Napajanje pri paralelnom povezivanju lampi. Karakteristike paralelnog povezivanja LED dioda

Uradimo još jedan eksperiment. Uzmimo nekoliko identičnih lampi i upalimo ih jednu za drugom (slika 1.9). Ova veza se zove serijska. Treba ga razlikovati od prethodno razmatrane paralelne veze.

Rice. 1.9. Generator napaja dvije lampe povezane u seriju. Dijagram prikazuje ampermetar i tri voltmetra: jedan mjeri ukupan napon, a druga dva mjere napon na svakoj lampi

At serijska veza nekoliko sekcija kola (recimo, nekoliko lampi) struja u svakom od njih je ista.

Dakle, uzmimo dvije lampe od 100 W, iste kao one koje smo razmatrali u prethodnom eksperimentu, i spojimo ih serijski na generator napona od 100 V.

Lampe će jedva svijetliti, njihov sjaj će biti nepotpun. Zašto? Zato što će napon izvora (100 V) biti jednako podijeljen između obje lampe povezane u seriju. Svaka lampa će sada imati napon od ne 100, već samo 50 V.

Napon na lampama je isti jer smo uzeli dvije identične lampe.

Ako bi lampe bile nejednake, ukupan napon od 100 V bi bio podijeljen između njih, ali ne jednako: na primjer, jedna lampa bi mogla imati 70 V, a druga 30 V.

Kao što ćemo kasnije vidjeti, snažnija lampa prima manji napon. Ali struja u dva serijski spojena čak različite lampe ostaje ista. Ako jedna od lampi pregori (puca joj kosa), ugasit će se obje lampe.

Na sl. Slika 1.9 pokazuje kako uključiti voltmetre za mjerenje napona na svakoj lampi pojedinačno.

Iskustvo pokazuje da je ukupni napon u uzastopnim dijelovima kola uvijek jednak zbiru napona u pojedinim dijelovima.

Lampe su normalno gorile kada je struja bila 1 A, ali za to je bilo potrebno na svaku od njih primijeniti napon od 100 V. Sada je napon na svakoj od lampi manji od 100 V, a struja će biti manja od 1 A. Neće biti dovoljno zagrijati nit lampe.

Sada ćemo regulirati rad generatora: povećat ćemo njegov napon. Šta će se desiti? Kako se napon povećava, struja će rasti.

Lampe će početi da svetle jače. Kada, konačno, podignemo napon generatora na 200 V, na svakoj lampi će se uspostaviti napon od 100 V (pola ukupnog napona) i struja lampi će se povećati na 1 A. I ovo je njihovo stanje normalan rad. Obje lampe će gorjeti punim intenzitetom i trošiti svoju normalnu snagu - 100 W. Ukupna snaga koju napaja generator bit će jednaka 200 W (dvije lampe od po 100 W).

Bilo bi moguće uključiti ne dvije lampe u nizu, već deset ili pet. U potonjem slučaju iskustvo bi nam pokazalo da će lampe normalno gorjeti kada se ukupni napon poveća na 500 V. U ovom slučaju, napon na priključcima svake lampe (pretpostavljamo da su sve lampe iste) će biti 100 V. Struja u lampama će biti i sada je jednaka 1 A.

Dakle, imamo pet lampi povezanih u seriju; sve lampe normalno gore, svaka od njih troši 100 W snage, što znači opšta vlast biće jednaka 500 W.

U ovom slučaju, struja na svakom od njih će biti ista, što pojednostavljuje kontrolu nad njim. Ali postoje trenuci kada ne možete bez paralelne veze.

Na primjer, ako postoji izvor napajanja, a na njega trebate spojiti nekoliko LED sijalica, ukupni pad napona preko kojeg prelazi napon izvora. Drugim riječima, izvor napajanja nije dovoljan za serijski spojene lampe i one ne svijetle.

Zatim se sijalice povezuju paralelno sa strujnim kolom i na svaku granu se postavlja otpornik.

Prema zakonima paralelnog povezivanja, pad napona na svakoj grani će biti isti i jednak naponu izvor, a struja može varirati. S tim u vezi, proračuni za određivanje karakteristika otpornika će se provoditi zasebno za svaku granu.

Zašto ne možete povezati sve? led sijalice na jedan otpornik? Jer tehnologija proizvodnje ne dozvoljava izradu LED dioda sa savršeno jednakim karakteristikama. LED diode imaju različite unutrašnji otpor, a ponekad su razlike u njemu vrlo jake čak i kod identičnih modela uzetih iz iste serije.

Velika varijacija u otporu dovodi do varijacije u vrijednosti struje, a to zauzvrat dovodi do pregrijavanja i izgaranja. To znači da trebate provjeriti struju na svakoj LED diodi ili na svakoj grani sa serijskom vezom. Uostalom, kod serijske veze struja je ista. U tu svrhu koriste se odvojeni otpornici. Uz njihovu pomoć, struja se stabilizuje.

Glavne karakteristike elemenata kola

Nakon malo razmišljanja, postaje jasno da jedna grana može sadržavati isti maksimalni broj LED dioda kao kada je povezana u seriju i napaja se iz istog izvora.

Na primjer, imamo izvor od 12 volti. Na njega možete spojiti 5 LED dioda od 2 volta u seriji. (12 volti:2 volta:1,15≈5). 1,15 je sigurnosni faktor, jer je potrebno izračunati da će otpornik biti uključen i u krug.

: I=U/R, gdje će I biti dozvoljena struja preuzeta iz tabele karakteristika uređaja. Napon U se dobija ako se pad napona na svakoj LED diodi uključenoj u serijski lanac oduzme od maksimalnog napona izvora napajanja (takođe uzet iz tabele karakteristika).

Snaga otpornika nalazi se iz formule:

U ovom slučaju, sve količine su zapisane u C sistemu. Podsjetimo da je 1 A=1000 mA, 1 mA=0,001 A, 1 Ohm=0,001 kOhm, 1 W=1000 mW.

Danas ima mnogo toga online kalkulatori, koji nude da se ova operacija izvrši automatski, jednostavnom zamjenom poznate karakteristike u prazne ćelije. Ali ipak je korisno znati osnovne koncepte.

Prednost paralelnog povezivanja dioda

Paralelna veza vam omogućava da dodate 2 ili 5 ili 10 LED ili više. Ograničenje je snaga izvora napajanja i dimenzije uređaja u kojem želite da koristite takvu vezu.

Sijalice za svaku paralelnu granu uzimaju se striktno identične tako da imaju najsličnije vrijednosti dozvoljena struja, naprijed i nazad napon.

Prednost paralelnog povezivanja LED dioda je da ako jedna od njih pregori, cijeli lanac će nastaviti raditi. Sijalice će svijetliti čak i ako ih više izgori, glavna stvar je da barem jedna grana ostane netaknuta.

Kao što vidite, paralelna veza je prilično dobra korisna stvar. Samo trebate biti u mogućnosti da pravilno sastavite krug, ne zaboravljajući na sva svojstva LED dioda i zakone fizike.

U mnogim krugovima, paralelne veze se kombiniraju sa serijskim vezama za stvaranje funkcionalnih električnih uređaja.

Primjena paralelnog povezivanja LED dioda

Šema paralelna veza sa dvije igle omogućava implementaciju dvobojnog sjaja sijalica ako se koriste dva kristala različite boje. Boja se mijenja kada se polovi izvora promijene (promjena u smjeru struje). Ova šema se široko koristi u dvobojnim indikatorima.

Ako su dva kristala različitih boja paralelno povezana u jednom paketu i na njih je spojen impulsni modulator, tada se boja može mijenjati u širokom rasponu. Posebno mnogo tonova se generira kada se kombiniraju zelene i crvene LED diode.

Kao što možete vidjeti na dijagramu, svaki kristal ima spojen vlastiti otpornik. Katoda u takvoj vezi je uobičajena, a cijeli sistem je povezan sa upravljačkim uređajem - mikrokontrolerom.

U modernim prazničnim vijencima ponekad se koristi mješoviti tip veze, u kojem je nekoliko uzastopnih redova spojeno paralelno. To omogućava da vijenac svijetli čak i ako ih je nekoliko LED izvori neće uspjeti.

Prilikom kreiranja rasvjete u prostoriji, može se koristiti i paralelna veza. Mješoviti krugovi se koriste u dizajnu mnogih indikatorskih električnih uređaja i za rasvjetne uređaje.

Nekoliko nijansi instalacije

Zasebno možemo govoriti o tome kako su LED diode međusobno povezane. Svaki kristal je zatvoren u kućište iz kojeg dolaze vodi. Terminali su često označeni sa "-" ili "+", što znači vezu sa katodom i anodom uređaja, respektivno.

Iskusni radio-amateri mogu čak i okom odrediti polaritet, jer je katodni terminal nešto duži i malo više viri iz kućišta. Spajanje LED dioda mora se izvršiti strogo poštujući polaritet.

Ako govorimo o tome, tada se lemljenje često koristi tokom procesa instalacije. Da biste to učinili, koristite lemilo male snage kako ne biste pregrijali kristal. Vrijeme lemljenja ne smije prelaziti 4-5 sekundi. Bolje je da bude 1-2 sekunde. Da biste to učinili, lemilica se zagrijava unaprijed. Zaključci se ne krive mnogo. Krug se sastavlja na licu mjesta od materijala koji dobro uklanja toplinu.

Izlazna snaga jednostranog ULF-a može se povećati paralelnim povezivanjem jedne ili više lampi na lampu izlaznog stupnja. Dakle, pri istom naponu napajanja i anode, anodna struja i, prema tome, izlazna snaga kaskade se povećava dva ili više puta. Prikazan je primjer paralelnog povezivanja dodatne lampe u završnoj fazi jednostranog ULF-a pirinač. 1.

Fig.1. Shematski dijagram jednokraki ULF na jednoj (a) i dvije (b) pentodi

U šemi koja se razmatra ( pirinač. 1, a) koristi se takozvana ultralinearna veza pentode, čija je karakteristična karakteristika veza katode sa zaštitnom rešetkom. Pentodna zaštitna mreža je povezana na pin 2 izlaznog transformatora Tpl, pri čemu je broj zavoja između pinova 2 i 3 približno 43% od broja zavoja između pinova 1 i 3. Transformator Tpl je projektovan tako da ukupna impedancija primarni namotaj(pinovi 1-3) bila je jednaka vrijednosti otpora opterećenja određenoj za svaku lampu prema kataloškoj specifikaciji. Tako, na primjer, za lampu EL34 ovaj otpor je približno 3 kOhm. Automatski bias napon se generiše preko otpornika R3, koji je ranžiran elektrolitički kondenzator C2.

Prilikom povezivanja dodatne lampe (ili lampi) paralelno sa lampom ULF izlaznog stupnja, morat ćete podesiti vrijednosti nekih elemenata. Tako, na primjer, kada priključite jednu dodatnu lampu ( pirinač. 1, b) vrijednost otpora otpornika R3 u krugu automatskog prednapona treba smanjiti otprilike dva puta u odnosu na prethodno razmatrano kolo ( pirinač. 1, a), a vrijednost kapacitivnosti shunt kondenzatora C2 je udvostručena. To se objašnjava činjenicom da kada su dvije lampe spojene paralelno, katodna struja se udvostručuje. Treba napomenuti da se snaga otpornika R3 također treba udvostručiti, odnosno sa 5 na 10 W. Da bi se postiglo dvostruko povećanje izlazne snage, također će biti potrebno smanjiti impedanciju primarnog namota transformatora Tpl za polovicu.

Teoretski, na sličan način, veći broj sličnih lampi sa gotovo identičnim parametrima može se paralelno povezati sa lampom izlaznog stepena. Stoga se u prodaji mogu naći već odabrani parovi, pa čak i četvorke lampi za korištenje u paralelnoj vezi ULF izlaznog stupnja.

Kao i kod ULF cijevi s jednim ciklusom, možete povećati izlaznu snagu push-pull pojačala paralelnim povezivanjem jedne ili više cijevi na lampe izlaznog stupnja. Pri istom naponu napajanja i anode, anodna struja i, shodno tome, izlazna snaga kaskade se povećava dva ili više puta. Objasnit ćemo značajke takve veze na primjeru jednostavnog push-pull pojačala, čija je shema sklopa prikazana na pirinač. 2.

Fig.2. Dijagram jednostavnog push-pull pojačala snage

Ovo pojačalo se sastoji od dva identična kanala, od kojih je svaki baziran na jednostranom pojačalu o kojem smo ranije govorili. Primjer paralelnog povezivanja dodatnih lampi u završnoj fazi takvog push-pull ULF-a prikazan je u pirinač. 3.

Fig.3. Šematski dijagram jednostavnog push-pull pojačala snage s paralelnim povezivanjem lampi

Prilikom odabira parametara elemenata za ULF potisnu cijev s paralelnim spajanjem svjetiljki vrijede svi komentari i preporuke spomenute ranije za jednostrano kolo.