Последовательное или параллельное подключение светодиодов?

В светильниках и фонариках применяется две схемы – последовательное и параллельное соединение светодиодов. У этих схем есть масса вариаций и комбинированных вариантов, каждый из них имеет свои преимущества и недостатки.

Чтобы понять какая схема соединений лучше – нужно узнать, что такое вольт-амперная характеристика и какая она у LED.

Основные теоретические вопросы

Вольт-амперная характеристика (сокр. ВАХ) – это график отображающий зависимость величины тока протекающего через любой прибор от напряжения, приложенного к нему. Простая и очень ёмкая характеристика для анализа нелинейных компонентов. С её помощью можно выбрать режимы работы, и определить характеристики источника питания для прибора.

Взгляните на пример линейной и нелинейной ВАХ.

График под номером 1 на рисунке отображает линейную зависимость тока от напряжения, такую имеют все приборы резистивного характера, например:

• Лампа накаливания;
• обогреватель;
• резистор (сопротивление);

График номер 2 – это ВАХ характерная для p-n переходов диодов, транзисторов и диодов.

Топ-3 лучших производителя ЛЕД лент на 220 в

Назвать однозначно лучших производителей сложно, поскольку общих критериев оценки подобных устройств попросту не существует. Среди достойных фирм имеются и американские, и европейские, и китайские компании. К лучшим из них можно условно отнести следующие бренды:

• CREE. Это американская компания, которая работает с 1987 года, т.е. практически с момента возникновения LED ламп. Сегодня компания CREE производит широкий ассортимент светодиодных приборов, и ленты среди них занимают значительную часть;
• OSRAM. Это известная фирма, которая относится к числу европейских лидеров в производстве осветительной техники и, в частности, полупроводниковых лампочек. Продукция компании отличается заметной дороговизной, но и качество их светильников вполне соответствует ценовым запросам;
• ЭРА. Российская компания, созданная в 2004 году, представляет вполне конкурентоспособную продукцию, которую высоко оценивают пользователи как в нашей стране, так и в соседних республиках. Привлекательной особенностью светодиодных лент этого бренда является низкая цена при вполне достойном качестве, что подтверждает устойчивый спрос.

Выбор ленты следует производить в первую очередь по техническим характеристикам. Имя компании служит лишь гарантией соответствия заявленных и реальных параметров товара.

Подробнее о работе диодов

Какое выбрать подключение светодиодов: последовательно или параллельно? Это сильно зависит от условий работы и источника питания, а также системы стабилизации напряжения и тока. Для правильного выбора нужно рассмотреть оба варианта.

Изначально шла речь о вольт-амперной характеристике не просто так, рассмотрим подробно её форму для Led приборов.

Обратите внимание, что в области напряжений ниже чем 2,5В, ток через светодиод протекает крайне малый или вообще не протекает. Преодолев уровень в 2,5 вольта через диод начинает протекать ток и он зажигается на участке от 2,5 до 3 вольт. После этого уровня ток начинает стремительно нарастать.

Для 5 мм диодов белого свечения рабочий ток – 20мА при 3В, а при 3.5 вольта ток будет равняться 80 мА, что в четверо превышает номинал.

Яркость диода хоть и зависит от протекающего через него тока, но при чрезмерно больших значениях LED светится не намного ярче, чем при номинале. Поэтому не стоит экспериментировать с высоким показателями – ваши диоды просто перегорят.

Значения напряжений могут различаться в зависимости от типов и конструкции LED, на это влияет их количество в одном корпусе, цвет, и даже материал который был выбран в качестве основы чипа.

Почему так хорошо работают блоки из нескольких параллельных диодов

Сопротивление открытого канала MOSFET имеет резко положительный температурный коэффициент, который гарантирует, что более горячий MOSFET имеет большее сопротивление, чем более холодный, что приводит к протеканию через него немного повышенного тока. Поэтому для двух таких MOSFET устанавливается тепловой баланс, соответствующий токовому балансу. Такой тепловой баланс гарантируется правильной компоновкой печатной платы. Вообще, плотное размещение компонентов является обоснованным. Но если на плате есть другое устройство, которое рассеивает много тепла, то вызванный им тепловой градиент изменяет баланс распределения тока для параллельно соединенных идеальных диодов.

Как правильно подключать?

При параллельном соединении светодиодов нужно пользоваться ограничительным резистором для каждого из диодов, как изображено на рисунке ниже. Это даёт возможность установить ток для каждого из элементов электрический схемы.

Ниже схема НЕ правильного подключения резистора в цепь.

Так подключать не правильно

При параллельном подключении светодиодов и любых других потребителей, напряжение на их выводах будет равным. С одной стороны это хорошо, но не для диодов. Каждый светодиод, даже набор взятый из одной партии, имеет небольшой технологический разброс параметров. Напряжение, необходимое для достижения номинального тока, может незначительно отличаться в пределах десятых долей вольта.

Выше вы видели вольт-амперную характеристику прибора и легко сделаете вывод, что незначительное превышение номинального напряжения ведет к лавинообразному росту тока и перегреву. Некоторые предлагают исключить и резистор из этой схемы, такое соединение светодиодов самое неудачное!

Общий ток в цепи равен сумме токов в каждой из ветвей параллельной цепи. Если выбирать, как соединять светодиоды для работы в цепи с повышенным напряжением (6 и более вольт), лучше использовать последовательное соединение.

Простая замена управления RGB светодиодами без ШИМ схема

Данный тип управления хорошо себя зарекомендовал в подсветке автомобильных приборных панелей и любых подсветок без использования PWM регуляторов.

Ток питания светодиодов рассчитан исходя из десяти элементов на канал и составляет 12 мА, что втрое меньше номинального тока для ярких светодиодов. Это увеличивает срок службы элементов при хорошей яркости свечения. Токоограничительные резисторы выбраны из расчёта того, что количество элементов не менее 10 и они идентичные по типу. В случае применения светодиодов другого типа или количества, следует пересчитать ток и номинал резисторов R4.1 – R4.3. Падение на одном элементе составляет 3 вольта, поэтому для смещения базового напряжения в схему усилителей введены дополнительные резисторы R3.1 – R3.3, которые компенсируют мёртвую зону регулировки потенциометров. Данный метод, схема позаимствован с .

Вот, в принципе и вся «хитрая» технология управления RGB светодиодами. Ничего сложного. Но опять же, данные схемы, методы ( и не только ) нужны для «конкретно помешанных» на радиоэлектронике или инженеров. Для простых обывателей достаточно приобрести всевозможные готовые контроллеры для управления RGB. С легкостью это можно сделать на площадке Aliexpress. Дешево и купите тоже самое, что и в местных магазинах, но с завышенными ценами перекупщиков. На этом прощаюсь с Вами и до новых встреч.)

Онлайн калькулятор для расчета резистора

Повышаем напряжение зарядки генератора

Тема может и не новая, но по сей день актуальная. В сети описано множество способов повышение напряжения заряда аккумулятора. На авторство не претендую, но данный способ не встречал и хочу поделиться своим опытом переделки «таблетки» генератора.

Как известно, в зимнее время при включенных потребителях напряжение бортовой сети падает до 12,8-13,5 В и соответственно недозаряжает АКБ. Я пошел, как считаю, по наименьшему пути сопротивления, путем включения вольтдобавки в электронную схему стабилизатора (таблетку).

Стабилитрон VD1 обеспечивает стабилизацию половины напряжения возбуждения генератора, таким образом при добавлении диода на нем возникает дополнительное падение напряжения, что обеспечивает отключение напряжения возбуждения генератора при большем напряжении.

Ну а теперь как на практике все это осуществить.

Берем реле регулятор, высверливаем заклепки и снимаем крышку.

Аккуратно удаляем компадум с платы, можно отверткой, можно жесткой щеткой. Нужный нам стабилитрон (для тех кто не совсем знаком с радиотехникой) стеклянная колбочка с полоской. Полоска обозначение «Минус». Выпаиваем стабилитрон и припаиваем к нему диод «минус к минусу». Получившуюся сборку впаиваем обратно.

Вот что получилось. Далее все заливаем герметиком и закрываем крышку. Можно продублировать винтами.

При использовании диода 1n004 напряжение зарядки без нагрузки 14,8 вольт. При всех включенных потребителях 13,8 -14,2 В.

Автор; Александр Родин Щелково, Московская область

Как известно, на автомобиль часто установлено дополнительное оборудование, которое тянет дополнительное напряжение из бортовой сети. Так, показатель напряжения на ВАЗ-2114 может снижаться до критической отметки в 11 вольт . Если ещё установить дополнительно кондиционер или подогрев сидений – это может привести к тому, что стартеру не хватит мощности, чтобы запустить двигатель. Как исправить проблему? Сделать так, чтобы напряжение в бортовой сети повысилось.

Видео о повышении напряжения в бортовой сети на автомобилях ВАЗ:

Видеоматериал расскажет, как повысить напряжения генератора и бортовой сети своими руками, а также поведает о некоторых нюансах и тонкостях процесса

Варианты соединений

Чтобы выполнить последовательное соединение светодиодов на 220В, воспользуйтесь схемой ниже.

В данном случае в большей степени ограничивает ток конденсатор С1, он играет роль реактивного сопротивления. Подробнее о расчете конденсатора мы писали в статье. Для получения необходимого значения емкости конденсатора воспользуйтесь онлайн калькулятором:

Так вы можете подключить даже один светодиод.

Если вы хотите собрать схему последовательного соединения светодиодов на 100 вольт постоянного напряжения, в цепь нужно включить порядка 30 светодиодов. Тогда необходимое напряжение будет порядка 90 вольт. Расчёт резистора выполнить по формуле в предыдущих разделах статьи.

Конденсатор нужен для сглаживания пульсаций тока, резистор стоящий параллельно – для разряда конденсатора после отключения прибора, в целях безопасности. Если источник питания достаточно стабилизирован их можно исключить.

Подключение светодиода к сети 220 В на примере выключателя с подсветкой

Сейчас уже никого не удивишь выключателем с интегрированной подсветкой в виде светодиода. Разобрав его и разобравшись мы получим еще один способ, благодаря которому можем подключить любой светодиод к сети 220 В.

Во всех выключателях с подсветкой используется резистор с номиналом не менее 20 кОм. Ток в этом случае ограничивается порядка 1А. При включении в сеть такой светодиод будет светиться. Ночью его легко можно различить на стене. Обратный же ток в этом случае будет очень маленьким и не сможет повредить полупроводник. В принципе, такая схема также имеет право на существование, но свет от такого диода будет все-таки ничтожно маленьким. И стоит ли овчинка выделки — не понятно.

Альтернативный тип подключения

Последовательно-параллельное соединение светодиодов – встречается в прожекторах и других мощных светильниках, работающих как от постоянного, так и от переменного напряжения.

Как видите, матрица поделена на ветки, каждая из которых имеет токоограничивающий резистор. Конкретный экземпляр предназначен для замены штатной лампы плафона в салоне автомобиля. Если один диод выйдет из строя – одна цепь перестанет гореть, а остальные цепочки продолжат свечение.

Если вы не можете определиться, как подключить светодиоды последовательно или параллельно, есть альтернативный вариант — гибридное соединение. С первого взгляда непонятно в чем смысл.

Гибридный вариант принял достоинства от последовательного и параллельного соединения светодиодов. Схема будет работать полностью, даже если один из элементов в цепи перегорит, в тоже время остальные элементы не испытают перегрузки. Напряжение на каждом сегменте будет ограничено светодиодом с наименьшим падением.

Чтобы собрать светильник правильно, а LED работали долго и не перегревались, нужно определиться как подключать светодиоды — последовательно или параллельно. Вы ознакомились с сильными и слабыми сторонами каждого из вариантов. Благодаря полученным знаниям можно выполнить ремонт LED лампы или прожектора.

Оцените, пожалуйста, статью. Мы старались:)

Понравилась статья? Расскажите о ней! Вы нам очень поможете:)

Сфера применения

Особенности спектра излучения не мешают светодиодам с двойным свечением найти сферу применения.

Светодиодные индикаторы на основе двухцветных диодов используются:

• в рекламе;
• в системах сигнализации (светофорах, мигалках, указателях, электронных табло);
• в электродвигателях (для определения стороны вращения);
• при декорировании помещений;
• в телефонах, планшетах, фотоаппаратах;
• в зарядках различных аккумуляторов;
• для тюнинга автомобилей.

В быту из двухцветных светодиодов можно сделать гирлянду. Одни цвет горит во время положительного полупериода, второй – во время отрицательного.

Финальные замеры напряжения и результаты

После того, как закончился монтаж, и вся электрическая цепь работает, были сделаны замеры напряжения на холостом ходу работающего двигателя. Результаты превзошли сами себя, во всей электроцепи напряжение повысилось.

Рассмотрим, таблицу результатов полученных замеров: