方向が一定。つまり、LED回路の電流は、電圧が印加されると、「+」電圧源からその「-」に流れる必要があります。
安定、すなわち、ダイオードの動作中、大きさが一定である。
脈動しない -整流と安定化の後、定電圧または定電流の値\ u200b\u200bは定期的に変化しないようにする必要があります。
電解コンデンサでフィルタリングしたときの全波整流器の出力での電圧形状のスキーム（図で「+」とマークされた黒と白の長方形）。点線は整流器出力の電圧です。コンデンサは半波振幅まで充電され、負荷抵抗で徐々に放電します。「ステップ」は脈動です。パーセントで表したステップ振幅と半波振幅の比率がリップル係数です。

為に LED 最初は、利用可能な電圧源（5、9、12 V）が使用されました。また、p-n接合の動作電圧は、1.9〜2.4〜3.7〜4.4 Vです。したがって、ダイオードを直接オンにすると、ほとんどの場合、大電流による過熱。現在の必要性電流制限抵抗で制限する、それを加熱するためにエネルギーを費やしています。

LEDは、いくつかの部分で直列にオンにすることができます。次に、それらのチェーンを組み立てることにより、それらの順方向電圧の合計によって、電源のほぼ電圧に到達することが可能です。そして、残りの違いは、抵抗器の熱の形でそれを放散することによって「返済」されます。

ダイオードが数十個ある場合は、並列に接続された直列回路に接続されます。

LEDピン配列

LEDの極性 -アノードまたはプラスとカソード-マイナスは写真から簡単に判断できます。

円筒形の場合、陰極は側面の切り込みで示され、陽極は長く、陰極は短くなります。

SMD LEDのカソードは、ケースのカットで示されます。

強力なCOBLEDのマトリックスでは、「+」と「-」がコンタクトパッドに押し出されます

強力なCOBLEDのマトリックスでは、「+」と「-」がはんだパッドに押し出されています。

LEDスイッチング回路

LEDは定電圧で駆動されます。しかし、その内部抵抗の非線形依存性の特徴は、動作電流が狭い範囲内に保たれることを必要とします。定格未満の電流では減少します光の流れ、そしてより高い値では、結晶が過熱し、グローの明るさが増し、「寿命」が短くなります。それを拡張する最も簡単な方法は、電流制限抵抗を含めることによって水晶を流れる電流を制限することです。強力なLEDの場合、安定した電流の特別なソースからの直流が供給されるため、これは経済的に不採算です。運転手.

シリアル接続

LEDはかなり複雑な照明装置です。それは直流電圧の二次電源から動作します。 0.2〜0.5 Wを超える電力で、ほとんどのLEDデバイスは電流源を使用します。彼らは、アメリカのやり方で、ドライバーと呼ばれる完全に正しいわけではありません。ダイオードを直列に接続すると、電圧が9、12、24、さらには48 Vの電源がよく使用されます。この場合、3〜6〜数十の直列チェーンが構築されます。要素。

チェーンで直列に接続されている場合、最初のLEDのアノードは電流制限抵抗を介して電源の「+」に接続され、カソードは2番目のLEDのアノードに接続されます。そして、チェーン全体が接続されます。

3つのLEDエレメントのチェーン内の3つの直列グループのLEDの直並列接続のスキーム。各回路の左側には電流制限抵抗があります。これは、ダイオードの順方向電圧の合計の超過分を「消滅」させます。

たとえば、赤色LEDの順方向動作電圧は1.6V〜3.03Vです。 U_等。 = 2.1V ソース電圧が12Vの抵抗器の1つのLEDの電圧は5.7Vになります。

12V-3x2.1V = 12-6.3=5.7V。

そして、すでに3つの連続したチェーンが並列に接続されています。

その輝きの色からのLEDの直流電圧の表。

グローカラー	動作電圧、直接、V	波長、nm
白	3,5	広いスペクトル
赤	1,63–2,03	610-760
オレンジ	2,03–2,1	590-610
黄色	2,1–2,18	570-590
緑	1,9–4,0	500-570
青い	2,48–3,7	450-500
バイオレット	2,76–4	400-450
赤外線	1.9まで	760から
UV	3,1–4,4	400まで

LEDを直列に接続すると、LEDを流れる電流は同じになり、各要素のドロップは個別になります。ダイオードの内部抵抗に依存します。

シリアル接続のプロパティ：

1つの要素が破損すると、すべてがシャットダウンします。
短絡-残りのすべての電圧に電圧を再分配し、グローの明るさが増加し、劣化が加速します。

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並列接続

このLED接続方式では、すべてのアノードが相互に接続され、電源の「+」に接続され、カソードが「-」に接続されます。

このような接続は、3〜5 Vの電圧で電力が供給されたときに、最初のLED花輪、定規、およびリボンで行われました。

これは間違った接続です。パラメータの広がりが避けられないため、LEDを流れる電流は異なります。そして、彼らは異なって輝きます。そして、彼らは同じように熱くなりません。その結果、過熱したものは、たとえば開回路で燃え尽きます。残りのダイオードD2、D3を流れる電流が増加し、それらの電圧が増加します。これは、R1を流れる合計電流が小さいほど、ダイオードの両端の電圧降下が小さくなるためです。 2番目のダイオードが燃え尽き、p-n接合の内部抵抗が低くなります。

p-n接合が閉じてバーンアウトが発生した場合、バッテリ電圧全体が抵抗R1に印加されます。過熱して燃え尽きます。

LEDの並列接続のスキーム。各LEDは、独自の電流制限抵抗と直列に適切に接続されています。

これは、6つの並列接続されたLEDの実際の設計がどのように見えるかを示しています。

写真上：

灰色の縞模様-通電タイヤ、つまり絶縁のないワイヤー;
端が丸い青い円柱-端にレンズが付いた円柱状のLED。
赤-動作電流を制限する抵抗。

すべてのダイオードを1つの抵抗に接続するのは正しくありません。 LEDの特性のばらつきにより、50〜200％以上に達する可能性のある1つのバッチでも、ダイオードに電流が流れる可能性があり、これは大幅に変動します。したがって、それらはまた、異なって光り、ロードします。その後、最も負荷が高く、他のものよりも明るく光り、燃え尽きるか劣化してほぼ完全に減衰し、光束の70〜90％が失われます。または、グローの色合いを白から黄色に変更します。

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LEDの並列およびシリアル接続の基本

混合

結合または混合接続は、数十または数百の要素またはパッケージ化されていない結晶で構成されるLEDマトリックスを作成するときに使用されます。それらの中で最も有名なのはCOBマトリックスです。

マトリックス内のLEDの組み合わせ接続のスキーム：「標準」-それぞれに4つの結晶のシリアルチェーンが並列に接続され、電源に接続されます。「ハイブリッド」-結晶（この場合は8個）が直列に接続されます/電源に並列。

スイッチをオンにした場合の供給電圧と動作電流は、定格動作電流よりも低くなります。この条件下でのみ、マトリックスは多かれ少なかれ長時間機能します。定格電流では、最も弱いリンクがすぐに燃え尽き、残りは徐々に燃え尽きます。シリアルチェーンの切断とパラレルチェーンの短絡で終了します。

発光ダイオードを220Vネットワークに接続する

電流制限を使用して220Vから直接LEDに電力を供給すると、正の半波で点灯し、負の半波で消灯します。ただし、これは、p-n接合の逆電圧が220 Vをはるかに超える場合にのみ発生します。通常、380〜400Vの範囲にあります。

オンにする2番目の方法は、クエンチングコンデンサを使用することです。

主電源電圧は、ダイオードVD1〜VD4の「ブリッジ」に印加されます。コンデンサC1は約215-217Vで「消滅」します。残りはまっすぐになります。コンデンサC2でフィルタリングした後、LEDに定電圧を印加します。抵抗でダイオードを流れる電流を制限することを忘れないでください。

別の接続方式は、ダイオードに半波整流器を使用し、30kオームの制限抵抗を使用するものです。

注意！ 220 Vネットワークに直接接続されているほとんどの回路には、重大な欠点があります。高電圧で人体に危害を加える危険があります。220Vです。したがって、すべての通電部品を慎重に隔離して、慎重に使用する必要があります。

LEDを220Vネットワークに接続するための詳細情報ここで説明.

電源からダイオードに電力を供給する方法

最も人気のあるトランスレススイッチング電源（PSU）は、12 Vに電流、短絡、過熱などの保護を提供します。

したがって、LEDは直列に接続され、その電流は従来の抵抗によって制限されます。チェーンには3つまたは6つのダイオードが含まれています。それらの数は、ダイオードの順方向電圧によって決まります。電流制限の合計は、PSUの出力電圧より0.5〜1V低くする必要があります。

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LEDを12ボルトに接続する

RGBLEDとCOBLEDを接続する機能

略語付きのLED RGB -これらは、異なる色の多色またはマルチカラーの発光体です。それらのほとんどは、それぞれが異なる色を発する3つのLED結晶から組み立てられています。このようなアセンブリは、カラートライアドと呼ばれます。

RGB LEDの接続は、従来のLEDと同じ方法で行われます。このような多色光源のそれぞれの場合に、1つの結晶があります：赤-赤、緑-緑、青-青。各LEDには独自の動作電圧があります。

青-2.5〜3.7 V;
緑-2.2〜3.5 V;
赤-1.6〜2.03V。

水晶はさまざまな方法で相互に接続できます。

共通の陰極、すなわち、3つの陰極が互いに接続され、ケースに共通の端子があり、陽極はそれぞれ独自の端子を持っています。
共通のアノードを使用する-それぞれ、すべてのアノードについて、出力は共通であり、カソードは個別です。
独立したピン配置-各アノードとカソードには独自の出力があります。

したがって、電流制限抵抗の値は異なります。

共通のカソードを使用したスキームに従ったRGB-LED結晶の接続。

「共通アノードとの」接続。

どちらの場合も、ダイオードケースには4本のリード線、SMD LEDのパッド、またはピラニアケースのピンがあります。

独立したLEDの場合、6つの出力があります。

万一に備えて SMD 5050 LEDクリスタルは次のように配置されています。

マルチカラーの場合、緑、赤、青の3つの独立した結晶。したがって、抵抗器の値を計算するときは、各色に独自のダイオード電圧があることに注意してください。

COBLEDの接続

略語COBは、英語のフレーズchip-on-boardの最初の文字です。ロシア語では、それはボード上の要素または水晶になります。

結晶は、熱伝導サファイアまたはシリコン基板に接着またははんだ付けされます。正しい電気接続を確認した後、結晶は黄色のリン光物質で満たされます。

COB LED -これらは、数十または数百の結晶からなるマトリックス構造であり、半導体のp-n接合を組み合わせてグループに接続されています。グループはLEDの連続したチェーンであり、その数はLEDマトリックスの供給電圧に対応します。たとえば、9 Vでは、これらは3つの結晶、12V-4です。

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LEDをArduinoボードに接続する方法

直列に接続されたチェーンは並列に接続されます。したがって、マトリックスの必要なパワーが得られます。青い輝きの結晶は黄色のリン光物質で満たされています。青色の光を黄色に再放射し、白色にします。

光の質、つまり演色製造工程でリン光物質の組成を調整します。一成分および二成分リンは、スペクトルに2〜3の輝線があるため、品質が低くなります。 3成分および5成分-非常に許容できる色再現。最大85〜90Ra以上になる可能性があります。

このタイプの発光体を接続しても問題は発生しません。これらは、標準の電流源から電力を供給される通常の強力なLEDとしてオンになります。たとえば、150、300、700mAです。 COBマトリックスの製造元は、マージンのある電流源を選択することを推奨しています。これは、COBマトリックスを備えたランプを操作するときに役立ちます。