Меню

Как подключить мощные светодиоды 10w 12v без драйвера к блоку питания

Stalker109 › Блог › Какое оно – правильное подключение светодиода на 12В?

Подключение светодиода на 12В – вполне выполнимая задача даже для тех, кто не имеет тесного знакомства со схемотехникой. Прежде чем приступать к сборке цепей, рекомендуется рассмотреть типичные ошибки которые допускают не только любители, но и некоторые массовые производители.

Вступление, или как работает светодиод

Следует четко запомнить, что светодиоды относятся к токовым приборам, это значит, что проходимый ток должен быть ограничен посредством резистора.

Для расчета величины можно использовать следующую формулу:
R= (Uпит-Uпад)/0,75I, где
Uпит и Uпад – напряжение питания и падающее;
R – искомая величина сопротивления ограничивающего резистора;
I – проходящий ток.

Данные теоретические выкладки, казалось бы, необходимы для сборки любого работоспособного устройства. На примере разнообразных поделок китайского производства можно заметить, что на деле ограничивающий резистор применяется далеко не всегда.

Подключение светодиода на 12 вольт во всевозможных сувенирах, брелоках и фонариках осуществляется несколько иным способом. Несколько стандартных дисковых батареек подсоединяются напрямую к диоду. Расчет идет на то, что ток будет ограничиваться внутренним сопротивлением батареи, а её мощности не хватит на то чтобы попросту спалить другие элементы.

Некорректное подключение светодиодов на 12 вольт чревато не только их поспешным перегоранием. Важно помнить также о деградации устройств, когда яркость свечения стремительно падает при протекании нормального тока.

Светодиод не полностью перестает гореть, но он уже не сможет эффективно служить не только в составе фонарика, но даже в декоре он будет заметен только в полной темноте. Быстрее всего это можно наблюдать на белых и синих устройствах, поэтому для начала можно выбрать светодиод другого оттенка.

При отсутствии ограничивающего резистора подключение светодиода на 12В можно смело назвать неудачным. Полную деградацию устройства можно наблюдать через считанные минуты после подачи питания.

Схемы подобного образца – явная экономия средств и трудозатрат, но и изделия при этом получаются одноразовыми.

Другие примеры подключений, или как их исправить

Другое, не менее некорректное подключение светодиодов на 12В, можно наблюдать в уже более сложных и мощных устройствах. При увеличении количества диодов производители все так же продолжают надеяться на сопротивление батареи, просто соединив элементы последовательно. Наиболее распространенная причина при сдаче в ремонт таких приспособлений и поделок – банально выгорел отдельный светодиод или же вся их связка.

Можно попытаться доделать схему несколькими способами:
1. Подключение одного резистора.Такое подключение также не принесет ожидаемого результата. Все дело в том, что даже произведенные в одной партии полупроводниковые приборы имеют весьма ощутимые отличия. Дело даже не в том, что может быть заметна разница в яркости свечения светодиодов. Здесь речь пойдет о таком параметре как падение напряжения. Каждый из приборов характеризуется собственным током. Светодиод с наиболее высоким показателем, скорее всего, перегорит, когда его ток превысит номинальный. После этого и остальные светодиоды, питающиеся от 12В, не прослужат долго. Далее перегорит следующий по номиналу тока светодиод, а вслед за ним и оставшийся.
2. По резистору на каждый светодиод. Такое подключение стабилитрон 12 вольт не вступает в конфликт с правилами схемотехники. Токи становятся независимыми, но очевидный минус такой цепочки – громоздкость и неуместная загруженность элементами.
3. Цепочки последовательно соединенных светодиодов.Только такой вариант подключения устройств даст возможность одновременно добиться максимальной компактности при высокой результативности. Единственное, что стоит предусмотреть – увеличение напряжения питания.

Параметры светодиодов зависят и от их цвета, что нужно учитывать, продумывая подключение устройств к 12В.

Сколько светодиодов можно подключить к 12В и как это все рассчитать

Для получения ответа на данный вопрос можно разделить Uпит на Uпад, или же просто исходить из усредненного значения 2 вольт. Получается, что максимальное количество светодиодов, которое можно подключить, равняется 6. Но, определенная часть напряжения должна отходить гасящему резистору, пусть эта величина также будет составлять порядка 2 вольт.

Читайте также:  Ресивер gs 8308b как подключить

Число элементов продолжает уменьшаться.

К этому стоит добавить, что прямое напряжение светодиодов далеко не всегда равняется 2 В. Следует принимать во внимание не только конкретный тип светодиода, но и оттенок его свечения. При этом лучше отталкиваться от максимальных значений падений напряжения, ведь в противном случае диоды могут просто не зажечься.

Расчеты не обязательно проводить вручную – выручить в любой ситуации сможет специальная программка для подсчета параметров элементов цепи. Полученные значения помогут понять, сколько конкретных диодов можно подключить к имеющемуся источнику питания.

Для чего может понадобиться подключение светодиодов к 12В

Одна из наиболее популярных областей применения таких схем – осветительная система автомобиля. Напряжения аккумулятора машины вполне хватает для реализации различных идей для внутренней подсветки, но вместе с этим светодиоды часто применяются и для внешнего освещения.

Блоки питания на 12 вольт можно назвать довольно распространенными, что позволяет существенно расширить область применения таких подключений. Различные рамки для часов, картинок, фотографий, подсветка аквариумов, террариумов, любых других предметов интерьера – все это можно реализовать на 12 вольтах. Светодиод как прибор довольно универсален, он не особо требователен к питанию и может вынести многие типы воздействий.

При конструировании любых поделок рекомендуется не забывать о правилах монтажа, чтобы сувениры и аксессуары могли служить длительное время.

Источник

Подключение светодиодов к 12 В, схемы и пояснение

В настоящей статье рассмотрим наиболее простые и самые сложные способы и схемы, которые используются, чтобы произвести подключение светодиодов к 12В. Даные схемы идеально подойдут как для подключения через БП, так и к аккумуляторным батареям автомобилей

Из множества вопросов выбрал один, наиболее интересный. И попробую более популярно объяснить процесс подключения светодиодов к 12 В.

Подключение светодиодов к 12 В по простой схеме

Вопрос не содержал никаких толковых объяснений, поэтому пришлось не много додумать его. По моему мнению схема подключения светодиодов к 12 В выглядит следующим образом: два резистора используются для деления напряжения, причем светодиоды подключаются параллельно к точке соединения двух резисторов.

Данная схема не подходит для наших целей, деления в пропорции 1 к 4 не будет.

Нам необходимо либо использовать три светодиода, соединенных последовательно с одним резистором, или если Вы все-таки желаете параллельное соединение, то резистор необходимо устанавливать у каждого LED.

В моем случае я бы взял сопротивление по 20 мА. Это самое оптимальное решение. А вообще, резисторы подбирать нужно от конкретного типа светодиодов.

Подключение светодиодов к автомобильному аккумулятору от 9-12-16В

Рассмотренная выше схема подключения очень простая и подразумевает, что у Вас есть постоянный ток на 12 В.

Номинальное напряжение батареи 12 В

Номинальная Calcluations (т. е. Vbattery = 12В):

Рled = 3,5 в * 100 ма = 0.35Вт (так же как и раньше)

Presistor = 8,5 в * 100ма = 0.85 Вт

Чтобы избежать излишнего падения напряжения на резистор можно использовать схему ( показанную в первой части статьи). Однако, стоит помнить, что если аккумулятор разряжен и близок к 12 В, то вероятность велика, что Ваши светодиоды, подключенные к 12 В, просто не будут гореть.

3,5 в + 3,5 в + 3,5 В + Ток*Rresistor = довольно близко к 12В.

Подключение светодиодов к 12 В используя два резистора

Можно подключить светодиоды к 12 В используя не один а два резистора. Схема не много сложнее, но более безопасна и «более рабочая».

В каждой строке подключается биполярный транзистор. В первой строке мы видим, что база замыкается на коллектор и эмиттер и на землю. Все базы связываются между собой. В результате чего ток через каждую строку будет идти одинаковый. Гарантировать на все сто процентов работу не возможно, так как большую роль может сыграть температурный режим.

Читайте также:  Как подключить google authenticator без телефона

Еще раз повторюсь. что данная схема «более безопасна», т.к. в этом случае можно не использовать большие 2 Вт резисторы, которые достаточно сильно греются. Помимо этого. экспериментальным путем, можно регулировать яркость светодиодов, подбирая транзисторы.

Видео подключения светодиода к 12 вольт

Источник

Подключение мощных светодиодов

Данный материал условно разделим на 2 части: теория и практика. В первой мы расскажем о видах драйверов и принципах их работы, а в конце статьи кратко распишем, как именно подключаются к питанию мощные светодиоды.

Теория

При разработке схем включения мощных светодиодов справедливы и могут быть использованы те же методики, что и для маломощных. Но при использовании подобных схем включения возникает проблема, обусловленная тем, что для ограничения тока через светодиод используется резистор, на котором падает определенное напряжение, и соответственно выделяется тепло. При рабочих токах в 20-30 мА тепловыделение незначительно и не доставляет проблем, однако при включении мощных светодиодов с рабочим током 0,35А и выше (многие позволяют пропускать через себя ток до 3 А) возникает проблема повышенного тепловыделения. В качестве примера рассмотрим включение светодиода с рабочим током 1А и падение напряжения на переходе 3В, включенного в источник напряжения 5В. По закону Ома сопротивление токоограничивающего резистора равно 2 Ома, и соответственно при токе 1А на нем выделится 2Вт тепла. Может показаться, что это совсем немного, но учитывая современные тенденции к уменьшению размеров корпусов деталей и устройств, может оказаться, что такой резистор просто расплавит корпус устройства, после чего сгорит. КПД такой схемы получается также очень низким, что недопустимо при использовании батарейного питания.

Выходом из этой ситуации является применение импульсных стабилизаторов тока. Они имеют высокий КПД – до 90% (у некоторых типов даже выше), высокую стабильность выходного тока, отсутствие влияния изменений входного напряжения. ‘Такие источники тока (драйверы) можно разделить на две группы – это AC/DC и DC/DCпреобразователи. Вторую группу можно подразделить еще на несколько подгрупп, но об этом позже. Источники первой группы применяются для питания светодиодов от бытовой сети переменного тока 110-220В. Вторая группа применяется при питании от источников пониженного постоянного напряжения, например, аккумулятор, компьютерный БП. Основные характеристики драйверов обеих групп – это диапазон входного напряжения, диапазон выходного напряжения, мощность, ток, наличие дополнительных функций.

Рассмотрим эти характеристики по отдельности.

1. Диапазон входного напряжения. Для драйверов первой группы он обычно лежит в пределе 110 – 220В. Иногда встречаются драйверы, предназначенные для питания только от 110 или 220В. У драйверов второй группы кол-во возможных вариантов гораздо шире. Это связано с тем, что производители оптимизируют КПД в определенном диапазоне напряжений. Поэтому при выборе драйвера по этому параметру следует исходить из характеристик питающего напряжения. Также следует учитывать возможный диапазон изменений напряжения питания, т.к. например на литиевых аккумуляторах обычно указано напряжение 4,2В, но это значение полностью заряженного элемента, а при разряде оно может упасть ниже 3,5В.

2. Диапазон выходного напряжения. Этот параметр показывает в каком диапазоне драйвер может менять выходное напряжение для поддерживания рабочего тока. Обычно указывается в вольтах, но иногда можно встретить и указание того для какого кол-ва светодиодов предназначен драйвер. Эти величины несложно пересчитать друг в друга, зная характеристики светодиодов. Например, для большинства мощных светодиодов падение напряжения составляет около 3В. Т.е. если в характеристиках указан диапазон выходного напряжения 2-4В, то им можно питать только один светодиод, а если 10-24 – то от 4 до 6. На этот параметр следует обратить особое внимание, т.к. в схемах светодиоды включаются последовательно и если выбрать неправильный диапазон выходного напряжения, в лучшем случае светодиоды просто либо не будут светиться вообще, либо не на полную мощность, а в худшем выйдут из строя как светодиоды, так и сам драйвер.

Читайте также:  Как подключить айфон к обычной магнитоле

3. Рабочий ток. Этот параметр показывает какой ток драйвер будет пропускать через светодиоды (в случае правильности подключения по предыдущим пунктам). Значение тока следует выбирать исходя из характеристик светодиодов, и не должно превышать максимально допустимого, т.к. это может сказаться на сроке службы светодиодов, а в отдельных случаях приведет в выходу из строя.

4. Мощность. Этот параметр указывается не всегда, т.к. драйвер выдать мощность большую, чем максимально допустимая не сможет в следствии особенности схемотехники.

5. Дополнительные функции. Сюда можно отнести регулировку выходного тока, различные защиты (от повышенного входного напряжения, перегрева). При выборе драйвера желательно выбирать модели с защитой, т.к. это прямо связано с безопасностью, особенно если драйвер находится в труднодоступном месте или рядом с горючими материалами.

Особое внимание следует уделить соотношению входного и выходного напряжений драйвера. И если для AC/DCдрайверов все понятно – там выходное напряжение всегда меньше входного, то для DC/DCвозможны различные варианты. Основываясь на этом можно выделить три группы:
1. Входное напряжение выше выходного. Такие драйверы являются понижающими, т.е стабилизация тока обеспечивается только в этом случае. При падении напряжения ниже чем необходимое для стабилизации тока перестают его стабилизировать.
2. Входное напряжение ниже выходного. В этом случае драйвер преобразует напряжение в повышенное и с помощью него обеспечивает стабилизацию тока. При использовании таких драйверов следует учитывать, что при превышении выходного напряжения входным стабилизация тока прекращается и может превысить допустимые значения.
3. Этот тип объединяет два предыдущих. Такие драйверы являются наиболее универсальными и позволяют работать в наиболее широком диапазоне напряжений, но основной сферой применения является питание светодиодов от литиевых батарей, т.к. рабочее напряжение светодиода может находится в районе 3,8В, а диапазон напряжения одного литиевого элемента в пределах 3,5 – 4,2В, т.е. когда батарея полностью заряжена напряжение необходимо понижать, а при дальнейшем разряде – повышать.

Практика

Случай №1 Подключение без драйвера

Случай №2 Подключение с драйвером.

Если стоит задача подключить строго определённое количество светодиодов, и набрать ими напряжение равное имеющемуся источнику не представляется возможным, потребуется драйвер. Также драйвер целесообразно использовать, если вы хотите существенно продлить вашим светодиодам жизнь.

Итак, прежде всего, определяемся, где будут использоваться наши светодиоды. Если в машине, то нам потребуется DC/DC драйвер. Если от розетки, то AC/DC.

Подключать мощные светодиоды рекомендуется последовательно, избегая параллельного включения. Также желательно в одной цепи использовать однотипные светодиоды, а в случае невозможности следует выбирать рабочий ток цепи по наиболее маломощному светодиоду. Драйвер, как и сами светодиоды выделяют тепло, поэтому необходимо обеспечивать допустимый тепловой режим работы. Светодиоды необходимо устанавливать на радиаторы размера, соответствующего мощности (рекомендуемые размеры обычно указываются в характеристиках светодиодов), в качестве радиатора может использоваться обычная металлическая пластинка.

На рисунке приведена схема последовательного включения 12-ти трехватных светодиодов к источнику тока с характеристиками 56W, 700mA, PFC.

21шт) и минимум 11 (40В / 3.8В

11шт). Если на данный блок подключить менее 11 трехватных светодиодов, то они выйдут из строя.

Подключение и установка мощного светодиода на радиатор

Таким образом, исходя из количества и мощности светодиодов, которые нам нужно подключить мы подбираем драйвер.
Ниже приведём для наглядности три примера подключения:

1) Один светодиод 3W или от 1 до 3шт по 1W можно запитать от такого драйвера
2) Светодиод 10W от такого
3) 9 светодиодов по 3 Ватт от такого

Важное замечание! При использовании драйверов стабилизаторы напряжения не требуются т.к. драйвер имеет данную функцию.

Также хотелось бы вновь обратить Ваше внимание на то, что использование драйвера позволяет не использовать резисторы. На фотографиях ниже один и тот же драйвер запитывает 1 светодиод и 3 светодиода.

Источник