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浅析发光二极管在电路图中的连接方法以及注意事项

来源:华强商城 发布时间:2019-12-11

摘要: 本文简要介绍了关于发光二极管的一些特点,并着重说明了发光二极管在电路图中的连接方法以及注意事项。

本文简要介绍了关于发光二极管的一些特点,并着重说明了发光二极管在电路图中的连接方法以及注意事项。


  发光二极管的简介


  发光二极管简称为LED。由含镓(Ga)、砷(As)、磷(P)、氮(N)等的化合物制成。当电子与空穴复合时能辐射出可见光,因而可以用来制成发光二极管。在电路及仪器中作为指示灯,或者组成文字或数字显示。砷化镓二极管发红光,磷化镓二极管发绿光,碳化硅二极管发黄光,氮化镓二极管发蓝光。因化学性质又分有机发光二极管OLED和无机发光二极管LED。


发光二极管LED

  发光二极管的特点


  电压

LED使用低压电源,供电电压在直流3-24V之间,根据产品不同而异,也有少数DC36V、DC40V等,所以它是一个比使用高压电源更安全的电源,特别适用于公共场所。


  效能

  消耗能量较同光效的白炽灯减少80%左右,较节能灯减少40%左右。


  适用性

  体积很小,每个单元LED小片是3-5mm的正方形,所以可以制备成各种形状的器件,并且适合于易变的环境


  稳定性

  10万小时,光衰为初始的50%


  响应时间

  其白炽灯的响应时间为毫秒级,LED灯的响应时间为纳秒级


  环境污染

  不含有害金属汞等


  颜色

  发光二极管方便地通过化学修饰方法,调整材料的能带结构和禁带宽度,实现红黄绿蓝橙多色发光。红光管工作电压较小,颜色不同的红、橙、黄、绿、蓝的发光二极管的工作电压依次升高。


  价格

  LED的价格越来越平民化,因LED省电的特性,也许不久的将来,人们都会把白炽灯换成LED灯。我国部分城市公路、学校、厂区等场所已换装完LED路灯、节能灯等。


  

  220V接发光二极管电路接法大全


  发光二极管不同型号正常发光时需要的电压电流是不同的,按最低要求单个发光管点亮要2V/30mA。如果串联使用,推动电压至少18V,按20V计算。


  电阻上需要在通过30mA电流时产生 220-20=200V压降,由欧姆定律得电阻=200V÷30mA=6.7K电阻所做功=200V×30mA=6W


  串一只 6.7K 10W的电阻即可。亮度不够时可根据发光管参数再算一下。如果是小功率管,可以试试三个一并成一组,再将三组串接,找一只不用的手机充电器点点看。注意要用那种阻容降压式的(很轻的那种,比如市面上的“万能充电器”)


  220V交流发光二极管电路图

发光二极管220V交流电路图


  上图为220V交流电源指示灯电路。现在很多电源插座里面用的LED电源指示灯,都是采用这种电阻降压方法来点亮LED的(实际中,为了降低成本,很多插座里面就用一个LED串联一个数百KΩ的电阻)。图中的交流220V电压经二极管1N4007整流后,变成脉动直流,这个电压再经限流电阻R降压后,即可点亮LED。1N4007负极的脉动直流电压约为100V,若采用高亮度LED作为电源指示灯,那么工作电流取0.5~1mA即可(电流取得过大,晚上LED亮度太高,影响睡眠),故限流电阻R的计算公式为:R=100V/ILED,ILED为LED的工作电流,这里取0.5mA,则R=200KΩ,实际中R可以选用200KΩ、?0?4W的金属膜电阻。R取200KΩ时,若晚上还嫌LED亮度太高,可以增大其阻值(笔者家里插座里面用的就是这种LED指示灯,其电阻用的是MΩ级的)。


  这种用脉动直流点亮的LED指示灯,一般看不到LED是闪烁的。有时若感觉LED有些闪烁,可以在其两端并联一个1μF的独石电容,这样就不会闪烁了。


  发光二极管电路并联电容

发光二极管电路并联电容


  上图为电容降压点亮LED的电路。若采用高亮度LED,降压电容一般选用0.1~0.22μF的电容即可。电容可以选用耐压值为400V的涤纶电容。二极管D2用于保护LED在交流电负半周时不被击穿。D2可选用1N400X系列的整流二极管。由于降压电容的体积一般都比电阻大得多,故现在很多220V交流电源LED指示灯电路都采用电阻降压。


  对于各个期间的数值这里我们讲一下,一般二极管的压降为0.7V,而LED的压降对于灵敏度高的在0.3V就可以高亮,对于电流的感应也很灵敏。对于工作电流取0.5mA到1mA即可,否则电流过大,LED会太亮,甚至会烧坏LED,二极管采用脉动直流电压约为100V的,例如1N4007;


  电阻在这里起到限流降压的作用,R=100/0.5(mA)=200K;


  实际中R可以选用200KΩ、?W的金属膜电阻。R取200KΩ时,若还嫌LED亮度太高,可以增大其阻值。


  这种用脉动直流点亮的LED指示灯,一般看不到LED是闪烁的。有时若感觉LED有些闪烁,可以在其两端并联一个1μF的独石电容,这样就不会闪烁了。


  发光二极管电阻电路

  发光二极管电路并联电容

发光二极管电路并联电容


  电容减压


  下图为电容降压点亮LED的电路。若采用高亮度LED,降压电容一般选用0.1~0.22μF的电容即可。电容可以选用耐压值为400V的涤纶电容。二极管D2用于保护LED在交流电负半周时不被击穿。D2可选用1N400X系列的整流二极管。由于降压电容的体积一般都比电阻大得多,故现在很多220V交流电源LED指示灯电路都采用电阻。


  发光二极管电容电路图

发光二极管电容电路图


  发光二极管电路连接的注意事项


  有时候当我们用一个LED指示灯串联一个电阻接220V为什么总烧掉呢?


  请看下图,正常我们在设计电路图使用LED作指示灯的时候电阻一般都选择4.7k、5.1K或者10K依然能点亮,指示用的LED灯的电流一般都是2mA以内,0.2mA的电流就可以点亮。下图为本人设计的LED指示电路,3.3V的电压串了10K的电阻,工作电流还不到0.2mA还是可以正常使用。


  发光二极管电阻电路图

发光二极管电阻电路图


  根据使用经验,电流越小LED灯越耐用。


  因此,如果是LED灯串联电阻直接接220V交流电,限流电阻最好选择300K以上1M以内都是可以正常使用,选的电阻越大,电流越小,LED指示灯越耐用。因为220V交流电的峰值电压高达310V,最好把LED指示灯的电流限制在1mA以内,反向才不会击穿,若无亮度要求,电阻越大越好,保守一些最好选择600K以上。


  220V交流发光二极管电阻电路

220V交流发光二极管串联电阻电路


  当然在电路上串联一个二极管或反向并联一个二极管效果更好,但是如果限流电阻选择足够大的话完全没必要浪费二极管,而且接线麻烦。根据本人的使用经验,本人接的是680K的限流电阻,从来没有发现LED烧坏过。


  若选680K的限流电阻,根据P=U*U/R可得P=220*220/680=71mW,不到0.1W的功率,非常小,一般的电阻都能满足要求。



  结语


  关于发光二极管的电路图接法就介绍到这了,如有不足之处欢迎指正。




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