Sériové a paralelné pripojenie svietidiel. Paralelné pripojenie výstupných svietidiel

V tomto prípade bude prúd na každom z nich rovnaký, čo uľahčuje jeho ovládanie. Sú však chvíle, keď je paralelné pripojenie nevyhnutné.

Napríklad, ak existuje zdroj energie a je potrebné k nemu pripojiť niekoľko LED žiaroviek, ktorých celkový pokles napätia presahuje napätie zdroja. Inými slovami, na sériovo zapojené žiarovky zdroj nestačí a nesvietia.

Potom sú žiarovky zapojené paralelne do obvodu a na každej vetve je umiestnený odpor.

Podľa zákonov paralelného pripojenia bude pokles napätia na každej vetve rovnaký a rovný zdroju napätia a prúd sa môže líšiť. V tomto ohľade sa výpočty na určenie charakteristík rezistorov vykonajú samostatne pre každú vetvu.

Prečo nemôžete všetko prepojiť? led žiarovky na jeden odpor? Pretože výrobná technológia neumožňuje vyrábať LED diódy s úplne rovnakými vlastnosťami. LED diódy majú rôzny vnútorný odpor a niekedy sú rozdiely v ňom veľmi výrazné aj pri rovnakých modeloch odobratých z rovnakej šarže.

Veľká zmena odporu vedie k zmene aktuálnej hodnoty, čo následne vedie k prehriatiu a vyhoreniu. Preto je potrebné riadiť prúd na každej LED alebo na každej vetve pomocou sériového pripojenia. Veď pri sériové pripojenie prúd je rovnaký. Na tento účel sa používajú samostatné odpory. S ich pomocou sa prúd stabilizuje.

Hlavné charakteristiky prvkov obvodu

Po krátkom premýšľaní je jasné, že jedna vetva môže obsahovať maximálne množstvo LED diódy sú rovnaké ako pri sériovom zapojení a napájaní z rovnakého zdroja.

Napríklad máme 12 voltový zdroj. Môžete k nemu pripojiť 5 LED 2 voltov v sérii. (12 voltov: 2 volty: 1,15≈5). 1,15 je bezpečnostný faktor, keďže je potrebné počítať s tým, že v obvode bude zaradený aj rezistor.

: I=U/R, kde I bude prípustný prúd prevzatý z údajového listu zariadenia. Napätie U sa získa, ak sa poklesy napätia na každej LED zahrnutej v sériovom reťazci odpočítajú od maximálneho napätia napájacieho zdroja (tiež prevzaté z tabuľky charakteristík).

Výkon odporu sa zistí zo vzorca:

V tomto prípade sú všetky veličiny zapísané v systéme C. Pripomeňme, že 1A=1000mA, 1mA=0,001A, 1Ω=0,001kΩ, 1W=1000mW.

Dnes veľa online kalkulačky, ktoré ponúkajú vykonať túto operáciu automaticky jednoduchým dosadením známych charakteristík do prázdnych buniek. Ale stále je užitočné poznať základné pojmy.

Výhoda paralelného zapojenia diód

Paralelné pripojenie umožňuje pridať 2 alebo 5 alebo 10 LED alebo viac. Obmedzením je výkon napájacieho zdroja a rozmery zariadenia, v ktorom chcete takéto pripojenie použiť.

Žiarovky pre každú paralelnú vetvu sa berú úplne rovnako, aby mali čo najpodobnejšie hodnoty prípustný prúd, dopredné a spätné napätie.

Výhodou paralelných LED diód je, že ak jedna z nich vyhorí, celý obvod bude naďalej fungovať. Žiarovky budú svietiť aj pri väčšom počte vyhorení, hlavné je, aby aspoň jedna vetva zostala neporušená.

Ako je vidieť, paralelné pripojenie je celkom užitočná vec. Musíte byť schopní správne zostaviť obvod, nezabudnite na všetky vlastnosti LED a fyzikálne zákony.

V mnohých obvodoch je paralelné pripojenie kombinované so sériovým, čo umožňuje vytvárať funkčné elektrické zariadenia.

Aplikácia paralelného zapojenia LED

Dvojpólová schéma paralelného pripojenia umožňuje realizovať dvojfarebné žiarovky, ak sa použijú dva kryštály rôznych farieb. Farba sa mení pri zmene zdrojových pólov (zmena smeru prúdu). Takáto schéma je široko používaná v dvojfarebných indikátoroch.

Ak sú v jednom puzdre paralelne zapojené dva kryštály rôznych farieb a je k nim pripojený impulzný modulátor, potom je možné farbu meniť v širokom rozsahu. Obzvlášť veľa tónov vzniká pri kombinácii zelenej a červenej LED.

Ako môžete vidieť na obrázku, každý kryštál má pripojený vlastný odpor. Katóda v takomto zapojení je spoločná a celý systém je spojený s riadiacim zariadením - mikrokontrolérom.

V moderných prázdninových girlandách sa niekedy používa zmiešaný typ zapojenie, pri ktorom je paralelne zapojených niekoľko po sebe idúcich radov. To umožňuje girlande svietiť aj v prípade, že niekoľko LED zdrojov zlyhá.

Pri vytváraní osvetlenia v miestnosti je možné použiť aj paralelné pripojenie. Zmiešané obvody sa používajú pri navrhovaní mnohých indikátorových elektrických spotrebičov a pre osvetľovacie zariadenia.

Niekoľko nuancií inštalácie

Samostatne môžeme povedať o tom, ako sú LED diódy navzájom spojené. Každý kryštál je uzavretý v puzdre, z ktorého sa vyvodzujú závery. Svorky sú často označené "-" alebo "+", čo znamená pripojenie ku katóde a k anóde zariadenia.

Skúsení rádioamatéri môžu dokonca určiť polaritu okom, pretože katódové vedenie je o niečo dlhšie a trochu viac vyčnieva z puzdra. Pripojenie LED musí byť vykonané s prísnym dodržaním polarity.

Ak hovoríme o tom, potom sa počas procesu inštalácie často používa spájkovanie. Na to použite spájkovačku s nízkym výkonom, aby ste v žiadnom prípade neprehrievali kryštál. Doba spájkovania by nemala presiahnuť 4-5 sekúnd. Je lepšie, ak je to 1-2 sekundy. Na tento účel sa spájkovačka vopred zahreje. Závery sa veľmi neohýbajú. Okruh je zostavený na mieste z materiálu, ktorý dobre odvádza teplo.

Urobme ešte jeden experiment. Vezmime si niekoľko rovnakých lámp a rozsvietime ich jednu po druhej (obr. 1.9). Takéto spojenie sa nazýva sériové. Malo by sa odlíšiť od vyššie uvedeného paralelného pripojenia.

Ryža. 1.9. Generátor napája dve lampy zapojené do série. Diagram ukazuje ampérmeter a tri voltmetre: jeden meria celkové napätie, ďalšie dva merajú napätie na každej zo svietidiel

Keď je niekoľko častí obvodu (povedzme niekoľko svietidiel) zapojených do série, prúd v každej z nich je rovnaký.

Vezmime si teda dve 100-wattové lampy, rovnaké ako tie, ktoré boli uvažované v predchádzajúcom experimente, a zapnite ich v sérii s generátorom s napätím 100 V.

Lampy budú ledva svietiť, ich žiara bude neúplná. prečo? Pretože napätie zdroja (100 V) je rovnomerne rozdelené medzi obe sériovo zapojené svietidlá. Každá z lámp bude mať teraz napätie nie 100, ale iba 50 V.

Napätie na lampách je rovnaké, pretože sme vzali dve rovnaké lampy.

Ak by lampy neboli rovnaké, celkové napätie 100 V by sa medzi ne rozdelilo, ale nie rovnomerne: napríklad jedna lampa by mohla mať 70 V a druhá 30 V.

Ako uvidíme neskôr, výkonnejšia lampa dostáva menšie napätie. Ale prúd v dvoch sériovo zapojených dokonca rôznych lampách zostáva rovnaký. Ak jedna z lámp vyhorí (láme sa jej vlas), obe lampy zhasnú.

Na obr. 1.9 ukazuje, ako zapnúť voltmetre, aby bolo možné merať napätie na každej zo svietidiel samostatne.

Prax ukazuje, že celkové napätie v po sebe nasledujúcich úsekoch obvodu sa vždy rovná súčtu napätí v jednotlivých úsekoch.

Žiarovky horeli normálne, keď bol prúd 1 A, ale na to bolo potrebné na každú z nich priviesť napätie 100 V. Teraz je napätie na každej žiarovke menšie ako 100 V a prúd bude menší ako 1 A. Nebude to stačiť na zahriatie vlákna žiarovky.

Teraz budeme regulovať činnosť generátora: zvýšime jeho napätie. Čo sa bude diať? Keď sa napätie zvýši, prúd sa zvýši.

Lampy budú svietiť jasnejšie. Keď nakoniec zvýšime napätie generátora na 200 V, na každej žiarovke sa vytvorí napätie 100 V (polovica celkového napätia) a prúd žiarovky sa zvýši na 1 A. A toto je ich podmienka normálna operácia. Obe lampy budú horieť plným teplom a spotrebujú svoj normálny výkon - 100 wattov. Celkový výkon vydaný generátorom bude v tomto prípade rovný 200 W (dve žiarovky po 100 W).

Bolo by možné zapnúť nie dve lampy v sérii, ale desať alebo päť. V druhom prípade by nám skúsenosti ukázali, že lampy by normálne horeli, keď sa celkové napätie zvýšilo na 500 V. V tomto prípade bude napätie na svorkách každej lampy (predpokladáme, že všetky lampy sú rovnaké) 100 V. Prúd v lampách bude a teraz je 1 A.

Takže máme päť svietidiel zapojených do série; všetky lampy svietia normálne, každá z nich spotrebuje 100 wattov energie, čo znamená, že celkový výkon bude 500 wattov.

Výstupný výkon jednocyklového ULF možno zvýšiť paralelným pripojením jednej alebo viacerých lámp k žiarovke koncového stupňa. Pri rovnakom napájacom a anódovom napätí sa teda anódový prúd a tým aj výstupný výkon kaskády zväčšuje dvojnásobne alebo viac. Príklad paralelného zapojenia prídavného svietidla v záverečnej fáze jednopólového ULF je znázornený v ryža. jeden.

Obr.1. Schematický diagram jednocyklového ULF na jednej (a) a dvoch (b) pentódach

V uvažovanej schéme ( ryža. 1, a) využíva takzvané ultralineárne začlenenie pentódy, ktorého charakteristickým znakom je spojenie katódy s ochrannou mriežkou. Tieniaca mriežka pentódy je pripojená na kolík 2 výstupného transformátora Tpl, pričom počet závitov medzi kolíkmi 2 a 3 je približne 43 % počtu závitov medzi kolíkmi 1 a 3. Transformátor Tpl je dimenzovaný tak, aby impedancia primárneho vinutia (piny 1-3) sa rovná hodnote záťažového odporu, stanovenej pre každú žiarovku podľa katalógovej špecifikácie. Takže napríklad pre lampu EL34 je tento odpor približne 3 kOhm. Napätie automatického predpätia sa generuje cez odpor R3, ktorý je posunutý elektrolytickým kondenzátorom C2.

Ak je paralelne k žiarovke koncového stupňa ULF pripojená prídavná lampa (alebo lampy), bude potrebné opraviť hodnoty niektorých prvkov. Napríklad pri pripojení jedného prídavného svietidla ( ryža. 1, b) hodnota odporu rezistora R3 v obvode automatického predpätia by sa mala znížiť asi na polovicu v porovnaní s predtým uvažovaným obvodom ( ryža. 1, a) a hodnota kapacity bočného kondenzátora C2 sa zdvojnásobí. Je to spôsobené tým, že pri paralelnom zapojení dvoch lámp sa katódový prúd zdvojnásobí. Treba poznamenať, že výkon odporu R3 by sa mal tiež zdvojnásobiť, to znamená od 5 do 10 wattov. Na dosiahnutie dvojnásobného zvýšenia výstupného výkonu bude potrebné znížiť aj impedanciu primárneho vinutia transformátora Tpl o faktor dva.

Teoreticky podobným spôsobom možno paralelne so svietidlom koncového stupňa zapojiť väčší počet podobných svietidiel s takmer identickými parametrami. Preto v predaji nájdete už vybrané páry a dokonca štyri svietidlá pre použitie v paralelnom zapojení koncového stupňa ULF.

Rovnako ako v jednocyklovej elektrónke ULF môžete zvýšiť výstupný výkon push-pull zosilňovača paralelným pripojením jednej alebo viacerých lámp k lampám koncového stupňa. Pri rovnakom napájacom a anódovom napätí sa anódový prúd a tým aj výstupný výkon kaskády zvyšuje dvojnásobne alebo viac. Vlastnosti takéhoto zapojenia si vysvetlíme na príklade jednoduchého push-pull výkonového zosilňovača, ktorého schéma zapojenia je na ryža. 2.

Obr.2. Schematický diagram jednoduchého push-pull výkonového zosilňovača

Tento zosilňovač pozostáva z dvoch identických kanálov, z ktorých každý je založený na zosilňovači s jedným zakončením, o ktorom sme hovorili vyššie. Príklad paralelného zapojenia prídavných svietidiel v záverečnej fáze takéhoto push-pull ULF je znázornený v ryža. 3.

Obr.3. Schematický diagram jednoduchého push-pull výkonového zosilňovača s paralelne zapojenými lampami

Pri výbere parametrov prvkov pre push-pull svietidlo ULF s paralelným zapojením svietidiel platia všetky vyššie uvedené pripomienky a odporúčania pre jednocyklový obvod.