Светодиод 3 вольта ток потребления

Конструкция и внешний вид

Внешне светодиод выглядит, как керамический прямоугольник размером 2.8 мм х 3.5 мм (отсюда и цифровая маркировка). На одной стороне этого прямоугольника расположен кристалл светодиода, залитый защитным компаундом, с другой – контакты для поверхностного монтажа (отсюда и smd — surface mounted device — прибор, монтируемый на поверхность). Эти контакты служат для питания кристалла и одновременно исполняют роль радиатора, отводящего тепло от полупроводника.

Для улучшения спектральных характеристик и некоторого изменения цветовой температуры в компаунд добавляется специальный люминофор. Если хорошо присмотреться, то сквозь защитное покрытие можно разглядеть кристалл с токоподводящими проводками.

Сквозь компаунд хорошо виден кристалл светодиода

COB светодиоды

COB – Chip On Board. У этого вида большое количество маленьких кристаллов размещено на единой подложке и все это собрано в одном корпусе.

Схема соединения этих кристаллов – последовательно параллельная. Сверху они заливаются люминофором.

По-другому их называют светодиодными матрицами. Их достоинства:

легкость монтажа

хороший световой поток

высокий CRI

разнообразная форма сборки светодиодов

Все эти преимущества очень кстати подошли для изготовления ярких и компактных прожекторов. Также КОБы активно применяют там, где нужна акцентированная и декоративная подсветка.

Однако из-за близости расположения кристаллов друг к другу, происходит сильный нагрев корпуса, даже если вы и обеспечите нормальное охлаждение. Поэтому если вам нужна качественная фокусировка, придется использовать силиконовую оптику.

Она стойка не только к высоким температурам, но самое главное выдерживает без последствий огромное количество циклов нагрев-остывание.

На абы какую поверхность COM матрицы ставить нельзя. Ее необходимо предварительно подготовить.

В противном случае, от перепадов температур, подложка деформируется, что еще больше повысит температуру светодиода и приведет к его повреждению.

Кстати, это основная причина выхода из строя светодиодных прожекторов.

Приблизительно на один светодиодный ватт в режиме 100Лм/Вт нужно 20см2 площади радиатора.

По норме от 6 до 10Вт может пассивно принять воздух, в то время как теплопроводность алюминия 200-300 Вт/(м*К).

Есть у COB светодиодов и другие недостатки:

высокая цена

светоотдача и срок службы меньше чем у SMD видов

Поэтому на сегодня, для решения именно энергоэффективных задач в освещении, КОБ модели не совсем подходят. Это будет экономически не целесообразным.

Таблицы технических характеристик COB светодиодов:

COB 3ВтCOB 5ВтCOB 7ВтCOB 9ВтCOB 10ВтCOB 15ВтCOB 20ВтCOB 30Вт

И матриц:

Матрица 50ВтМатрица 150ВтМатрица 10Вт

На сколько вольт бывают светодиоды

Параметры светодиодов большей частью зависят от материала, из которого изготовлен p-n переход, хотя часть характеристик все же зависит от конструктива. Типовые значения рабочего напряжения и цвет свечения для маломощных элементов при токе 20 мА сведены в таблицу:

Материал	Цвет свечения	Диапазон прямых напряжений, В
GaAs, GaAlAs	Инфракрасный	1,1 – 1,6
GaAsP, GaP, AlInGaP	Красный	1,5 – 2,6
GaAsP, GaP, AlInGaP	Оранжевый	1,7 – 2,8
GaAsP, GaP, AlInGaP	Желтый	1,7 – 2,5
GaP, InGaN	Зеленый	1,7 – 4
ZnSe, InGaN	Голубой	3,2 – 4,5
Люминофор	Белый	2,7 – 4,3

Мощные осветительные светодиоды работают при больших токах. Так, кристалл популярного LED 5730 предназначен для длительной эксплуатации при токе 150 мА. Но из-за крутой ВАХ, стабилизирующей падение напряжения, его Uраб составляет около 3,2 В, что укладывается в указанное в таблице значение.

Основы подключения к 220 В

В отличие от драйвера, который питает светодиод постоянным током и сравнительно небольшим напряжением (единицы-десятки вольт), сеть выдает переменное синусоподобное напряжение с частотой 50 Гц и средним значением 220 В. Поскольку светодиод пропускает ток только в одну сторону, то светиться он будет только на определенных полуволнах:

То есть led при таком питании светится не постоянно, а мигает с частотой 50 Гц. Но из-за инерционности человеческого зрения это не так заметно.

В то же время напряжение обратной полярности, хотя и не заставляет led светиться, все же прикладывается к нему и может вывести из строя, если не предпринять никаких защитных мер.

Особенности маркировки светодиодных лент

Стоит отметить, что производство светодиодных лент относится к видам бизнеса, для которых характерен как раз таки унифицированный подход брендов-производителей к маркировке выпускаемой продукции. Так, в целях классификации светодиодных лент применяется унифицированный код, состоящий из 8 элементов. Он представлен в следующей структуре.

В первом элементе соответствующего кода зашифровывается, собственно, наименование основного компонента ленты — светодиода, LED.

Во втором элементе кода отражается цвет соответствующего изделия:

— R — красный — от английского Red;

— G – зеленый — от Green;

— B — синий;

— CW — белый;

— код RGB отражает тот факт, что светодиод — многоцветный.

В третьем элементе рассматриваемого кода, посредством которого шифруется светодиод — маркировка выводов. Например, они могут быть классифицированы как SMD. То есть, код будет показывать, что чип предназначен для инсталляции сразу на печатную плату, в рамках поверхностного монтажа. В свою очередь, в унифицированном коде также может быть применена маркировка светодиодов типа DIP, которая будет показывать, что изделия предназначены для инсталляции не на поверхности чего-либо, а в отверстия.

В 4-м элементе унифицированного кода светодиода отражается размер корпуса в миллиметрах. В 5-м — количество соответствующих изделий на 1 метре ленты, на которой они устанавливаются.

В 6-м — класс защиты светодиода от воздействия различных внешних факторов. Здесь может, к примеру, применяться код IP, который отражает тот факт, что класс защиты указывается в соответствии с отраслевым стандартом защиты электронных устройств IEC-952.

В 7-м элементе отражается степень защиты светодиода. Здесь могут присутствовать коды:

— 0, показывающий, что светодиоды не имеют защиты от воздействия внешних факторов;

— 1, указывающий, что изделие защищено от проникновения предметов, диаметр которых составляет 50 мм и более;

— 2, отражающий, что светодиод защищен от воздействия предметов диаметром 12-80 мм;

— 3, показывающий защиту от предметов диаметром, который составляет 2,5 мм и более;

— 4, отражающий защищенность светодиода от предметов в диаметре от 1 мм;

— 5, показывающий, что изделие защищено от проникновения пыли в том количестве, которое может привести к нарушению функциональности светодиода;

— 6, который указывает, что не допускается проникновение пыли в изделие.

В свою очередь, 8-й элемент унифицированного кода отражает степень защищенности изделия от проникновения жидкости. В ней могут фиксироваться коды:

— 0, который показывает, что светодиод не защищен от воздействия жидкостей;

— 1, отражающий тот факт, что в изделие не могут проникнуть капли воды, которые падают вертикально;

— 2, который показывает, что светодиод защищен от капель воды, что падают под углом, составляющим 15 градусов;

— 3, фиксирующий защиту от капель, которые падают под углом 60 градусов;

— 4, показывающий, что светодиод защищен от капель воды, которые падают на изделие под любым углом;

— 5, который отражает, что изделие защищено от воздействия струи воды обычной интенсивности;

— 6, показывающий, что в светодиод не может проникнуть вода, направляемая сильной струей;

— 7, указывающий, что вода не будет проникать в изделие даже при погружении его на глубину до 15 см;

— 8, который показывает, что светодиод сохранит функциональность даже при длительном погружении в воду.

Как подключить от пальчиковой батарейки АА 1,5В

Данный преобразователь представляет собой блокинг-генератор, собранный на транзисторе VT2, трансформаторе Т1 и резисторе R1. Блокинг-генератор вырабатывает импульсы напряжения, которые в несколько раз превышают напряжение источника питания. Диод VD1 выпрямляет эти импульсы. Дроссель L1, конденсаторы C2 и С3 являются элементами сглаживающего фильтра.

Трансформатор Т1 можно намотать на кольце из феррита марки 2000НН. Диаметр кольца может быть 7 – 15 мм. В качестве сердечника можно использовать кольца от преобразователей энергосберегающих лампочек, катушек фильтров компьютерных блоков питания и т. д. Обмотки выполняют эмалированным проводом диаметром 0.3 мм по 25 витков каждая.

Данную схему можно безболезненно упростить, исключив элементы стабилизации. В принципе схема может обойтись и без дросселя и одного из конденсаторов С2 или С3 . Упрощенную схему может собрать своими руками даже начинающий радиолюбитель.

Cхема хороша еще тем, что будет непрерывно работать, пока напряжение источника питания не снизится до 0.8 В.

Расшифровка кода маркировки светодиодной ленты

Для того, чтобы понять, как маркируется лента, нужно обратить внимание на таблицу:

Позиция в коде	Назначение	Обозначения	Расшифровка обозначения
1	Источник света	LED	Светодиод
2	Цвет свечения	R	Красный
G	Зеленый
B	Синий
RGB	Любой
CW	Белый
3	Способ монтажа	SMD	Surface Mounted Device (Устройство, монтируемое на поверхность)
4	Размер чипа	3028	3,0 х 2,8 мм
3528	3,5 х 2,8 мм
2835	2,8 х 3,5 мм
5050	5,0 х 5,0 мм
5	Количество светодиодов на метр длины	30
60
120
6	Степень защиты:	IP	International Protection
7	От проникновения твердых предметов	0-6	Согласно ГОСТ 14254-96 (стандарт МЭК 529-89) «Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (код IP)»
8	От проникновения жидкости	0-6

Для примера возьмем конкретную маркировку LED CW SMD5050/60 IP68. Из нее можно понять, что перед нами светодиодная лента белого цвета для поверхностного монтажа. Элементы, установленные на ней, имеют размер 5х5мм, в количестве 60 шт/м. Степень защиты позволяет ей длительное время работать под водой.

Ассортимент ламп для дома на световых диодах довольно широк

Простые примеры расчётов

1) Рассчитаем резистор, которым хотим запитать один зеленый светодиод от батареи 9 В. Диод предполагается использовать как сигнализатор, поэтому достаточно, чтобы он светился несильно.

• U пит = 9 В
• U диода = 2,85 В
• I диода = 2 мА

Идеальное значение резистора: (9 – 2,85) / 0,002 = 3075 Ом. Соответствующий резистор по стандарту: 3 кОм.

2) Рассчитаем резисторы, которыми хотим запитать два желтых светодиода, соединенных последовательно. Источник – блок питания 6 В. Светодиоды должны светиться достаточно ярко.

• U пит = 6 В
• U диода = 2,15 В, итого 2 х 2,15 = 4,3 В
• I диода = 7 мА

Идеальное значение резистора: (6 – 4,3) / 0,007 = 242 Ом. Соответствующий резистор: 240 Ом.

На что обращать внимание при заряде аккумулятора

После того как вы подключили зарядное устройство к аккумулятору, не стоит оставлять его надолго без присмотра

Подобная халатность может привести к пожароопасной ситуации! Для избежания подобных неприятностей рекомендуем обратить внимание на следующие нюансы:

1. Необходимо следить, чтобы температура не поднималась выше нормы. Это может привести к выкипанию жидкости.
2. Уровень электролита не должен оставаться неизменным.
3. Нельзя допускать нахождения в рабочей зоне горючих жидкостей и захламления пространства.
4. Нужно держать приборы на отдалении друг от друга (на длину всего провода) и не располагать их один над другим.

Знание правил о том, как подключить зарядное устройство для автомобильного аккумулятора, никогда не будет лишним, а применение современных умных девайсов сведёт любой риск к минимуму.

Мнение эксперта
It-Technology, Cпециалист по электроэнергетике и электронике
Задавайте вопросы “Специалисту по модернизации систем энергогенерации”

Как светодиод подключить к батарейке? Ответ эксперта При подключении с помощью блока питания или бокса, а также в конструкциях с контроллерами и усилителями можно использовать коннекторы. Спрашивайте, я на связи!

Подключение светодиодной ленты

Подключение ленты осуществляется двумя способами:

• методом пайки – необходим паяльник и припой;
• с помощью коннекторов – зажимов с контактами, монтируемых на один конец ленты без пайки.

Полярность подключения

Подключение светодиодной ленты должно осуществляться с обязательным соблюдением полярности. Если перепутать «+» и «-» лента просто не будет светиться, поскольку не откроется p-n переход светодиодов. Для удобства пользователей, у маломощных блоков питания 12 В светодиодной ленты, провода выхода имеют разноцветную окраску: отрицательный провод – синий, положительный – красный. Могут быть вариации производителей. Если не корпусе нет дополнительной маркировки, лучше перепроверить полярность мультиметром.

Выбор схемы включения

Светодиодная лента всегда подключается с использованием параллельной схемы. Если от одного БП планируют питать 2 и более СЛ, то каждая из них должна подключаться к блоку питания непосредственно.

РИСУНОК 2

Схема параллельного подключения источников света

Место установки

Выбор места установки блока питания зависит от ряда факторов:

• габаритов БП;
• степени защиты от воздействия окружающей среды;
• нагрева БП во время работы;
• доступности для обслуживания.

Большинство блоков питания, рассчитанных на питание лент до 5 метров, имеют небольшие размеры. Это позволяет монтировать их на din-рейке, совместно со светодиодной лентой, или размещать в нишах, за декоративными полками мебели, в пространстве между черновым и натяжным потолком.

Мощные блоки питания размещают таким образом, чтобы обеспечить их оптимальное охлаждение. Их нельзя размещать в закрытых объемах небольшого размера. Особенно, блоки питания, оснащенные вентиляторами.

Незащищенные блоки питания IP 00 – IP 10 можно размещать только внутри закрытых, сухих помещений. При размещении во влажных помещениях, на открытом воздухе, в бассейнах или аквариумах следует руководствоваться рекомендациями, изложенными в таблице:

ТАБЛИЦА 1

Степени защиты электрооборудования

Выбор сечения провода

Выбор сечения провода для подключения блоков питания светодиодной ленты имеет существенное значение. Особенно, если блок питания и СЛ находятся на некотором расстоянии друг от друга. Это обусловлено возрастанием силы тока в зависимости от мощности подключенных СЛ и длины проводника. Вычислить силу тока не сложно. Для этого надо мощность СЛ ( в ваттах) разделить на напряжение питания (в вольтах). После расчета трансформатора для светодиодной ленты следует обратиться к табличным данным:

ТАБЛИЦА 2

Сечение провода в зависимости от длины проводника и силы тока

Подключение проводов и клемм

При подключении проводов и клемм, даже для 12 V блока питания светодиодов, чтобы избежать искрения и нагрева в месте соединения, концы проводов рекомендуется залудить оловом или использовать промышленные переходники и адаптеры. Нельзя использовать для подключения светодиодной ленты алюминиевые провода. Должны использоваться исключительно медные – одножильные или многожильные. Чтобы вычислить сечение многожильного провода можно воспользоваться формулой:

S = N*D2/1,27

Где:

D – диаметр металлической части провода, измеренный штангенциркулем;

N —  число жил (проволочек).

Способы создания схем из нескольких светодиодов – последовательное и параллельное соединение

При подключении нескольких светоизлучающих приборов к источнику питания может использоваться два варианта соединения – последовательное и параллельное.

Последовательное

Последовательное соединение представляет цепь полупроводниковых приборов, в которой катод первого излучателя спаян с анодом следующего – и так далее. Через все элементы последовательной цепи протекает ток одного значения, а падение напряжения суммируется. Мощность БП выбирается равной или превышающей сумму мощностей каждого элемента.

Минусы последовательного соединения:

• При значительном количестве элементов цепи необходимо выбирать БП большого вольтажа.
• При выходе из строя одного LED-диода перестает работать вся цепь.

В длинных лентах на 60-70 диодов на каждом элементе происходит падение напряжения примерно на 3 В, то есть такие ленты можно присоединять к сети 220 В через выпрямитель.

Параллельное

При параллельном подсоединении напряжение на всех элементах цепи будет равным, а суммируются токи каждого LED. Основная проблема в данном случае состоит в том, что LED-светильники, даже из одной партии, часто имеют различные характеристики. Поэтому, если поставить один общий резистор, на лампочки может подаваться ток разного значения, вследствие чего некоторые элементы будут светить слишком ярко, а некоторые – тускло. Решение проблемы – установка отдельных резисторов для каждого диода.

Минусы параллельного подключения:

• большое количество элементов цепи из-за необходимости использования индивидуальных резисторов для каждого диода;
• существенный рост нагрузки при перегорании одного LED-диода (если используется один мощный резистор на всю цепь).

Смешанное

Это самый подходящий вариант соединения светодиодов, поскольку он позволяет хотя бы частично скомпенсировать недостатки последовательного и параллельного подключений. В этом случае параллельно соединяются цепочки последовательно расположенных элементов. Этот способ применяется в современных елочных гирляндах или лентах. Преимущество такого решения: если даже выйдут из строя одна или несколько параллельных цепочек, остальные будут исправно светить.

Основные характеристики

Технические параметры светодиодов отличаются в зависимости от модели. Общими показателями являются:

• потребляемый ток;
• напряжение номинального характера (вольтаж изделия);
• мощность затрачиваемой электроэнергии (вольтамперный график);
• температура свечения;
• светимость (уровень светового потока).

Ток потребления светодиода

Показатель позволяет выяснить количество тока, потребляемого электрически прибором (светодиодом). Для устройств с одним действующим кристаллом достаточно значения 0,02А. Если количество больше, характеристика повышается кратно числу элементов. По данному параметру подбирают резистор (стабилизатор), который устанавливается на вводе.

Стабилизатор позволяет сохранить прибор в рабочем состоянии при падениях напряжения независимо от причины. Более того – колебания величины тока светодиода изменяет цветовую температуру света от теплого к более яркому, холодному. Если скачок напряжения значительный, без дополнительного резистора диод сгорит мгновенно.

Номинальное напряжение

Показатели тока и напряжения светодиода должны соответствовать. В противном случае диоды либо быстро сгорят, либо не будут выдавать свет на заявленном уровне.

Чтобы узнать, на сколько Вольт светодиод, можно использовать мультиметр или определить по цвету свечения. Для первого способа понадобится мультиметр и резистор – на дисплее после сборки появится значение.

Сопротивление световых диодов

Итоговое сопротивление зависит от электрической цепи, в которую подключается элемент. Один и тот же светодиод может показывать разное значение. Например, на входном – около 1 кОм, на выходном – несколько МОм. Однако сопротивление не является линейной характеристикой. Показатель обратно пропорционален напряжению, которое подается к электросети. Чем выше напряжение питания светодиодов, тем ниже уровень сопротивления устройства.

Светоотдача и угол свечения

Сравнить уровень светоотдачи различных ламп достаточно сложно. Например, светодиод размером 5 мм отдает свет на 1-5 Лм, а лампа накаливания в 70 Вт – 750 Лм. Угол рассеивания подбирается, исходя из площади помещения. В коридоре достаточно диода на 30°, в комнате лучше использовать элементы на 90-120° или несколько одновременно. Максимальный угол LED-светильников составляет 120°. Наиболее освещенное место – центр, к периферии свет рассеивается.

Мощность светодиодных ламп

Мощность диода зависит от нескольких связанных показателей. Для светодиодов величина колеблется в пределах от 0,5 до 3 Вт. Рассчитывается по закону Ома: необходимо перемножить значения силы тока и напряжения. Также определяется и вольт-амперная характеристика (ВАХ) светодиода.

Цветовая температура

• 2700—3000 – теплый, желтоватый;
• 3500—4000 – дневной, нейтральный;
• 5500—7000 – холодный, с синевой.

Представлены основные оттенки. На практике цветов значительно больше. Подбирают температуру исходя из назначения помещения, необходимого уровня комфорта и предпочтений пользователей. Например, в спальню рекомендуют устанавливать светильники с теплым светом, а в комнаты без окон – с естественным оттенком.

Размер чипа LED-элемента

При покупке узнать размер чипа можно только по информации на упаковке. Самостоятельно проверить правильность указанных данных не получится. Средние размеры устройств: 45×45 ml, 24×40 ml и 24×24 ml на 1Вт, 0,75Вт и 0,5Вт соответственно. В привычной системе измерения – 30×30 ml равны 0,76×0,76 мм. Вследствие небольшого размера узнать точные размеры можно, разобрав устройство полностью.

Количество чипов (кристаллов) разное, зависит от модели и разновидности светодиода. В цветных элементах (RGB), которые не содержат люминофорного покрытия, их число можно посчитать.

Filament светодиоды

Филаментные модели представляют из себя стеклянную полоску с наклеенными поверх нее светодиодами. С двух концов полоски металлизируются.

Через них подается питание. Если здесь применить различные кристаллы, то можно добиться достаточно высокого CRI.

Люминофор наносится сверху. При этом вся конструкция помещена в стеклянную колбу, как в обычной лампочке.

Однако для всей этой конструкции, как и в любом ярком светодиоде требуется охлаждение.

Для этого здесь применяют газ — гелий. Именно благодаря ему, происходит отвод тепла на внешние стенки колбы филаментной лампочки.

По простому можно сказать, что филаментная лампочка – это КОБ светодиод, который поместили в газовую среду. Достоинства филаментных моделей:

можно легко изготавливать привычные нам всем модели лампочек классического вида (груша, свеча, шарик). При этом начинка у них будет модернизированная.

одинаковое светораспределение как и у ламп накаливания

Именно поэтому их применяют как альтернативная замена обычным лампочкам в светильниках и люстрах.

Однако свечение такой лампы все же сопровождается высоким нагревом. Вследствие чего, наблюдается постепенная деградация диодов, и как итог – их непродолжительный срок службы.

Таблица сравнения филаментных моделей и других видов ламп и источников света:

Как подключить от 9В батарейки Крона

«Крона» имеет относительно небольшую емкость и не очень подходит для питания мощных светодиодов. Максимальный ток такой батареи не должен превышать 30 – 40 мА. Поэтому к ней лучше подключить 3 последовательно соединенных светоизлучающих диода с рабочим током 20 мА. Они, как и в случае подключения к батарейке 3 вольта не будут светить в полную силу, но зато, батарея прослужит дольше.

Схема питания от батарейки крона

В одном материале трудно осветить все многообразие способов подключения светодиодов к батареям с различным напряжением и емкостью. Мы постарались рассказать о самых надежных и простых конструкциях. Надеемся, что этот материал будет полезен как начинающим, так и более опытным радиолюбителям.

Использование светодиодов становится обычным явлением. Их применяют для создания основного или сигнального освещения, декоративной подсветки. Возможности светильников еще не достаточно раскрыты, и многие любители постоянно экспериментируют, открывая новые стороны этих устройств. Одной из самых полезных особенностей является низковольтное питание, делающее исследования безопасными, доступными для детей и подростков. Рассмотрим один из вопросов, часто возникающих у начинающих пользователей — как подключить светодиод к батарейке, насколько это возможно и эффективно.

Зачем нужно знать мощность

Мощность светодиода нужна для выбора подходящего источника питания. Зная потребление светодиода, мы можем подобрать нужный ему блок питания. Расчет по мощности позволит избежать проблем при дальнейшей работе или сэкономить средства.

Рассмотрим примеры, чтобы стало понятно, о чем идет речь. Например, имеем светоизлучающий диод с рабочим напряжением 3,5 Вольта и током 0,1 Ампера. По формуле расчета мощности P=I*U, получаем значение P=3,5*0,1 => P=0,35 Ватт. Мощность десяти составит 3,5 Ватта или 1 Ампер. Отсюда делаем вывод, что для подключения одного светодиода нам потребуется блок питания (БП) мощностью 0,385 Ватта (с запасом 10%). Для подключения десяти понадобится БП на 3,85 Вт (также с запасом 10%).