Сергей Шмаков - Профессиональные советы домашнему электрику

Последовательное включение (рис. 7.22) преследует цель либо повысить мощность излучения, либо увеличить излучаемую поверхность.

Рис. 7.22. Схема последовательного включения светодиодов

Недостатками последовательного включения является:

♦ во-первых, с увеличением числа светодиодов увеличивается и напряжение питания;

♦ во-вторых, увеличение числа светодиодов понижает надежность системы, при выходе из строя одного из светодиодов перестают работать все последовательно включенные светодиоды.

При параллельном включении светодиодов через каждый излучатель протекает отдельный ток, задаваемый отдельным токозадающим резистором. На рис. 7.23 показана схема параллельного включения излучающих диодов.

Рис. 7.23. Схема параллельного включения светодиодов

Преимуществом параллельного включения является высокая надежность, так как при выходе из строя одного из излучателей остальные продолжают работать.

Недостатки параллельного включения светодиодов:

♦ каждый светодиод потребляет отдельный ток и повышается энергопотребление;

♦ увеличиваются потери на токозадающих резисторах.

Наиболее эффективным является смешанное (комбинированное) последовательно-параллельное включение , показанное на рис. 7.24. В этом случае число последовательно включенных излучателей ограничено напряжением питания, а число параллельных ветвей выбирается в зависимости от требуемой мощности.

Рис. 7.24. Схема последовательно-параллельного включения светодиодов

Смешанное соединение включает в себя положительные свойства вариантов параллельного и последовательного включения.

В связи с тем, что зрительный аппарат человека является инерционным, довольно часто при питании светодиодов используют импульсный ток. На рис. 7.25 показаны временные диаграммы импульсного тока.

Рис. 7.25. Временные диаграммы импульсного тока

Как уже упоминалось, резистор является элементом, ограничивающий ток, протекающий через светодиод. Но резистор удобно применять, если питающее напряжение постоянно. На практике часто случается, что напряжение не стабильно, например, напряжение аккумуляторной батареи уменьшается при ее разряде довольно в широких приделах. В этом случае широко применяют линейные стабилизаторы тока.

Простейший линейный стабилизатор тока можно собрать на широко распространенных микросхемах типа КР142ЕН12(А), LM317 (и их многочисленных аналогах), как показано на рис. 7.26.

Рис. 7.26. Схема простейшего линейного стабилизатора тока

Резистор Rвыбирается в пределах 0,25-125 Ом, при этом ток через светодиод определяется выражением

Ivd= 1,25/ R.

Схема построения таких стабилизаторов тока отличается простотой (микросхема и один резистор), компактностью и надежностью. Надежность дополнительно обусловлена развитой системой защиты от перегрузок и перегрева, встроенной в микросхему стабилизатора.

Для стабилизации токов от 350 мА и выше можно использовать и более мощные микросхемы линейных регуляторов с малым падением напряжения серий 1083, 1084, 1085 различных производителей либо отечественные аналоги КР142 ЕН 22А / 24А/ 26А.

Но у линейных стабилизаторов тока есть существенные недостатки: низкий КПД; большие потери сильный нагрев при регулировке больших токов.

Светодиодная лампа — осветительный прибор, устанавливаемый в существующий светильник, изначально предназначенный как для установки сменных светодиодных ламп, так и для установки ламп другого типа (люминесцентных, накаливания, галогенных), возможно, с некоторой доработкой.

В настоящее время выпускаются светодиодные лампы практически под все существующие типы цоколей. Лампы выпускаются в основном невысокой мощности (до 20 Вт) и предназначены для установки в бытовые осветительные устройства — настольные светильники, потолочные светильники, бра — как быстрая замена менее экономичных традиционных ламп без изменения дизайна и конструкции. Примеры исполнения и конструктивные элементы светодиодных ламп представлены на рис. 7.27.

Рис. 7.27. Светодиодные лампы:

а— примеры исполнения; б— конструктивные элементы

Производители указывают напряжение питания, потребляемую мощность и цоколя, указывают оттенок белого света (цветовую температуру), срок службы лампы и мощность аналогичной лампы накаливания.

Достоинства светодиодных ламп:

♦ светодиодная лампа безопасна в работе, т. к. она не требует высокого напряжения. При этом наибольшая температура светодиода и ограждающей арматуры не превысит 60 °C;

♦ наименьшее, по сравнению с любыми другими типами бытовых ламп, потребление электроэнергии (табл. 7.2);

♦ высокая световая отдача, порядка 120 лм/Вт (светоотдача ламп накаливания составляет 10–24 лм/Вт, а люминесцентных ламп — от 60 до 100 лм/Вт);

♦ наивысший, по сравнению с любыми другими лампами освещения, срок службы (40000-50000 часов и более), при условии качественного построения самой светодиодной лампы, применении в ее изготовлении высококачественных материалов, а также соблюдении заданного теплового режима;

♦ получение различных характеристик спектра без использования светофильтров, т. е. по аналогии с лампами накаливания;

♦ прочность и безопасность для пользователей. Светодиодная лампа при случайном падении не разобьется и не будет повреждена, т. е. осколков стекла, характерных для подобной ситуации с любой другой осветительной лампой, не будет. Ее элементы не содержат сколько-нибудь опасных компонентов химического происхождения, присутствующих, к примеру, в люминесцентных лампах;

♦ в спектре излучения светодиодов отсутствует значительные инфракрасное и ультрафиолетовое излучения;