En el desarrollo de circuitos eléctricos, que involucran más de un LED, la pregunta es qué tipo de conexión de LED es la mejor para elegir: ¿consistente o paralelo? De cara al futuro, observamos quela inclusión secuencial es siempre más eficiente , pero no siempre es fácil de implementar. Vamos a entender por qué?
Característica del voltio-amperio del LED (VAC)
El LED es un elemento no lineal de un circuito eléctrico, su VAC en la forma es prácticamente idéntico a un diodo de silicio ordinario. La Figura 1 muestra el VAC de un potente LED blanco, uno de los fabricantes líderes del mundo.
Figura 1
Según el gráfico, se puede ver que con un aumento de voltaje de solo 0.2 V (por ejemplo, una sección ... 3.1 2.9 V), la intensidad de la corriente aumenta más de dos veces (de 350 a 850 mA). Justo y viceversa: al cambiar la corriente en límites bastante amplios, la caída de voltaje varía muy ligeramente. Esto es muy importante.
El segundo punto importante es que la caída de voltaje de una muestra a otra en un lote puede variar en unas pocas décimas de voltio (dispersión tecnológica). Por esta razón, la fuente de alimentación de los LED debe tener estabilización de corriente, no voltaje. El flujo luminoso, por cierto, también se normaliza dependiendo de la corriente continua. Ahora veamos cómo esta información será útil al elegir un esquema de conexión.
Conexión secuencial (Figura 2).
Figura 2
El diagrama muestra la incorporación secuencial de tres LED HL1 ... HL3 a una fuente de corriente continua J. Para simplificar, tomamos la fuente de corriente ideal, es decir, la fuente que proporcionaCorriente constante del mismo valor, independientemente de la carga. Dado que la intensidad de la corriente en el circuito cerrado es la misma, a través de cada elemento se incluye secuencialmente en este circuito, la corriente del mismo valor fluye I1 = I2 = I3 = J. En consecuencia, se asegura el mismo brillo de la luminosidad. La diferencia en la caída de voltaje en los LED individuales en este caso es irrelevante y se refleja solo por la magnitud de la diferencia de potencial entre los puntos 1 y 2.
Considere un ejemplo concreto del cálculo de tal esquema. Sea necesario proporcionar la potencia de tres LED incorporados sucesivamente con una corriente de 350 mA. La caída de voltaje en esta corriente según el fabricante puede ser de 2.8 a 3.2 St.
Calcule el rango requerido de voltaje de salida de la fuente de corriente:
Umin = 2.8? 3 = 8.4;
Umax = 3.2? 3 = 9.6 Art.
La potencia máxima consumida por los LED es P = 9,6? 0,35 = 3,4 vatios.
Por lo tanto, la fuente debe tener los siguientes parámetros:
Corriente estable de salida - 350 mA;
Voltaje de salida - 9 ± 0,6 (o ± 7%);
Potencia de salida - al menos 3.5 vatios.
Todo es muy simple.
En general, las fuentes de alimentación para LED (controladores) generalmente tienen un rango más amplio de voltaje de salida, de modo que el desarrollador del dispositivo de iluminación no está vinculado a un número específico de diodos emisores, sino que tiene cierta libertad de acción. En este caso, puede conectar una misma fuente en serie, por ejemplo, de 1 a 8 LED.
Sin embargo, el esquema de inclusión secuencial tiene sus desventajas.
Por ejemplo, si hay una tarea para alimentar 10 LED de manera consistente (esto es una caída de voltaje de aproximadamente 30 V) desde una batería de automóvil, entonces sin un convertidor de actualización no se puede hacer.Y esto ya es un costo adicional, dimensiones y una disminución en la eficiencia.
Conexión en paralelo (Figura 3).
Figura 3
Consideremos ahora la conexión paralela de los mismos diodos emisores de luz.
Según la primera ley de Kirchhoff:
J = I1 + I2 + I3,
Para proporcionar un LED monomodo (I = 350mA), la fuente de corriente debe producir 1050 mAa una tensión de salida de aproximadamente 3 amperios.
Como ya se mencionó anteriormente, los LED tienen una cierta variación tecnológica de parámetros, por lo que en realidad las corrientes no se dividirán por igual, sino proporcionalmente a sus resistencias diferenciales.
Por ejemplo, si la caída de tensión directa medida en estos LED a una corriente de 350 mA fue 2.9, 3, 3.1 para HL1, HL2 y HL3, respectivamente.Luego, con la inclusión del esquema dado, las corrientes se distribuyen de la siguiente manera:
I1? 360 mA;
I2 es 350 mA;
I3 340 mA.
Esto significa que el brillo del resplandor será diferente.Para alinear las corrientes en dichos circuitos, los LED consecutivos generalmente incluyen resistencias (Figura 4).
Figura 4
Las resistencias de alineación aumentan el consumoEl poder del esquema general, y por lo tanto reducir la eficiencia.
Este método de conexión se utiliza con mayor frecuencia con fuentes de alimentación de bajo voltaje, por ejemplo, en dispositivos portátiles con fuentes electroquímicas de corriente (baterías, baterías).En otros casos, se recomienda conectar los LED en serie.
Conexión serie-paralelo
Si necesita combinar una gran cantidad de LED, se puede usar una conexión serie-paralelo.En este caso, varias ramas con LEDs conectados de forma secuencial se conectan en paralelo.
