发光二极管
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。电子和孔复合时可以辐射可见光,用于制作发光二极管。在电路和装置中用作指示灯,或用字母或数字表示。砷化二极管发出红光,磷化二极管发出绿光,碳化硅二极管发出黄光,氮化镓二极管发出蓝光。由于化学性质,分为有机发光二极管OLED和无机发光二极管LED。
应用
从LED在20世纪60年代上市到80年代的10多年里,LED只有红、黄、绿几种颜色,发光效率低(仅约1 lm/W),亮度低,价格高,人们只是用它作为电子产品的指示灯。在LED的开发和应用历史中,此期间是LED的指令应用阶段。1交流电源指示灯。此电路只要连接220V/50Hz交流电源线,LED就会亮起,指示电源已打开。限流电阻r的电阻值为220V/IF。2交流开关指示灯使用LED作为白炽灯开关指示灯的电路,当开关断开灯泡时,电流通过R、LED和灯泡EL形成电路,LED亮起,人们可以在黑暗中找到开关。这时电路中弯曲的电流很小,灯泡不亮。打开开关后,灯泡亮了,指示灯熄灭了。3交流电源插座指示灯使用双色(总阴极)LED作为交流电源插座指示灯的电路。插座的电源由开关S控制。红色指示灯亮起后,插座不能通电。绿色指示灯亮起后,插座通电。4保险冠座指示灯LED用作工厂设备配电箱保险冠座指示灯的电路。保险管完好的话,指示灯不亮。保险管融化后,指示灯亮起,可以知道要更换的保险丝是哪种保险丝。对肉眼无法观察好坏的陶瓷芯保险丝非常方便。5 LED广告标牌灯6 LED单色或彩色显示器普通单色显示器用于显示一行汉字,彩色显示器用于室外大屏幕电视。7 LED路灯8 LED汽车信号灯和LED电动车灯
发光二极管交替闪烁的电路图制作
这是一个简单的电路,用晶体管2N 2222A和一些电阻器驱动两个LED,两个LED交替闪烁。
元件清单
2N2222*2
10k电阻(棕色黑色橙色)*2
390欧姆电阻(橙色白色布朗)*2
100UF电解电容器*2
蓝色LED(或喜欢其他颜色)*2
电池(3-9V)*1
交换机*1
电路图
焊接三极管
用四角钳剪长针脚。电池电压不要超过9伏。
发光二极管应用电路的详细说明
电路目标:按下220交流输入实施开关可打开发光二极管
工作大象和技术参数:一般发光二极管、一般发光二极管的正向传导工作正常电压为3.3V,正常工作电流(Forward Current)为5-20mA,其中电流计算基于10mA。
原理图图形
发光二极管端部设计
设计元素:1。发光二极管工作时正向压降电压2。发光二极管工作时流动的电流
首先,满足电源要求必须大于3.3伏,为了确保二极管工作时电流的大小为10毫安,必须将电阻连接到发光二极管,如下图所示。
这种阻力在这里起着限制流向10毫安的作用。
Led侧电源参数
直流电源选择的特性上,可以选择的是电压圆形和电流圆形电源。
电压源电源:电压保持不变,电压源可能关闭。
电流圆形电源:电流不变,与负载无关,必须保持通道状态,一旦开路,电流源必须保持电流的常数,因此极间空气中会击穿高压。在此应用中,首先不能将发光二极管连接到电流源电路。可能是并行的。发光二极管工作时会先分离短路,关闭时会缩短。
路回路闭合,并且电源的非理想性,存在电源内阻,电流源又必须通路,从能耗的角度上讲也不适合此应用。在此选用直流电压源对发光二极管端进行供电,之后涉及到电压源大小的选择,像货币的面额一样电源不可能将每种大小的电源都设计出来,在实际应用中主要规格有3.3V,5V,12V,24V,48V直流电压源,由于二极管的导通压降已经有3.3V,有考虑到减少功耗,这里选择5V直流电压源。
限流电阻阻值及其功率
回路电流 i=10mA,发光二极管正向导通压降为3.3V,电压源为5V,可以得到限流电阻的阻值为170欧,功率为0.017W。
5V直流电压源的获得
这里选用LM7805稳压模块,发光二极管端的回路如下图所示
在Vin上电压选取的范围是12-25伏之间,选取一般常用的电压12伏和24伏,以24伏计算LM7805功率为0.2W,可以保证工作时不发热,如果稳压模块的压差过大则使得功率较大而发热,可以采取散热处理,或者使用多个稳压模块,由多个稳压模块组成的电压源的工作电流还是负载电流。
发光二极管回路的电源滤波
电压源滤波处理:5V电源的电压有纹波,相当于将电容看成一个水缸,带有脉动的电压对电容充电,电压减少时由于电容可以补偿电压下降而造成的波动,从而减少脉动的纹波,通常该电容是电解电容,对于小电压源一般不会产生浪涌电压即dU/dt很大的情况,则不需要在电解电容边上接瓷片电容,去除浪涌。 对于电解电容的电容计算:C=IL/(?U×f_充 ),之后的滤波电容计算是按照最初电源的频率计算,经过整流桥之后倍频,计算值加以一定余量。
滤波电容如下图所示
整流桥电源:
整流桥作为电源输入时,对于含有大电容的滤波(且没有负载时)的整流桥正负极之间的电压有效值为1.414Uin,在滤波电容后接入负载时电容进行充放电使得电压有所下降。增加瓷片电容滤去浪涌电压(利用电容两端的电压不可突变的性质)保证后面电路的工作的安全性,一般为104瓷片电容即可。整流桥输出的直流电压为24V,输出整流桥的交流输入为AC16V,AC16V由220交流输入经变压后通过接线端子接入发管二极管驱动电路。
主电路由下图所示
模块参数计算及其选型封装
整流桥模块
1. 整流桥二极管所能承受的反向电压(根号二倍 的电容电压)
2. 整流桥每只二极管流过的平均电流
限流电阻模块
可选的封装形式是直插式和贴片式,对贴片式的封装也有不同类型对应着不同的功率,先确定电阻是直插式还是贴片式,最后根据功率选择对应的封装形式(留一定余量)。
滤波电容模块
滤波电容的C相当于水缸的底面积,Q相当于水的体积,U相当于水缸的高度,电容后的负载电路需要向电容抽取电流也就是抽取电荷(相当于水缸中的水),导致水缸高度U下降,同时电压源对电容充电补充水缸高度(条件是电压源电压在瞬态大于电容电压才能将电荷注入电容),故纹波的产生是必然的,但是可以通过高频充电和增大C减小纹波。如果没有滤波电容,脉动电压直接供给负载,会造成电压的不稳定,影响工作,滤波稳定了电压的同时间接保证电流的稳定。
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