауыстыра алады.
Шартты графикалық белгілеужыпылықтайтын жарық диоды қосулы электр схемаларыкәдімгі жарық диоды белгілеуінен еш айырмашылығы жоқ, тек көрсеткі сызықтары нүктелі және жарық диодтың жыпылықтау қасиеттерін бейнелейді.
Егер сіз жыпылықтайтын жарық диодының мөлдір корпусын қарап шықсаңыз, оның екі бөліктен тұратынын байқайсыз. Жарық диодының кристалы катодтың негізіне (теріс терминал) орналастырылған.
Генератор микросхемасы анод терминалының негізінде орналасқан.
Үш алтын сым секіргіш осы біріктірілген құрылғының барлық бөліктерін біріктіреді.
MSD-ны қарапайым жарықдиодты шамнан ажырату оңай сыртқы түрі, оның денесіне жарықта қарау. MSD ішінде шамамен екі субстрат бар бірдей өлшем. Олардың біріншісінде сирек жер қорытпасынан жасалған жарық шығарғыштың кристалды текшесі орналасқан.
Үлкейту үшін жарық ағыны, фокустау және сәулелену үшін параболалық алюминий рефлекторы (2) қолданылады.
MSD-де ол әдеттегі жарықдиодқа қарағанда диаметрі сәл кішірек, өйткені корпустың екінші бөлігін субстрат алып жатыр. интегралдық схема (3).
Электрлік түрде екі астар да бір-бірімен екі алтын сымды секіргішпен (4) қосылған. MSD корпусы (5) күңгірт жарықты тарататын пластиктен немесе мөлдір пластиктен жасалған.
MSD-дегі эмитент корпустың симметрия осінде орналаспайды, сондықтан біркелкі жарықтандыруды қамтамасыз ету үшін көбінесе монолитті түсті диффузиялық жарық бағыттағышы қолданылады. Мөлдір корпус тек MSD дискілерінде кездеседі үлкен диаметрлер, тар сәулелену үлгісіне ие.
Генератор микросхемасы жоғары жиілікті негізгі осциллятордан тұрады - ол үнемі жұмыс істейді, әртүрлі бағалаулар бойынша, 100 кГц шамасында ауытқиды; Логикалық элементтерге негізделген бөлгіш RF генераторымен бірге жұмыс істейді, ол жоғары жиілікті 1,5-3 Гц мәніне бөледі. Жиілік бөлгішпен бірге жоғары жиілікті генераторды пайдалану төменгі жиілікті генераторды іске асыру уақыт тізбегі үшін үлкен сыйымдылығы бар конденсаторды пайдалануды қажет ететіндігімен түсіндіріледі.
Әкелуге жоғары жиілік 1-3 Гц шамасына дейін бөлгіштер логикалық элементтерде қолданылады, оларды орналастыру оңай шағын аумақжартылай өткізгіш кристал.
Негізгі РЖ осцилляторы мен бөлгіштен басқа, жартылай өткізгіш субстрат жабдықталған электрондық кілтжәне қорғаныс диод. 3-12 вольт қоректендіру кернеуіне арналған жыпылықтайтын жарық диодтары, сонымен қатар кіріктірілген шектеу резисторы бар. Төмен вольтты MSD-де шектеуші резистор жоқ, қорек көзі кері болған кезде микросұлбаның істен шығуын болдырмау үшін қорғаныс диод қажет.
Жоғары вольтты MSD сенімді және ұзақ жұмыс істеуі үшін қоректену кернеуін 9 вольтке дейін шектеген жөн. Кернеу жоғарылаған сайын МДҚ-ның қуат диссипациясы артады, демек, жартылай өткізгіш кристалының қызуы артады. Уақыт өте келе шамадан тыс қызу жыпылықтайтын жарық диодының тез бұзылуына әкелуі мүмкін.
4,5 вольтты аккумуляторды және кем дегенде 0,25 Вт қуаты бар жарық диодымен тізбектей жалғанған 51 Ом резисторды пайдаланып, жыпылықтаған жарықдиодтың жұмысқа жарамдылығын сенімді түрде тексеруге болады.