Схема за паралелно свързване на тела. Характеристики на паралелно свързване на светодиоди
Изходната мощност на ULF с един цикъл може да се увеличи чрез паралелно свързване на една или повече лампи към лампата на изходния етап. Така при едно и също захранващо и анодно напрежение анодният ток и съответно изходната мощност на каскадата се увеличават два или повече пъти. Пример паралелна връзкае показана допълнителна лампа в крайния етап на едноциклен ULF ориз. един.
Фиг. 1. електрическа схемаедноцикличен ULF на един (а) и два (б) пентода
В разглежданата схема ( ориз. 1, а) използва така нареченото ултралинейно включване на пентода, характерна особеност на което е свързването на катода със защитна решетка. Екраниращата решетка на пентода е свързана към щифт 2 на изходния трансформатор Tpl, като броят на навивките между щифтове 2 и 3 е приблизително 43% от броя на оборотите между щифтове 1 и 3. Трансформаторът Tpl е оразмерен така, че импеданс на първичната намотка (изводи 1-3) е равен на стойността на съпротивлението на натоварване, определено за всяка лампа съгласно каталожната спецификация. Така например за лампа EL34 това съпротивление е приблизително 3 kOhm. Напрежението за автоматично отклонение се генерира през резистор R3, който се шунтира от електролитен кондензатор C2.
Когато допълнителна лампа (или лампи) е свързана успоредно на лампата на ULF изходния етап, ще е необходимо да се коригират стойностите на някои елементи. Така например при свързване на една допълнителна лампа ( ориз. 1, б) стойността на съпротивлението на резистора R3 в автоматичната верига на отклонение трябва да бъде намалена с около половината в сравнение с разгледаната по-рано верига ( ориз. 1, а), а стойността на капацитета на шунтиращия кондензатор C2 се удвоява. Това се дължи на факта, че когато две лампи са свързани паралелно, катодният ток се удвоява. Трябва да се отбележи, че мощността на резистора R3 също трябва да се удвои, т.е. от 5 на 10 вата. За да се постигне двукратно увеличение на изходната мощност, ще е необходимо също да се намали импедансът на първичната намотка на трансформатора Tpl с коефициент два.
Теоретично по подобен начин могат да се свържат паралелно на лампата на изходното стъпало по-голям брой подобни лампи с почти еднакви параметри. Следователно в продажба можете да намерите вече избрани двойки и дори четири лампи за използване при паралелно свързване на изходния етап ULF.
Както при ULF с един цикъл на тръбата, можете да увеличите изходната мощност на усилвател с натискане и издърпване, като свържете паралелно една или повече лампи към лампите на изходния етап. При същото захранващо и анодно напрежение анодният ток и съответно изходната мощност на каскадата се увеличават два или повече пъти. Ще обясним характеристиките на такава връзка, като използваме примера на обикновен двутактен усилвател на мощност, чиято електрическа схема е показана в ориз. 2.
Фиг.2. Принципна диаграма на прост двутактен усилвател на мощност
Този усилвател се състои от два идентични канала, всеки от които е базиран на единичния усилвател, обсъден по-рано. Пример за паралелно свързване на допълнителни лампи в крайния етап на такъв push-pull ULF е показан в ориз. 3.
Фиг.3. Принципна диаграма на прост двутактен усилвател на мощност с лампи, свързани паралелно
При избора на параметрите на елементите за двутактна лампа ULF с паралелно свързване на лампи, всички коментари и препоръки, споменати по-рано за едноциклена верига, са валидни.
В този случай токът на всеки от тях ще бъде еднакъв, което улеснява управлението му. Но има моменти, когато паралелната връзка е незаменима.
Например, ако има източник на захранване и е необходимо да свържете няколко LED крушки към него, общият спад на напрежението на който надвишава напрежението на източника. С други думи източникът на захранване не е достатъчен за последователно свързани крушки и те не светят.
След това електрическите крушки се свързват паралелно на веригата и на всеки клон се поставя резистор.
Според законите на паралелното свързване спадът на напрежението на всеки клон ще бъде еднакъв и равен на напрежението на източника, а токът може да се различава. В тази връзка изчисленията за определяне на характеристиките на резисторите ще се извършват отделно за всеки клон.
Защо не можете да свържете всичко? led крушкина един резистор? Тъй като технологията на производство не позволява да се правят светодиоди с идеално еднакви характеристики. Светодиодите имат различно вътрешно съпротивление и понякога разликите в него са много големи дори за едни и същи модели, взети от една и съща партида.
Голяма промяна в съпротивлението води до промяна в стойността на тока, а това от своя страна води до прегряване и изгаряне. Така че е необходимо да се контролира тока на всеки светодиод или на всеки клон със серийна връзка. В крайна сметка при серийна връзкатокът е същият. За това се използват отделни резистори. С тяхна помощ токът се стабилизира.
Основните характеристики на елементите на веригата
След малко размисъл става ясно, че един клон може да съдържа максималния брой светодиоди е същият, както при последователно свързване и захранване от един и същ източник.
Например, имаме източник от 12 волта. Можете да свържете 5 светодиода от 2 волта последователно към него. (12 волта: 2 волта: 1,15≈5). 1.15 е коефициент на безопасност, тъй като е необходимо да се очаква, че резисторът също ще бъде включен във веригата.
: I=U/R, където I ще бъде допустимият ток, взет от листа с данни за приспособлението. Напрежението U ще се получи, ако от максимално напрежениеизточник на захранване, извадете спадовете на напрежението на всеки светодиод, включен в серийната верига (също взето от таблицата с характеристиките).
Мощността на резистора се намира от формулата:
В този случай всички количества се записват в системата С. Припомнете си, че 1A=1000mA, 1mA=0,001A, 1Ω=0,001kΩ, 1W=1000mW.
Днес много онлайн калкулатори, които предлагат автоматично извършване на тази операция чрез просто заместване на известните характеристики в празни клетки. Но все пак е полезно да знаете основните понятия.
Предимството на паралелното свързване на диоди
Паралелното свързване ви позволява да добавите 2 или 5 или 10 светодиода или повече. Ограничението е мощността на захранването и размерите на устройството, в което искате да използвате такава връзка.
Електрическите крушки за всеки паралелен клон се вземат точно еднакви, така че да имат най-сходни стойности на допустимия ток, напрежението напред и назад.
Предимството на паралелните светодиоди е, че ако един от тях изгори, цялата верига ще продължи да работи. Електрическите крушки ще светят дори когато по-голям брой от тях изгорят, най-важното е поне един клон да остане непокътнат.
Както се вижда, паралелна връзкае доста полезно нещо. Просто трябва да можете да сглобите правилно веригата, като не забравяте за всички свойства на светодиодите и законите на физиката.
В много вериги паралелното свързване се комбинира със серия, което ви позволява да създавате функционални електрически устройства.
Приложение на паралелно свързване на светодиоди
Схемата за паралелно свързване с два извода позволява да се реализират двуцветни крушки, ако се използват два кристала с различни цветове.Цветът се променя при промяна на полюсите на източника (промяна на посоката на тока). Такава схема се използва широко в двуцветни индикатори.
Ако два кристала с различни цветове са свързани паралелно в един корпус и към тях е свързан импулсен модулатор, тогава цветът може да се променя в широк диапазон. Особено много тонове се генерират при комбиниране на зелени и червени светодиоди.
Както можете да видите на диаграмата, всеки кристал има свързан собствен резистор. Катодът в такава връзка е общ и цялата система е свързана към управляващо устройство - микроконтролер.
В съвременните празнични гирлянди понякога се използва смесен тип връзка, при която няколко последователни реда са свързани паралелно. Това позволява на гирлянда да свети дори ако няколко светодиодни източника се повредят.
При създаване на осветление в стая може да се използва и паралелна връзка. Смесените вериги се използват при проектирането на много индикаторни електрически уреди и за осветителни устройства.
Няколко нюанса на инсталацията
Отделно можем да кажем как светодиодите са свързани един с друг. Всеки кристал е затворен в кутия, от която се правят изводи. Клемите често са маркирани с "-" или "+", което означава съответно връзката към катода и към анода на устройството.
Опитните радиолюбители могат дори да определят полярността на око, тъй като проводникът на катода е малко по-дълъг и стърчи малко повече от корпуса. Свързването на светодиодите трябва да се извършва при стриктно спазване на полярността.
Ако говорим за това, тогава в процеса на инсталиране често се използва запояване. За да направите това, използвайте поялник с ниска мощност, за да не прегреете кристала във всеки случай. Времето за запояване не трябва да надвишава 4-5 секунди. По-добре е да е 1-2 секунди. За да направите това, поялникът се нагрява предварително. Изводите не огъват много. Веригата се сглобява на място от материал, който отвежда топлината добре.
Нека направим още един експеримент. Да вземем няколко еднакви лампи и да ги включим една след друга (фиг. 1.9). Такава връзка се нарича серийна. Тя трябва да се разграничава от разгледаната по-рано паралелна връзка.
Ориз. 1.9. Генераторът захранва две последователно свързани лампи. Диаграмата показва амперметър и три волтметъра: единият измерва общото напрежение, другите два измерват напрежението на всяка от лампите
Когато няколко секции на веригата (да речем, няколко лампи) са свързани последователно, токът във всяка от тях е еднакъв.
Така че, нека вземем две 100-ватови лампи, същите като тези, разгледани в предишния експеримент, и да ги включим последователно с генератор с напрежение 100 V.
Лампите едва светят, блясъкът им ще бъде непълен. Защо? Тъй като напрежението на източника (100 V) се разделя по равно между двете последователно свързани лампи. Всяка от лампите вече ще има напрежение не 100, а само 50 V.
Напрежението на лампите е еднакво, защото взехме две еднакви лампи.
Ако лампите не бяха еднакви, общото напрежение от 100 V щеше да бъде разделено между тях, но не по равно: например една лампа може да има 70 V, а друга 30 V.
Както ще видим по-късно, по-мощната лампа получава по-малко напрежение. Но токът в две последователно свързани дори различни лампи остава същият. Ако една от лампите изгори (косата й се скъса), и двете лампи ще изгаснат.
На фиг. 1.9 показва как да включите волтметрите, за да измерите напрежението на всяка от лампите поотделно.
Опитът показва, че общото напрежение в последователните секции на веригата винаги е равно на сумата от напреженията в отделните секции.
Лампите горяха нормално, когато токът беше 1 A, но за това беше необходимо да се приложи напрежение от 100 V към всяка от тях. Сега напрежението на всяка от лампите е по-малко от 100 V и токът ще бъде по-малък от 1 A. Няма да е достатъчно да загреете спиралата на лампата.
Сега ще регулираме работата на генератора: ще увеличим напрежението му. Какво ще се случи? С увеличаването на напрежението токът ще се увеличи.
Лампите ще светят по-силно. Когато най-накрая повишим напрежението на генератора до 200 V, на всяка от лампите ще се установи напрежение от 100 V (половината от общото напрежение) и токът на лампата ще се увеличи до 1 A. И това е условието за тяхната нормална операция. И двете лампи ще горят с пълна топлина и ще консумират нормалната си мощност - 100 вата. Общата мощност, отделена от генератора, в този случай ще бъде равна на 200 W (две лампи по 100 W).
Би било възможно да включите не две лампи последователно, а десет или пет. В последния случай опитът ще ни покаже, че лампите ще горят нормално, когато общото напрежение се увеличи до 500 V. В този случай напрежението на клемите на всяка лампа (приемаме, че всички лампи са еднакви) ще бъде 100 V. Токът в лампите ще бъде и сега е 1 A .
Така че имаме пет лампи, свързани последователно; всички лампи светят нормално, всяка от тях консумира 100 вата мощност, което означава, че общата мощност ще бъде 500 вата.