Почему моргает диод: 5 причин почему моргает светодиодная лента

Разное

Содержание

5 причин почему моргает светодиодная лента

Зачастую случается так, что спустя некоторое время эксплуатации, светодиодная лента начинает моргать, мерцать как ”стробоскоп”, частично тускнеть или гореть не в полную силу.

Не стоит впадать в панику, такие проблемы можно выявить быстро и устранить их самостоятельно, не прибегая к помощи специалистов.

Если такие дефекты возникают не сразу после подключения, а через несколько минут или секунд, возможно неправильно подобран блок питания. Ему элементарно не хватает мощности и начинается падение напряжения.

По правилам, при выборе источника питания необходимо покупать его с запасом мощности минимум в 30%.

Обычно, как происходит — в магазине ленту вам подключают и все светится нормально, и только дома через некоторое время, после нагрева микросхем и других элементов, начинаются проблемы. Почему такое случается?

Да потому что многие китайские блоки питания не соответствуют своим паспортным данным. На табличке написано, что он 200Вт, а по факту не выдает и 150Вт!

При включении через такой блок на полную мощность, лента может «вспыхнуть» и тут же погаснуть. Так как блок питания уходит в защиту от перегрузки.

Совет здесь один – покупать фирменные проверенные источники питания, либо выбирать китайские с двойным запасом.

Когда у вас протяженная подсветка длиной 15-20 метров и более, старайтесь монтировать ее лентой одной марки. Иначе в RGB варианте при разноцветном моргании, какой-то из участков будет отставать или вообще пропускать отдельные цвета.

Также такое возможно при подключении лент от разных блоков питания. За счет разницы на них выходного напряжения, отрезок подсоединенный к блоку с одним Uвых., может чуть позже менять цвета RGB, чем другой, или грубо говоря отставать.

Еще распространенной причиной мерцания светодиодной ленты, даже в выключенном состоянии является ситуация, когда блок питания подключают через комнатный выключатель света с подсветкой.

Общеизвестно, что подсветка выключателя заставляет светиться светодиодные лампочки. То же самое относится и к светодиодной ленте.

Так что подключайте блок напрямую через автомат в эл.щитке, либо через выключатели, но без подсветки.

Ну и конечно не нужно забывать про сроки эксплуатации. При длительной исправной работе в течение нескольких лет, в блоках могут элементарно высохнуть конденсаторы стабилизации и потерять свою изначальную емкость.

Либо они просто выйдут из строя. Иногда это можно определить даже визуально по вздутию бочонка.

Также слабое, тусклое свечение ленты по истечении длительного периода времени происходит от естественной деградации кристаллов в светодиодах.

И процесс этот ускоряется при отсутствии нормального охлаждения в виде алюминиевого профиля.

Даже дорогие и качественные экземпляры будут перегреваться, если вы их приклеите на деревянное или пластиковое основание.

Некачественная пайка

Светодиодную ленту запрещено паять активными (кислотными) флюсами. В противном случае кислота остается на контактной площадке и постепенно будет разъедать место соединения.

Начинается непонятное моргание во включенном состоянии ленты, с последующей не работоспособностью всего участка после пайки. Поэтому для такого соединения используйте только рекомендуемые материалы и соблюдайте правила пайки. 

Если же контакт уже разъело, придется вырезать один модуль ленты и впаивать на его место другой.

А еще возможен перегрев контакта не правильно выбранным паяльником (более 60Вт). В итоге медная площадка отслаивается от дорожки и появляется неустойчивое место соединения.

Прижмешь его пальцем – свет есть, отпускаешь – исчезает. Отсюда и проблемы с мерцанием, морганием.

Окисление контакта на коннекторах

Не все любят и умеют паять ленту, поэтому соединяют ее другим, более доступным способом – коннекторами.

Однако они имеют один существенный недостаток – окисление контактов. Чаще всего такое происходит в помещениях, где недавно покрасили, побелили стены или заливали стяжку.

То есть там, где наблюдался переизбыток влаги. Сила тока протекающего через коннектор, не редко превышает 10А:

  • для участка в 5м и мощностью 75Вт – 6,5А
  • для лент мощность 30Вт на метр – 12,5А

Если контакт окислен, то при большом токе он будет нагреваться и выгорать, пока не исчезнет полностью.

Такое же может произойти из-за недостаточного пятна соприкосновения контактных площадок, что не редко наблюдается в подобных соединителях.

Поэтому рекомендуется тщательно подходить к выбору коннекторов. Какие виды из них наиболее распространены и как выбрать лучший, можно ознакомиться в статье «3 вида коннекторов для соединения светодиодной ленты». 

Неисправный светодиод

Вышеуказанные дефекты относятся в первую очередь к низковольтным лентам 12-24В. А есть еще ленты 220 вольт.

В них подключение светодиодов выполняется последовательно на более протяженных участках. Например, в 1 метре у вас будет 60 диодов.

И стоит одному из них выйти из строя или заморгать, это сразу же отразится на всех остальных, по всей длине.

В подсветке 12В вы от этого более-менее избавлены. Они состоят из коротких модулей по 3-6 диодов. Мерцание или затухание одного из них, приведет к такому же эффекту только на этом коротком модуле.

Выявляется это легко и устраняется либо перепайкой неисправного диода, либо заменой одного модуля или кластера.

Иногда мигание ленты начинается только спустя час или два после ее запуска и подачи питания. Это тоже может быть связано с неисправностью одного диода.

Он со временем нагревается и разрывает контакт. Лента тухнет, остывает, светодиод вновь запускается, свечение возобновляется. И так далее по новому кругу.

Контроллер и пульт

Если подсветка спустя продолжительный период времени вообще не запускается или включается “через раз”, не спешите ругать китайских товарищей. Возможно это происходит из-за банальной причины – сели батарейки в пульте дистанционного управления.

Поэтому такую вещь нужно проверять в первую очередь. Чаще всего пульты идут для управления контроллерами RGB.

И если разноцветная лента вдруг начнет сама собой переключаться и менять цвета, проверяйте не пульт, а сам контроллер.

Исправный пульт, не должен производить никаких самостоятельных переключений. Чтобы удостовериться, что он здесь не причем, просто извлеките батарейки.

Еще один способ выявить неисправный контроллер на RGB подсветке, это исключить его из схемы и подавать на ленту по отдельности питание на каждый цвет.

Если по отдельности все цвета работают исправно, а вместе ничего не горит, или моргнет один раз и сразу тухнет, то причина в повреждении RGB контроллера. Меняйте именно его.

Как найти неисправность

Когда разобрались с основными причинами, стоит понять, как же их лучше выявить и диагностировать. Что для этого понадобится и с чего начинать?

Всю светодиодную подсветку можно разбить на отдельные функциональные части:

  • первым идет блок питания
  • далее, блок управления RGB цветами (контроллер)
  • усилители RGB, если таковые есть
  • сама светодиодная лента
  • коннекторы или соединители

Основной прибор необходимый для диагностики – мультиметр для замеров постоянного и переменного напряжения.

Перво-наперво замеряете переменное напряжение, которое поступает на блок питания. Вдруг там и нет необходимых 220В («+» «-» 10%).

Далее проверяете выход. Здесь уже должно быть 12В или 24В («+»/»-» 10%), смотря какой источник вы используете. Если выходное напряжение ниже или выше, не забывайте, что его можно немного подрегулировать при помощи резистора.

Находите разъем ADJ и подкручиваете винт отверткой. Когда с этим все в норме, идете по цепочке дальше.

Проверяете, поступает ли питание на вход RGB контроллера или диммера. Оно должно быть таким же, как на выходе блока питания.

Постепенно доходите до самой ленты. Подносите измерительные щупы к контактным площадкам и делаете замер. На них может быть напряжение от 7 до 12 вольт.

Если тускло светится какой-то один участок, а не вся лента, то измерения нужно проводить именно на нем.

При ненормальном снижении напряжения или его полном отсутствии, как раз таки и выявляется неисправный участок или элемент подсветки, отвечающий за работоспособность ленты.

В случае, когда все замеры показали, что напряжение на контактах в норме или в его пределах, нужно переходить к поиску неисправных светодиодов.

Как найти не рабочий светодиод

Светодиоды в отдельных модулях подключаются последовательно.

Поэтому при перегорании или выходе из строя одного, перестает работать или начинает мерцать, глючить весь участок подсветки.

Чтобы найти неисправный, воспользуйтесь советами:

  • визуальный осмотр

При более внимательном осмотре, иногда удается выявить не рабочий диод, даже без приборов. Если явных следов подгорания нет, то присмотритесь к его поверхности.

Посередине может быть черная точка, либо просто потемневшие места, которые явно отличаются от того, что можно увидеть на соседнем рабочем элементе.

  • измерение мультиметром

Прозвоните подозрительный диод, а затем такие же измерения проделайте на соседних, заведомо исправных. При этом вовсе не обязательно знать технические характеристики диода в ленте. Достаточно их сравнить между собой.

Если нет под рукой мультиметра, то простым кусочком медной проволоки начните закорачивать диоды один за другим. Как только дойдете до неисправного, остальные загорятся как ни в чем не бывало.

Нельзя исключить и заводского брака, когда один из диодов плохо припаян.

Нажимаешь на него с усилием, и весь участок начинает светиться. Отпускаешь – потухает.

Тут спасает только повторная пайка.

Моргает светодиодный прожектор — наглядное объяснение. Как исправить причину и отремонтировать.

Зачастую, реклама светодиодных прожекторов обещает невероятные 50 тысяч и более часов работы светильника, а это ни много, ни мало – почти 7 лет непрерывной службы.

Однако в реальности оказывается, что совсем через небольшой промежуток времени происходит поломка. После включения в сеть, прожектор не светится, а только моргает или мигает с определенной периодичностью.

Светодиодная матрица прожектора

Выяснить причину этого явления достаточно просто. Нужно более внимательно присмотреться к самому светодиоду во включенном положении прожектора.

Яркие вспышки конечно будут ослеплять. Поэтому воспользуйтесь затемненным стеклом.

Через него можно легко разглядеть те самые отдельные элементы, которые и вспыхивают.

Мощные светодиоды состоят из множества одно ваттных кристаллов. Их соединяют последовательно в отдельные линейки с помощью тонких золотых проводков.

По количеству светодиодов можно легко определить мощность прожектора.

В большинстве случаев все кристаллы светят с синеватым оттенком, а белый свет образуется благодаря частичкам люминофора, который входит в состав компаунда.

Во время работы кристаллы сильно греются. Выделяющееся при этом тепло отводится на металлическую пластину.

Но почему же на приведенном фото выше, светятся только 10 светодиодов? Неужели 40 из 50 просто сгорели?

Схема светодиодной матрицы

Поскольку светодиоды соединены последовательно, достаточно одному разорвать цепь, чтобы все перестали светиться.

Обрыв происходит при перегорании соединительного провода, вследствие значительного превышения номинального тока.

Но бывает и другая причина. Из-за заводского брака или перегрева, происходит разрушение структуры кристалла и возникает пробой.

Самая неприятная ситуация, когда контакт между кристаллом и соединительным проводом полностью не перегорает, а нарушается (временно пропадает). Прожектор в этом случае 1-2 дня светит нормально, а потом вдруг начинает моргать словно стробоскоп.

Через какое-то время, опять начинает работать нормально. Выявить поломку в этом случае бывает очень проблематично.

Что же будет с прожектором, если произойдет пробой всего одного светодиода? Вот схема 50 ваттной матрицы, подключенного к источнику тока в 1,5А

В нормальном режиме весь ток равномерно распределяется между всеми линейками. Через каждый светодиод течет номинальный ток в 300мА.

При пробое, фактически происходит замыкание всего одного светодиода.

Из-за пониженного сопротивления, большая часть тока устремляется в линейку с пробитым элементом.

Это моментально приводит к перегоранию соединительных проводов. После чего, вся линейка отключается.

Теперь через оставшиеся светодиоды начинает протекать ток выше номинального – 375мА. Это безусловно вызовет перегрев и очередной пробой.

А значит, еще одна линейка отключится.

А за ней еще одна.

И еще одна. Пока не сгорят все.

Но в отличие от данной симуляции, в реальности, последняя линейка не сгорает.

Это происходит из-за того, что в источнике питания есть защита от превышения напряжения.

Драйвер повышает напряжение, чтобы выдать расчетный ток в 1,5А. Но из-за не нормального сопротивления светодиода, напряжение поднимается выше допустимого.

Срабатывает защита и драйвер отключается. Вскоре напряжение падает и он опять включается. Отсюда и получаются ритмичные моргания.

Справедливости ради надо сказать, что данные матрицы относятся к первому поколению. Сегодня уже есть доработанные модели с модернизированными драйверами.

На них при сгорании одной линейки ток в остальных не меняется. Правда и цена у них в разы дороже.

Причина пробоя светодиодов

Но что же приводит к сгоранию самого первого светодиода? Заводской брак или другие причины?

Почему производители вообще не делают один большой кристалл, а применяют множество маленьких. Ведь выход из строя одного, рано или поздно приводит к неисправности всей матрицы.

Представьте, что каждый сотый эмиттер будет бракованным. Получим очень большой процент пригодных из общего количества. На первый взгляд неплохо.

Но если в одном светодиоде используется 50 эмиттеров, то вероятность того, что среди них не попадется ни одного бракованного всего 60%.

А это означает, что 2 из 5 готовых устройств будут с дефектом. Не лучше ли сделать один большой кристалл?

Но тут не все так просто.

Увеличение размеров кристалла в 2 раза приведет к увеличению его объема в 8 раз!

При этом площадь поверхности через которую происходит охлаждение, увеличится только в 4 раза.

Все это вызовет термодинамические нагрузки и приведет к неминуемому перегреву.

Именно перегрев является главным врагом не только светодиодов, но и других полупроводников.

От перегрева возникает деградация кристалла. И именно от него чаще всего выходят из строя светодиодные прожектора и начинается мигание.

Чтобы он отработал заявленный срок службы, температура кристалла светодиода не должна превышать 85 градусов. Будет меньше 50С, считайте что купили «вечный» светильник.

Корпус прожектора

Перегрев возникает по причине крайне низкого качества корпусов, которые выступают теплоотводами. Делают их не из чистого алюминия, а из силумина. Тонкий металл просто не способен эффективно отводить тепло.

Можно даже провести наглядный эксперимент. Взять и подогреть горелкой центр радиатора прожектора.

При нагревании будет происходить значительная деформация, которая исчезнет после остывания. Однако, даже будучи холодной, поверхность уже будет далека от идеально ровной.

Такая кривизна обычно формируется из-за многократных тепловых деформаций после продолжительных периодов работы прожектора. Из-за кривизны и уменьшения площади для охлаждения, возникает перегрев и тепловой пробой полупроводника.

А еще из-за такого температурного хода может переламывать проводки идущие от кристалла светодиодов. Происходит не перегорание, а именно их обрыв.

Это легко можно проверить надавив на матрицу в различных точках. При этом будут загораться отдельные линейки, либо все до единого светодиоды.

Все это случается из-за того, что площадка теплоотвода в корпусе прожектора имеет не ровную поверхность и матрица не полностью прилегает к ней. Вследствие чего, наблюдается неравномерное охлаждение и деформация при нагреве.

Как отремонтировать

Как же просто починить и исправить такой дефект конструкции, чтобы прожекторный светильник отработал свои заявленные 50 000 часов?

Для того, чтобы светодиодная матрица не перегревалась, под нее всего лишь необходимо установить толстую алюминиевую пластину.

Данную пластину можно приклеить как на силикон, который будет стабилен при нагреве до 200 градусов и не потечет или расплавится. Либо на теплопроводящий клей, способный выдержать нагрев до 300С и более.

Нельзя использовать термопластичный клей на основе этиленвинилацетата. Он у вас потечет даже при 60С!

Подобная модернизация обеспечит хорошую теплопередачу и будет надежно препятствовать деформации.

При этом пластину лучше располагать поперек внешних ребер на корпусе. Это задействует их большее количество и улучшит охлаждение.

Почему моргает светодиодная лента во включенном состоянии

Повсеместное увлечение светодиодными лентами в быту – явление, обусловленное, в первую очередь, их экономичностью. Утверждается, например, что разница в мощности обычных и светодиодных ламп — чуть ли не десятикратная.

На самом деле реальный эффект намного меньше, поскольку в расчёт вступают как экономические факторы (стоимость), так и конструктивные (включая и фирму-производителя). Однако световой поток, создаваемый лентами светодиодного освещения, всё-таки достаточно мощный, что во многих случаях предопределяет конечный выбор.

Тем не менее, со временем светодиод начинает мигать. Раньше это произойдёт с изделиями и источниками питания китайского производства, но и вроде бы надёжный Armstrong, как оказывается, также далеко не безгрешен. Разобраться почему моргает светодиодная лента во включенном состоянии мы и попробуем с помощью материалов этой статьи.

Почему вредна любая пульсация напряжения в источнике света

Изменение текущего значения светового потока особенно неблагоприятно сказывается при выполнении работ повышенной точности. С этой целью СНиП 52.13330-2011 ограничивает предел перепадов освещённости величиной в 12…20%. Однако эта норма касается только производств, на которых выполняется изготовление или сборка мелких и особо мелких деталей и узлов.

Здесь всё понятно: уставшие глаза сборщицы могут пропустить какой-то особенно важный с точки зрения качества переход, неправильно расположить компонент электронной схемы и т.д. В итоге – брак, финансовые потери и прочие неприятности. А как с пульсацией дело обстоит в быту?

Обычные лампы накаливания работают, как известно, от сети переменного тока с номинальным напряжением 220 В и частотой 60 Гц. Мигают они соответственно, точно такое же количество раз. Период между пульсациями составляет 10 мс, что человеческим глазом не воспринимается. Если напряжение стабильное, так и будет.

Однако на практике скачки напряжения в бытовых электросетях многоэтажных зданий довольно заметны, что можно проверить при помощи обычного пилота со встроенным конденсатором. Фактическое напряжение может колебаться в пределах 215…240 В (на что и рассчитано большинство бытовых электроприборов). Много это или мало?

Мы не слишком ошибёмся, если предположим прямую зависимость между напряжением и освещённостью, создаваемой лампой накаливания, поскольку тепловая мощность разогрева колбы и корпуса так же будет увеличиваться или уменьшаться. Тогда коэффициент пульсации составит:

Обычно напряжение в бытовых генерирующих сетях может снижаться и до 190…200 В, тогда коэффициент пульсации увеличится до 22…22,5%., Это, в общем, соответствует верхнему пределу колебаний, которые допускаются вышеупомянутыми СНиП 52.13330-2011. Таким образом, относительно ламп накаливания проблем с мерцанием не возникает. Со светодиодами же дело обстоит далеко не так просто.

Почему мерцает светодиодная лента во время работы

Вспомним, что светодиод представляет собой полупроводниковый прибор, работающий от автономного блока питания постоянного тока, причём для стабилизации условий работы в цепь включается ещё и сглаживающий конденсатор. По какой же причине появляются пульсации освещенности?

Причина подобной неприятности следующая. Для того, чтобы лента из LED-светильников давала требуемую освещённость, кроме надёжного источника питания, необходимо наличие двух микросхем:

  • Для преобразования исходного переменного тока в постоянный, которая состоит из ключа управления (драйвера), детекторов тока и напряжения, выпрямителя, балластного резистора, катушки индуктивности и двух конденсаторов. На выходе эта схема даёт 5…6 В (зависит от рабочего напряжения на светодиодной ленте) при 100 мА тока. Отметим (это важно!), что напряжение на выходе не имеет гальванической развязки;
  • Для стабилизации параметров яркости свечения схема включает в себя два мощных транзистора, балластный резистор, дроссель и высокочастотный диод, который и передаёт результирующую мощность от блока питания на светодиоды в ленте.

Таким образом, в схеме управления присутствует сразу два выпрямителя (иногда вместо них используют мостовую схему). По причине последовательности процесса выпрямления тока, интервалы между пульсациями возрастают вдвое, а фактическая частота мерцаний может ставить 30…35 Гц, что болезненно воспринимается человеческим глазом.

Мерцание светодиодной лампы хорошо видно, если снимать ее на видео:

Как выглядит мерцание светодиодной лампы, если снимать на видео

Почему светодиодная лента начинает мерцать со временем

Во-первых, важно, в каких условиях производился монтаж светодиодной ленты. Повышенная влажность в помещении, отсутствие влагопоглощающей подложки и, как следствие, неизбежное окисление контактов вызывает повышенный нагрев светодиодов в ленте при их эксплуатации.

Причина интенсивности нагрева также и в росте длительности включений и мощности светодиодов в ленте. Поскольку окислы значительно хуже проводят ток, то места соединений разогреваются, и контакт ухудшается. Частота мерцания светодиодов в ленте при этом будет соответствовать полупериодной частоте выпрямленного тока, т.е. 30 Гц.

Во-вторых, важно качество изготовления как самой светодиодной ленты, так и блока питания. Например, светодиоды от Phillips частоту мерцаний со временем практически не повышают более 2,.5…3%. Это подтверждено многочисленными исследованиями. В то же время светодиодные светильники Armstrong увеличивают свои пульсации до 40…45%, при этом фактический уровень освещённости может колебаться в диапазоне 3200…6500 Лм.

Характерно и распределение спектра пульсаций у светодиодов от Armstrong. Преобладающая доля таких пульсаций падает на диапазон 10…20 Гц (до 40…45%), в то время как высокочастотные пульсации – от 100 Гц и выше – составляют всего лишь 20…25% случаев, притом, что и интенсивность (амплитуда) таких пульсаций также менее интенсивна.

Способы устранения мерцания светодиодной ленты

Кардинальным способом решения причин с миганием является приобретение светодиодной ленты с блоком питания от проверенного и надёжного производителя, и притом — в магазинах, где имеются сертификаты соответствия на подобные изделия. Не стоит стесняться попросить продавца показать необходимый документ. Правда, цена вопроса окажется значительно более высокой. Именно по этой причине многие владельцы специализированных маркетов, продающих светильники, отказываются брать на реализацию светодиодную продукцию от торговых марок Phillips или Osram: цена велика, а успешная реализация сомнительна.Как выглядит сертификат соответствия

Для лент LED-светильников китайского производства необходимо подбирать соответствующие управляющие схемы (умельцы паяют их самостоятельно, благо, в интернете — на специализированных форумах — имеется достаточное количество схем на все схемы подключения светодиодов). При изготовлении схемы необходимо учитывать, что она должна иметь гальваническую развязку по току. Принцип заключается в том, чтобы гарантированным образом обеспечить передачу мощности между отдельными элементами схемы без их непосредственного контакта.

Вариантов немного: либо емкостная развязка через конденсатор с небольшой ёмкостью, либо индуктивная, при помощи катушки. Конденсаторная развязка более выгодна, поскольку габариты схемы, управляющей работой светодиодов в ленте практически не увеличиваются, а инерционность срабатывания будет весьма малой. Недостаток состоит в том, что емкость конденсатора для каждого варианта включения светодиодной ленты следует подбирать индивидуально.

Более простые способы устранения неисправностей

  1. Отказаться от подсветки в выключателе или в блоке питания. Эффектность работы возрастает, если в выключателе смонтирована подсветка, однако следствие взаимодействия двух групп светодиодов в ленте может привести к обратному эффекту.
  2. Проверить текущее значение напряжения: как уже было показано выше, отдельные производители светодиодов в ленте не в состоянии обеспечивать разумную амплитуду возникающих пульсаций. В таком случае придётся обеспечивать двухполупериодное выпрямление тока, что снизит амплитуду колебаний напряжения примерно вдвое. Недостаток в том, что модернизированная схема может не разместиться в прежнем корпусе.
  3. Самый простой вариант: вышел из строя (либо близок к тому) один из светодиодов. Неисправность одного из светильников LED-ленты (которая включает в себя, как правило, до трёх источников, располагающихся последовательно) приводит к миганию всей ленты. Бракованный элемент имеет чёрные точки или потемнение на своём внешнем корпусе.
  4. Неисправен пульт дистанционного управления: либо функционально (для китайских производителей это не редкость), либо просто села батарейка. Неисправность легко диагностируется тестером, настроенным на диапазон 12 В. Возможно также и обычное механическое загрязнение кнопки на пульте или блоке питания. Пульт проверяется во всём рабочем диапазоне напряжений, при которых функционирует светодиодная лента, но не ниже 6…7. В.

Последовательность восстановления работоспособности светодиодной ленты

Светодиодная лента, как известно, представляет собой гибкую огнепрочную основу из диэлектрика, на одну из поверхностей которой нанесено несколько (до трёх) LED-светильников. При последовательном соединении мигание одного светодиода в ленте приводит к мерцанию и остальных. При более длинных светодиодных лентах мигание может распространяться на длину свыше метра. Во время мигання яркость свечения может не достигать требуемого значения в 12В, что легко проверяется вольтметром.

Неисправный элемент ленты выявляется очень просто. Один из LED-светильников кратковременно переводится в режим короткого замыкания, при этом остальные светодиоды должны ярко вспыхнуть. После замены бракованного светильника электрическое соединение элементов восстанавливается, причём перед этим необходимо проверить, в нужном ли месте расположен сглаживающий колебания конденсатор: он не должен находиться ранее первого, и после последнего светодиода в ленте.

Крепить основу светодиодной ленты необходимо только на сухое основание потолка или стены в помещении. При этом необходимо позаботиться о том, чтобы между основанием и корпусом происходила постоянная вентиляция: при длительной работе схема нагревается, что может нарушить целостность коннекторов. Следует обеспечивать также постоянную механическую защиту от неблагоприятных внешних воздействий.

Понравилась статья? Расскажите о ней! Вы нам очень поможете:)

причины мерцания и способы их устранения

Светодиодная лента часто используется для оформления интерьера жилых или административных помещений. И пусть мода на нее постепенно уходит в прошлое, спрос по-прежнему остается на высоком уровне. Обусловлено это несколькими факторами, среди которых – продолжительный срок эксплуатации (десятки тысяч часов по сравнению с несколькими тысячами у лампы накаливания) и большое разнообразие цветовых решений.

На деле время работы гибкой платы меньше и сбои в работе происходят намного раньше. Проявляется это в мигании по всей протяженности или на отдельных участках. Ниже мы постараемся разобраться, почему моргает светодиодная лента и как устранить подобные неисправности.

к содержанию ↑

Как устроена светодиодная лента

Прежде чем приступать к самостоятельной диагностике осветительного прибора, важно изучить устройство и принцип действия. Стандартная длина ленты насчитывает 5 м. На тыльную сторону наносится клей, спрятанный под защитной пленкой, к фронтальной крепятся светодиоды. В процессе монтажа защитная пленка легко отделяется от изделия, после чего оно закрепляется на нужной поверхности. Основание гибкой ленты выполнено из диэлектрических материалов, обеспечивающих безопасность устройства и возможность установки в любой части дома.

Светодиоды, размещенные на передней стороне, спрятаны под пластиковым защитным слоем. На ленте led-диоды группируются по 3-4 штуки. Они соединены токопроводящими дорожками, аналогичными тем, которые используются на обычных текстолитовых платах. Схема обязательно дополняется резисторами, которые служат для предотвращения мерцания.

Лампы накаливания и ртутные изделия перед выходом на полную мощность после включения нагреваются в течение нескольких секунд. Принцип работы светодиодов построен на свечении за счет проходящего тока, поэтому устройства, во-первых, сразу после включения работают на полной яркости и, во-вторых, в процессе работы не нагреваются. Последнее повышает общую безопасность эксплуатации.

Есть один важный нюанс. При последовательном подключении полупроводников в случае выхода из строя одного элемента перестает работать вся цепь. Именно поэтому в качественных лентах диоды группируют по 6-12 штук, соединяя созданные группы параллельно. В таком случае при перегорании элемента наблюдается картина, когда не горит отдельный, небольшой участок.

Для удобства на изделие наносят пунктирные линии, указывающие на места, где его можно разрезать (параллельные соединения). Причем достаточно вооружиться обычными ножницами или канцелярским ножом.

к содержанию ↑

Почему вредна любая пульсация напряжения в источнике света

Большие проблемы из-за изменения светового потока возникают в том случае, если выполняются работы высокой точности.

В отдельных документах СНиП записаны пределы для перепадов освещенности, которые составляют от 12 до 20 %. Такая норма актуальна на производстве, где изготавливают высокоточные изделия или осуществляется сборка малых деталей/узлов. Причины крайне просты: из-за постоянных перепадов глаза человека устают, поэтому рабочий допускает ошибку при сборке, расположив в неправильном порядке элементы и т.п. В итоге получается брак, что ведет к финансовым убыткам предприятия и потере репутации надежного производителя.

Иная картина наблюдается в быту. Простая лампочка накаливания функционирует напрямую от сети переменного тока напряжением 220 В и промышленной частотой 50 Гц. Последний параметр определяет частоту мигания. Пауза между двумя последовательными пульсациями составляет 10 мс – значение настолько мало, что человеческий глаз данный процесс абсолютно не воспринимает. Описанная ситуация сохранится прежней при стабильном напряжении.

В теории это так, но на практике в бытовой электросети наблюдаются заметные перепады напряжения. Можете убедиться в этом самостоятельно, воспользовавшись тестером или обычным фильтром со встроенным конденсатором (вы будете видеть, как мерцает диодный индикатор). Фактическое значение напряжения колеблется в диапазоне от 215 до 240 В. Производители учитывают этот факт, поэтому бытовые электрические приборы рассчитаны на подобную эксплуатацию.

Освещенность напрямую зависит от напряжения, поскольку падение или увеличение данного параметра влияет на нагрев колбы или корпуса (повышение/снижение). Коэффициент пульсации при таких перепадах составляет 11,36 %.

В бытовых сетях наблюдаются более серьезные перепады, когда напряжение уменьшается до 190 В. В таком случае коэффициент пульсации вырастает до 22 %. Данная величина практически удовлетворяет нормам, записанным в СНиП и указанным нами ранее (12-20 %). Все это актуально для обычных ламп накаливания, а в случае со светодиодными изделиями картина будет совершенно иной.

к содержанию ↑

Причины мигания светодиодной ленты

Для начала рассмотрим несколько основных причин мерцания светодиодных лент.

Блок питания

Включите диодную ленту и тщательно изучите то, как она работает. Если моргание возникнет не сразу, а спустя несколько секунд (минут), то, вероятно, была допущена ошибка при выборе блока питания для цепи. Он не справляется с поставленной задачей из-за нехватки мощности, поэтому происходят перепады напряжения (обычно снижение). Существует негласное правило, в соответствии с которым мощность блока питания должна быть на 30 % больше значения, необходимого для работы светодиодной ленты.

Придя в магазин, не надейтесь на помощь продавцов-консультантов. Далеко не все компетентны в вопросах применения электрических приборов. Да, продавец подключит светодиодную ленту, она будет светиться нормально, но уже дома, спустя время, микросхемы нагреются и проблемы вылезут наружу.

Ни один китайский блок питания не соответствует тем значениям, которые указаны в паспорте. Если там пишется мощность 200 Вт, то смело отнимайте 25 %, поскольку реальное значение в лучшем случае составляет 150 Вт.

Представьте картину: требуемая мощность для подключаемой платы равна 140 Вт. Повысив это значение на 30 % (запас мощности), вы приходите к выводу, что необходим блок питания на 182 Вт. Недолго думая, вы покупаете китайское изделие на 200 Вт, подключаете ленту и включаете ее на полную мощность. Она вспыхнет и сразу погаснет, поскольку срабатывает защита блока питания из-за перегрузки в цепи.

Главный совет – покупайте источники питания проверенных компаний либо в случае приобретения китайских повышайте мощность в два раза.

При организации подсветки из светодиодной ленты длиной 15 м и более рекомендуется создавать ее из изделий идентичной модели одного производителя. В большинстве случаев используются ленты с RGB-технологией, позволяющей устройству светиться разными цветами. При выборе неодинаковых изделий на определенных участках включение будет либо затормаживаться, либо вообще отсутствовать.

Аналогичная картина может наблюдаться при работе ленты от разных блоков питания. Выходное напряжение на них будет неодинаковым, поэтому на некоторых участках цвета будут меняться с некоторым запозданием (отставанием).

Другая причина моргания светодиодной ленты, которое может происходить даже в выключенном состоянии, связана с ситуацией, когда источник питания подключается к сети через обычный выключатель с индикаторной подсветкой. Уже давно доказано, что такие индикаторы заставляют светиться led-диоды, расположенные в лампочке или ленте. Поэтому подключать блок питания нужно напрямую к автомату электрического щитка или через обычные выключатели без индикаторной подсветки.

Учитывайте сроки эксплуатации изделий. После длительного применения блока питания в течение нескольких лет могут высохнуть конденсаторы, стабилизирующие напряжение, что приведет к снижению их емкости. Они же могут вовсе выйти из строя. Осмотрите изделие – если емкость вздутая, то конденсатор не функционирует.

Со временем происходит естественная деградация кристаллов в полупроводниках, что также снижает качество свечения ленты. Без продуманной системы охлаждения процесс деградации усилится, особенно если плата периодически подвергается воздействию падающих ультрафиолетовых лучей.

Старайтесь избегать приклеивания светодиодной ленты к деревянным или пластиковым поверхностям, поскольку это приведет к перегреву даже самых качественных и фирменных приборов.

к содержанию ↑

Некачественная пайка

Гибкие платы на основе светодиодов нельзя паять при помощи активных флюсов (кислотных). Нарушение данного правила приведет к постепенному окислению контактной площадки и потере соединения. Во включенном состоянии наблюдается странное мерцание, после чего перестает функционировать целый участок цепи, расположенный за пайкой. Поэтому важно соблюдать правила и рекомендации, связанные с пайкой изделия.

Если контакт пропал, то разрежьте ленту, удалив нерабочий модуль, и на его место установите новый.

Категорически запрещено паять ленту при помощи паяльника мощностью свыше 60 Вт. В противном случае перегревается контакт: если медная площадка отслоится от дорожки, то соединение будет неустойчивым. Проверить это легко – прижмите пальцем контакт и убедитесь, что свет появится и плата будет работать стабильно. Как только отпустите палец, то свечение пропадет.

к содержанию ↑

Окисление контакта на коннекторах

Одни люди не умеют пользоваться паяльником, другие – любыми способами пытаются избегать такой работы. Альтернативным становится соединение светодиодной ленты с помощью коннекторов.

Применение таковых связано с существенным недостатком – окислением контактов. Часто они начинают окисляться в свежеокрашенных комнатах, помещениях с побеленными стенами, залитой стяжкой, повышенным уровнем влажности. Через данный коннектор протекает ток силой не более 10 А. Рассчитать значение просто:

  • лента 5 м мощностью 75 Вт имеет силу тока 6,5 А;
  • метровая лента 30 Вт – 12,5 А.

При наличии окисления на контакте и прохождении большого тока происходит перегрев с последующим выгоранием. В конце концов, контакт полностью пропадает. Аналогичная картина наблюдается при недостаточной площади соприкосновения на коннекторе.

Поэтому мы рекомендуем тщательно выбирать коннекторы.

к содержанию ↑

Неисправный светодиод

Рассмотренные выше дефекты связаны с лентами, работающими на низком напряжении 12/24/36 В. Однако существуют приборы на 220 В. Источники света располагают последовательно на больших участках. К примеру, на одном погонном метре будет 60 полупроводников. Если выйдет из строя один диод, то произойдут изменения в работоспособности остальных. То же самое касается случаев, когда один светодиод начинает мерцать.

Подсветка на 12 В состоит из групп диодов, соединенных параллельно, поэтому мерцание одного полупроводника негативно сказывается исключительно на конкретной группе.

Таким образом, выход из ситуации прост – определите неисправный диод и перепаяйте на его место новый. Можно пойти глобальным путем и заменить данный модуль (кластер). Если мерцание проявляется спустя время после включения ленты, то причина кроется в неисправности одного полупроводника: происходит постепенный нагрев и разрыв контакта с последующим затуханием ленты. После остывания светодиод вновь начинает работать. Это повторяется с определенной цикличностью.

к содержанию ↑

Контроллер и пульт

Если диодная лента вообще перестала включаться или работает через раз, то возможной причиной могут стать севшие батарейки в пульте ДУ, используемом для управления контроллером с RGB-технологией. Проверьте батарейки в первую очередь. Если изделие начнет самостоятельно переключаться и менять цвета, то дефекты нужно искать в контроллере.

Если пульт исправен, то никаких подобных переключений происходить не должно. Чтобы убедиться в том, что пульт не имеет отношения к самостоятельным переключениям, просто извлеките из корпуса батарейки.

Другой метод выявления неисправного контроллера – удаление прибора из электронной схемы. Подайте питание на каждый цвет отдельно. Если все работает исправно без сбоев, то причина очевидна. Замените RGB-контроллер на новый!

к содержанию ↑

Дополнительные источники неприятного явления

Есть еще несколько причин, по которым могут проявиться неисправности в работе светодиодной ленты. Помимо севших батареек, неправильно припаянных контактов или нехватки мощности причиной мерцания может стать технически неверный монтаж. Возможно, при подключении были перепутаны ноль с фазой.

Для выявления причин моргания светодиодной ленты нужно осмотреть составляющие электрической цепи – гибкую плату, источник питания, пульт ДУ и контроллер.

к содержанию ↑

Поиск и устранение неисправностей

В случае с блоком питания лучшим выходом станет полная замена на более мощное и качественное изделие. Не забывайте о правилах установки и эксплуатации источников тока – некоторые модели запрещено хранить в закрытых пространствах, включая потолочные ниши из гипсокартона.

Если вы обладаете знаниями в электротехнике, то попытайтесь самостоятельно выявить неисправность. Для начала выполните замер выходящего напряжения в момент мерцания светодиодной ленты. Понадобится мультиметр, включенный в режим измерения постоянного напряжения. Соедините щупы с выходными контактами блока питания. Обычная одноцветная лента работает при напряжении 11-12 В. Для RGB-плат необходимо тестировать каждый цвет отдельно, при этом должны быть получены аналогичные результаты.

Как определить неисправность контроллера, мы писали выше.

Если обнаружен мерцающий отрезок из трех диодов на определенном участке платы, то просто замените его на новый, обеспечив качественную пайку. К слову, совершенно не обязательно демонтировать ленту. Нужный отрезок удаляется при помощи канцелярского ножа. Далее зачистите и залудите медные контакты и к этому месту приклейте новый отрезок. Соблюдая полярность, спаяйте проводники.

Помимо индикаторной подсветки на выключателе, появление мерцания светодиодной ленты в выключенном состоянии может быть связано с влиянием других электронных приборов – к примеру, диммера, регулирующего яркость. Чтобы доказать это, подключите ленту напрямую к автомату щитка.

к содержанию ↑

Как найти нерабочий светодиод

Из информации выше вы узнали, что существует два способа подключения светодиодов – последовательный и параллельный (группами). Наиболее популярен параллельный метод. В таком случае при выходе из строя одного светодиода начнет мерцать или перестанет работать отдельный (обычно небольшой) участок гибкой платы. Остальная часть ленты продолжит функционировать в заданном режиме.

Чтобы отыскать неисправный светодиод, используйте следующие рекомендации:

  1. Осмотрите ленту визуально, что нередко позволяет выявить выгоревший диод. При отсутствии явных следов подгорания изучите поверхность полупроводника.
  2. Черная точка на кристалле может указывать на то, что этот элемент уже перегорел или работает некорректно. В целом нужно искать любые дефекты, которые не наблюдаются на соседних деталях.
  3. Обнаружив подозрительный диод, прозвоните его. Сделайте аналогичную процедуру для всех остальных полупроводников на неработающем или некорректно функционирующем участке. Вас не интересует соответствие техническим нормам – просто сравните полученные значения на каждом участке отдельно.
  4. При отсутствии мультиметра воспользуйтесь медной проволокой. С ее помощью следует закоротить подозрительные диоды. Когда обнаружите неисправный, то при его закорачивании участок цепи начнет работать в нормальном режиме.
  5. Никогда не исключайте вероятности заводского брака – плохую припайку диода. Нажмите на него, приложив небольшое усилие. Если проблема в припайке, то светодиод начнет светиться, как и весь проблемный сегмент цепи. В таком случае поможет повторная пайка.

Несмотря на кажущуюся сложность конструкции светодиодной ленты, наличие большого числа полупроводников, резисторов и других элементов цепи, вы сможете самостоятельно выявить причину мерцания или неисправности отдельного участка платы. И уж тем более не нужно при выявлении дефектов бежать в магазин за новой лентой – возможно, причиной является неправильно работающий контроллер, блок питания или пульт дистанционного управления. Для начала попытайтесь выполнить самостоятельную диагностику, а уже после воспользуйтесь услугами мастера.

Почему моргает светодиодная лента: причины мерцания и способы их устранения

Моргает светодиодный прожектор – причины и способы их устранения

Производители ламп и прожекторов утверждают, что приборы могут работать несколько лет и не требуют ремонта. На деле поломки светотехнического оборудования случаются довольно часто, причем порой это происходит спустя небольшой временной промежуток. Если моргает светодиодный прожектор, причина может крыться в неисправности блока питания и проводки, прочих комплектующих. Также причиной способно стать внешнее воздействие.

Принцип работы светодиодного прожектора

Прожектор со светодиодами – LED-устройство для освещения территории, мощный источник света. Внутри его пластикового или железного корпуса находится лампа, подающая свет вперед. Вокруг располагаются отражатели, направляющие освещение в нужную зону. Они способны концентрировать свет особым образом, как это задумано конструкцией, в итоге он получается ярким, насыщенным.

Диодный прожектор также состоит из полупроводника и двух электродов – анода и катода. После подачи напряжения происходит разогрев полупроводника, который и излучает свет. Для качественной работы системы входящий ток проходит через выпрямитель и драйвер, которые стабилизируют электрическую волну, регулируют ее величину. В схеме присутствует блок питания, требующий для работы напряжение 12 вольт.

к содержанию ↑

Признаки мигания

При покупке самого дешевого прожектора быть уверенным в его бесперебойной работе нельзя. У таких изделий обычно обнаруживается плохая пайка деталей, все элементы имеют низкое качество, параметры тока недостаточно отрегулированы.

Импортные LED-устройства порой делают без учета специфики колебаний электроэнергии, что также может вызвать поломку. Самая распространенная жалоба пользователей – мигание светильника, нередко это происходит не только во включенном состоянии, но и в выключенном. Причин может быть очень много.

к содержанию ↑

Прожектор мигает из-за датчика движения

Почему мигает светотехническое оборудование, в котором есть датчик движения? В первую очередь, стоит проверить работу самого датчика, часто причина скрывается в нем. Если световой поток мерцает при подаче, основные предпосылки таковы:

  1. Нарушение настроек датчика. Мигание нередко наблюдается из-за неправильно выставленного таймера, который способствует поддержанию системы в рабочем состоянии в указанный период. Следует перенастроить таймер, после протестировать прибор.
  2. Неисправность контактов, «плавающий» контакт. Такое наблюдается при нормальном срабатывании датчика, но отсутствии прохождения сигнала в сам прожектор. Следует проверить правильность всех соединений в системе, подтянуть провода, контакты, оценить надежность клемм, винтов.
  3. Низкое напряжение. Когда датчик постоянно находится под недостаточным напряжением, оно проходит к прожектору, но не может включать прибор в полной мере. Это вызывает не полноценное включение, а мерцание.
  1. Поломка датчика или изначальная неисправность. Если изделие еще на гарантии, придется вернуть его в магазин. В противном случае следует отнести в мастерскую датчик движения, самостоятельно его не отремонтировать.

к содержанию ↑

Причина моргания – погодные условия

Если на улице мороз, светодиодный прожектор может загораться в аномальном режиме – моргать. Такое зачастую случается даже у изделий высокого качества, популярных производителей. Причина заключается в «обморожении» любой составляющей запуска лампы, то есть – в обледенении элементов. Некоторые модели начинают моргать уже при -10 градусах, хотя в технических параметрах указана возможность работы при -50…+50 градусах.

Обычно такой температурный режим отмечен для иных элементов, но не для самого светодиода. Пусковой механизм в светодиодном прожекторе с низкими температурами не справляется, контроллер или конденсатор перемерзают. Решить вопрос можно так: периодически заносить прожектор в дом днем, а затем выставлять ночью на положенное место.

к содержанию ↑

Прожектор мигает во включенном состоянии

Когда при включении устройство начинает моргать, причина чаще всего – в порче пускового LED-конденсатора. После его замены система начинает работать исправно. Также мерцание бывает связано с плохим контактом, разрывом проводов. В такой ситуации проверяют кабели, устраняют неисправность.

к содержанию ↑

Прожектор мигает в выключенном состоянии

Такое происходит, когда для включения-выключения используется механизм с подсветкой. По причине наличия подсветки небольшое количество тока проходит к светодиодному прожектору. Это вызывает эффект мерцания. Если хочется убрать такое явление, придется подключить подсветку напрямую или поставить на пути тока лампу накаливания. Последняя станет тянуть электричество на себя.

Режим свечения прожектора

Дорогие модели прожекторов имеют различные дополнительные функции. Одной из популярных является режим свечения, и мигание может стать результатом его случайной активации. Следует полностью выключить прибор, после включить, оценив, исчезло такое явление или нет.

Еще одной причиной является конструкторская особенность прожектора, когда одна кнопка активирует несколько функций. Обычно это случается, когда производитель решил сэкономить на материалах. При двукратном нажатии включается режим стробоскопа – повторяющихся быстрых световых импульсов.

к содержанию ↑

Подсветка в выключателе

Для проектирования освещения в коттедже, частном доме нередко покупаются выключатели с подсветкой, которые предназначены для обеспечения работы прожектора. Именно выключатель провоцирует эффект моргания прожектора. Основная причина такова: светодиод не полностью разрывает цепь, а изолированные провода выполняют роль и проводника, и конденсатора, и выпрямителя переменного тока. Таким образом, маломощный светодиод не способен обеспечить эффективную работу цепи. На запуск лампы ее хватает, но для долгой работы этого недостаточно.

Выправить ситуацию легко. Нужно отсоединить светодиод выключателя от питания. Также можно заменить выключатель с подсветкой на обычный, который в отключенном положении будет полностью разрывать электрическую цепь. Еще один вариант – в цепь ввести конденсатор на 0,1-0,5 мкФ или резистор на 50 кОм с мощностью 2 Вт. Их располагают в подрозетнике выключателя.

к содержанию ↑

Причины мигания прожектора

Чтобы починить устройство, надо точно установить причину мерцания света. Она может быть связана с проводкой, нарушением работы полупроводников и прочих составляющих прибора.

Нарушения в проводке

Нередко причиной мерцания становится банальная ошибка подключения устройства. При подсоединении проводов мастер может перепутать фазу и ноль. В ряде ситуаций техника вовсе не работает, в других случаях начинает моргать. Решить проблему несложно – надо поменять провода местами.

Редкое мерцание с неодинаковой частотой означает нарушение контактов с местом соединения кабелей. Мощный светодиодный прожектор сильно отличается от обычной лампы. Если на стыке проводов нет плотного контакта, сопротивление начинает расти. Провод нагревается, появившаяся окалина ухудшает контакт.

От области подключения к сети до места прохождения электричества к драйверу питания матрицы появляются промежуточные токи. Это может случиться в распределительной коробке, датчике движения, разъемах на блоке питания, выключателе. Придется проверить все элементы, пока проблема не будет установлена. Далее провод зачищается, плотность контакта восстанавливается путем припаивания.

к содержанию ↑

Наличие полупроводниковых приборов в цепи

Когда перед лампой устанавливается выключатель с диодной подсветкой или инфракрасный датчик движения, нередко возникает пульсирование света с высокой частотой (до 25 раз/секунду). Это вызвано сменой силы тока в цепи прохождением полуволны переменного напряжения. Устранить неполадку можно путем отключения светодиода подсветки выключателя. Также вариантом ремонта станет замена датчика движения с инфракрасного на ультразвуковой, индуктивный.

к содержанию ↑

Нарушения в схеме питания прожектора

Поломки в системе питания устройства случаются часто, в основном, в дешевых моделях. Для исправления таких неполадок надо знать основы радиотехники или отнести прибор в ремонтную мастерскую.

Выпрямительный (диодный) мост

В самых дешевых светодиодных прожекторах часто ставят одномостовой выпрямитель переменного тока. Он сильно отличается от обычной двухмостовой схемы качеством – дает высокую амплитуду пульсирования напряжения. Даже установка сглаживающего конденсатора не устраняет пульсацию, что провоцирует моргание света. Выход – покупать качественные устройства с «классической» двухмостовой схемой.

к содержанию ↑

Сглаживающий конденсатор

Установка трансформатора уменьшит амплитуду напряжения до 12 вольт, и полярность отрицательной полуволны поменяется. Монтаж сглаживающего конденсатора позволит довести амплитуду пульсации до 10-15 %, что не будет восприниматься человеческим глазом. Если емкость сглаживающего конденсатора недостаточная, амплитуда останется выше 15 % и будет выглядеть как моргание света.

Погрешности монтажа светодиодов

При низкокачественной сборки матрицы, которая составлена из множества светодиодных элементов, контактная площадка часто оказывается слабо пропаянной. Если один из контактов нарушается, соединение группы диодов оказывается непрочным. Это провоцирует моргание. Выход – перепаивание диодов или сдача прибора в ремонт.

Токоограничивающий конденсатор

Когда прожектор нормально включается, но работает неравномерно, мигает, есть вероятность поломки токоограничивающего конденсатора. Недобросовестные производители часто хотят добиться высокой яркости не за счет мощности прибора, а путем присоединения не подходящего к драйверу токоограничивающего конденсатора. Следует заменить деталь на ту, что имеет рабочее напряжение в 400 вольт, и мерцание исчезнет.

к содержанию ↑

Блок питания

Порой после покупки светотехническое оборудование работает хорошо, но спустя несколько месяцев начинает мигать. Обычно такое случается при неполадках в блоке питания. Срок службы блоков – до года. Ближе к его окончанию начинают появляться различные световые дефекты, после элемент полностью ломается. Можно купить подходящий блок питания (взять с собой старый, в магазине подберут пригодный по параметрам). Также во многих случаях подойдет блок от сканера, принтера. Нужно самостоятельно сверить технические характеристики и заменить деталь.

к содержанию ↑

Драйвер

Прожекторы малой мощности часто оснащены не полноценным блоком питания, а светодиодным драйвером. Напрямую от сети 220 вольт оборудование запитываться не может, ему нужен переменный ток, поэтому без драйвера не обойтись. Последний корректирует ток на выходе, после чего напряжение 12 вольт подается на светодиод. При выходе драйвера из строя заметен эффект мерцания. При его неравномерном нагревании или охлаждении лампочка при включении длительно запускается, вначале загораются только отдельные диоды. Мигание же присутствует даже после выключения.

Для замены драйвера надо разобрать прожектор, выяснить маркировку и характеристики элемента. Его можно купить в магазине радиоэлектроники. Опытные специалисты выпаивают такие драйверы самостоятельно.

к содержанию ↑

Выгорание матрицы

Такая поломка считается серьезной, так как из строя выходит собственно светодиод. Сгоревшую матрицу надо деинсталлировать, предварительно открутив 4 винта крепежа, отпаяв конденсаторы. Затем следует купить новые диоды, нанести на них слой термопасты, припаять токопроводящие части, прикрутить матрицу. Ее форма остается первоначальной, как и винтики крепления. Если последние сделаны в виде конусов, они с большой вероятностью повредят матрицу.

к содержанию ↑

Когда можно ремонтировать прибор – целесообразность

Цена качественного прожектора обычно высока. Опытный мастер может разобрать практически любое устройство, даже герметичное, значит, его возможно отремонтировать. Но надо учесть стоимость запасных частей и сложность ремонта.

Наиболее часто выходит из строя блок питания, ведь долговечными в устройстве являются только сами LED-кристаллы. Подобрать идеально подходящий блок непросто. Здесь важно учесть все параметры по мощности, напряжению, иначе будут последствия для остальных элементов устройства. Если блок питания стоит дороже самого прожектора, ремонт не является целесообразным. В остальных случаях можно попробовать починить прожектор, предварительно подсчитав затраты.

Чтобы светотехническое оборудование работало много лет и исправно, лучше не эксплуатировать его слишком долго. На всю ночь оставлять его включенным не стоит, что сильно расходует потенциал. При монтаже надо тщательно проверять все соединения на наличие плохих контактов – это вызовет скачки напряжения. Данные правила помогут сделать работу прожектора долгой и бесперебойной.

Моргает светодиодный прожектор – причины и способы их устранения

Почему мигает светодиод в авто и что надо сделать?

В этой статье хочу вам рассказать почему мигают светодиоды в автомобиле и что нужно сделать, чтобы этого не происходило. В автомобиле стоит много светодиодов, везде, например габаритные огни, ДХО и т.д.

В обычных светодиодных лампочках (автомобильных) используется вместо драйвера всего 1 резистор, который, во-первых настроен на 12 вольт, а во-вторых он никак не может защитить светодиод от бросков бортовой сети авто, поэтому они служат нам не так долго, как нам хотелось бы.Как умирает светодиод, сначала он начинает мерцать, мигать, подмигивать, то есть начинается деградация кристалла, ну и в конце концов он просто перестаёт гореть.

В автомобильной сети автомобиля напряжение плавает от 12 до 14,4 вольт, а иногда бывает и побольше. Вот нам и надо затачивать наш светодиод, вернее сказать сделать драйвер или стабилизатор именно под это напряжение, который будет питать наш светодиод.

В интернете полно схем стабилизаторов для светодиодов, но я хочу предложить самый простой и самый проверенный.
Конечно, стабилизатор можно купить в интернет магазине типа алиэкспресса, но я вас уверяю, что сделать своими руками намного приятней, тем более, что эта схема состоит всего из 3 деталей, не требует никакой регулировки и работает исправно годами.
И еще немаловажный момент, что эта схема в отличие от китайских, не создает высокочастотных помех, которые влияют на прием радиостанций и прослушивания музыки в автомобиле, потому что она не является высокочастотным импульсом устройством, а является линейным стабилизатором.

Собственно, вот сама схема.

Наша схема рассчитана на ток в 1.5 ампера. То есть простые лампочки, которые, например, изображены на рисунке будут работать без всякого нагрева стабилизатора.

А вот если подсоединять ходовые огни, то придется ставить теплоотвод, так сказать, радиатор, нужно будет просто прикрутить какую-нибудь железяку к нашему стабилизатору, чтобы он меньше грелся.

Схема очень простая, рассчитана как раз на простого автолюбителя, собрана на таких простых стабилизаторах как L7812 или КРЕНки, можно взять такую КР142ЕН8Б.Входное напряжение может колебаться от 12 до 30 вольт, а на выходе мы всегда будем иметь стабилизированное и постоянное напряжение в 12 вольт.

Конденсаторы можно использовать от 100 n до 1 мкф, они являются фильтрами, но если вы не разу не паяли или просто у вас их нет, то можно и не ставить.

Вот в конечном итоге, что у меня получилось…

плату посадил в термоусатку, припаял клемники для простоты соединения.

Не поленитесь и спаяйте для каждой своей лампочки такой стабилизатор и вы забудете об их замене. Тем более, что ничего проще нет.

Всего вам доброго и мирного неба над головой.

Базовый курс Arduino. Создание вашего первого мигающего

Как мигает диод

В очень упрощенном виде — в системе протекает ток, и этот ток течет от контакта 13 к GND. Ток — это «маленькие заряженные частицы, называемые электронами». Нам нужно, чтобы через диод протекал ток. Частицы должны двигаться через диод.

Этот светодиод имеет две особенности:

  1. Позволяет току течь только в одном направлении
  2. Излучает свет при протекании тока

У диода две ножки.Конструкторы диода решили сделать ноги длиннее. Таким образом, они говорят нам, как должен течь ток в системе. Как должны двигаться мелкие частицы. Они должны перейти от более длинной ноги к более короткой.

Более длинная ветвь должна быть добавлена ​​к контакту 13, а более короткая — к контакту GND

Английский

Это контроллер Arduino. Он имеет ряд контактов. Это диод. У него две ножки. Вопрос: куда поставить этот диод, чтобы он начал мигать?

Маленькие отверстия на контроллере называются штырями.Всего у нас 32 контакта. Вообще говоря, чем больше контактов у вашего контроллера, тем большим количеством элементов вы можете управлять с его помощью. Есть два контакта, которые нам интересны для этого видео. Первый контакт — это контакт заземления. Прямо здесь. Он расположен прямо здесь, и на нем отмечены буквы G и D. Следующая булавка — это булавка под номером 13. Вы можете увидеть ее здесь. И для видео вы должны использовать именно этот значок. Вывод с номером 13. Ток, который заставит диод излучать свет, потому что это светоизлучающий диод, и ток течет через этот диод, и он излучает свет, ток будет течь от контакта 13 к земле.Теперь, чтобы диод излучал свет, нам нужно, чтобы через него протекал ток. Этот диод — особый элемент с двумя основными характеристиками. Он излучает свет, когда через него течет ток, и позволяет току течь только в одном направлении. Чтобы узнать направление, в котором должен течь ток, конструкторы этого диода решили сделать одну из ножек короче другой. Вы можете видеть это здесь. Ток будет течь от более длинной ноги к более короткой. Вот почему мы должны добавить более длинную ногу к выводу 13.И более короткую ногу прижать к земле. Потому что ток будет течь от контакта 13 к земле. Теперь я знаю, что это очень упрощенное представление о том, как работает электрическая цепь. Помните, что более короткая ножка диода должна быть прикреплена к земле. Как это.

Вы можете спросить, почему диод сейчас не мигает. Это потому, что мы не написали программу и напишем ее на следующем шаге.

Лучшее соотношение мерцания диода — Отличные предложения на мигание диода от глобальных продавцов мигающего диода

Отличные новости !!! Вы попали в нужное место, где мигает диод.К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, так как эта верхняя часть мигающего диода в кратчайшие сроки станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что у вас мигает диод на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в мигании диода и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам разобраться, стоит ли доплачивать за высококачественную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести the diode blinking по самой выгодной цене.

Мы всегда в курсе последних технологий, новейших тенденций и самых обсуждаемых лейблов.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

Мигающий диод с лучшим соотношением цены и качества — Отличные предложения по миганию диода от мировых продавцов мигающих диодов

Отличные новости !!! Вы попали в нужное место, где мигает диод.К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку мигающий верхний диод в кратчайшие сроки станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что у вас мигает диод на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в мигании диодов и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам разобраться, стоит ли доплачивать за высококачественную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести diode blinking по самой выгодной цене.

Мы всегда в курсе последних технологий, новейших тенденций и самых обсуждаемых лейблов.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

Отзывы о

мигающий диод — интернет-магазины и отзывы на мигающий диод на AliExpress

Отличные новости !!! Вы попали в нужное место, где мигает диод. К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress.У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, так как этот верхний мигающий диод в кратчайшие сроки станет одним из самых популярных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что купили мигающий диод на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в мигающем диоде и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам разобраться, стоит ли доплачивать за высококачественную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести flinking diode по самой выгодной цене.

Мы всегда в курсе последних технологий, новейших тенденций и самых обсуждаемых лейблов.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

Почему мы так часто моргаем? |
Наука

Новое исследование показывает, что мозг входит в кратковременное состояние бодрствования, когда мы моргаем, что, возможно, позволяет нам лучше сосредоточиться после этого.Изображение предоставлено пользователем Flickr Scinerm

Мы все моргаем. Много. В среднем человек моргает 15-20 раз в минуту — так часто, что наши глаза закрыты примерно на 10% всего времени бодрствования.

Хотя некоторые из этих мерцаний имеют четкую цель — в основном смазывать глазные яблоки, а иногда и защищать их от пыли или другого мусора, — ученые говорят, что мы моргаем гораздо чаще, чем необходимо только для этих функций. Таким образом, моргание — это физиологическая загадка.Почему мы так часто делаем это? В статье, опубликованной сегодня в журнале « Proceedings of the National Academy of Sciences», группа ученых из Японии предлагает новый удивительный ответ — краткое закрытие глаз может помочь нам собраться с мыслями и сосредоточить внимание на окружающем мире. нас.

Исследователи пришли к этой гипотезе после того, как отметили интересный факт, выявленный в ходе предыдущих исследований моргания: точные моменты, когда мы моргаем, на самом деле не случайны.Исследования показали, что люди, казалось бы, спонтанно моргают в предсказуемые моменты. У кого-то, кто читает, моргание часто возникает после того, как каждое предложение закончено, в то время как у человека, слушающего речь, оно часто возникает, когда говорящий делает паузу между высказываниями. Группа людей, которые смотрят одно и то же видео, также обычно моргают примерно в одно и то же время, когда действие ненадолго задерживается.

В результате исследователи предположили, что мы можем подсознательно использовать моргание как своего рода мысленную точку отдыха, чтобы ненадолго отключить зрительные стимулы и позволить нам сосредоточить внимание.Чтобы проверить идею, они поместили 10 разных добровольцев в аппарат фМРТ и заставили их посмотреть телешоу «Mr. Bean »(они использовали то же шоу в своей предыдущей работе по морганию, показывая, что оно происходило в неявных точках останова в видео). Затем они отслеживали, какие области мозга проявляли повышенную или пониженную активность, когда участники исследования моргали.

Их анализ показал, что, когда наблюдатели за бобами моргали, умственная активность на короткое время увеличивалась в областях, связанных с сетью по умолчанию, областях мозга, которые работают, когда разум находится в состоянии бодрствования, а не сосредоточен на внешнем мире.Они предполагают, что мгновенная активация этой альтернативной сети может послужить умственным перерывом, позволяющим повысить способность внимания, когда глаза снова откроются.

Чтобы проверить, был ли этот умственный перерыв просто результатом блокировки визуальных входов участников, а не подсознательным усилием очистить их разум, исследователи также вручную вставили в видео «затемнения» через случайные промежутки времени, которые длились примерно столько же, сколько мигание. Однако в данных фМРТ области мозга, относящиеся к сети по умолчанию, не были активированы аналогичным образом.Мигание — это нечто большее, чем временное бездействие.

Это далеко не окончательный вывод, но исследования показывают, что мы действительно входим в какое-то измененное психическое состояние, когда моргаем — мы делаем это не просто для того, чтобы смазать глаза. Моргание может обеспечить мгновенный островок интроспективного спокойствия в океане визуальных стимулов, определяющих нашу жизнь.

(Изображение информационного бюллетеня любезно предоставлено пользователем Flickr Крисом МакКланаханом.)

Понравилась статья?
ПОДПИСАТЬСЯ на нашу рассылку новостей

Транзисторов — учимся.sparkfun.com

Добавлено в избранное

Любимый

73

Введение

Транзисторы вращают наш мир электроники. Они критически важны как источник управления практически в каждой современной цепи. Иногда вы их видите, но чаще всего они спрятаны глубоко внутри кристалла интегральной схемы. В этом уроке мы познакомим вас с основами самого распространенного транзистора: биполярного переходного транзистора (BJT).

В небольших дискретных количествах транзисторы можно использовать для создания простых электронных переключателей, цифровой логики и схем усиления сигналов. В количествах тысяч, миллионов и даже миллиардов транзисторы соединены между собой и встроены в крошечные микросхемы для создания компьютерной памяти, микропроцессоров и других сложных ИС.

рассматривается в этом учебном пособии

После прочтения этого руководства мы хотим, чтобы вы получили широкое представление о том, как работают транзисторы.Мы не будем слишком углубляться в физику полупроводников или эквивалентные модели, но мы достаточно углубимся в предмет, чтобы вы поняли, как транзистор можно использовать в качестве переключателя или усилителя .

Это руководство разделено на несколько разделов, охватывающих:

Существует два типа базовых транзисторов: биполярный переход (BJT) и металлооксидный полевой транзистор (MOSFET). В этом руководстве мы сфокусируемся на BJT , потому что его немного легче понять.Если копать еще глубже в типы транзисторов, на самом деле существует две версии BJT: NPN и PNP . Мы сфокусируемся еще больше, ограничив наше раннее обсуждение NPN. Если сузить фокус — получить твердое представление о NPN — будет легче понять PNP (или даже МОП-транзисторы), сравнив, чем он отличается от NPN.

и nbsp

и nbsp

Рекомендуемая литература

Перед тем, как углубиться в это руководство, мы настоятельно рекомендуем просмотреть его:

  • Закон напряжения, тока, сопротивления и Ома — Введение в основы электроники.
  • Основы электричества — Мы немного поговорим об электричестве как потоке электронов. Узнайте, как текут эти электроны, в этом уроке.
  • Electric Power — Одно из основных применений транзисторов — усиление — увеличение мощности сигнала. Увеличение мощности означает, что мы можем увеличивать либо ток, либо напряжение, узнайте почему в этом руководстве.
  • Диоды — Транзистор — это полупроводниковый прибор, похожий на диод. В каком-то смысле это то, что вы получили бы, если бы сложили два диода вместе и соединили их аноды.Понимание того, как работает диод, будет иметь большое значение для раскрытия работы транзистора.

Хотите изучить транзисторы?

Мы вас прикрыли!

Комплект деталей SparkFun для начинающих

В наличии

КОМПЛЕКТ-13973

Комплект деталей для начинающих SparkFun — это небольшой контейнер с часто используемыми деталями, который дает вам все основные компоненты, которые вы…

12


Символы, булавки и конструкция

Транзисторы в основном являются трехполюсными устройствами.На биполярном переходном транзисторе (BJT) эти контакты обозначены как коллектор (C), база (B) и эмиттер (E). Обозначения схем для NPN и PNP BJT ниже:

Единственное различие между NPN и PNP — это направление стрелки на эмиттере. Стрелка на NPN указывает, а на PNP указывает на. Полезная мнемоника для запоминания:

NPN: N ot P ointing i N

Обратная логика, но работает!

Конструкция транзистора

Транзисторы полагаются на полупроводники, чтобы творить чудеса.Полупроводник — это не совсем чистый проводник (например, медный провод), но и не изолятор (например, воздух). Проводимость полупроводника — насколько легко он позволяет электронам течь — зависит от таких переменных, как температура или наличие большего или меньшего количества электронов. Заглянем вкратце под капот транзистора. Не волнуйтесь, мы не будем углубляться в квантовую физику.

Транзистор как два диода

Транзисторы

— это своего рода продолжение другого полупроводникового компонента: диодов.В некотором смысле транзисторы — это всего лишь два диода со связанными вместе катодами (или анодами):

Диод, соединяющий базу с эмиттером, здесь важен; он соответствует направлению стрелки на схематическом символе и показывает , в каком направлении должен проходить ток через транзистор.

Изображение диодов — хорошее место для начала, но оно далеко не точное. Не основывайте свое понимание работы транзистора на этой модели (и определенно не пытайтесь воспроизвести ее на макете, это не сработает).Существует множество странных вещей уровня квантовой физики, управляющих взаимодействием между тремя терминалами.

(Эта модель полезна, если вам нужно проверить транзистор. Используя функцию проверки диодов (или сопротивления) на мультиметре, вы можете измерить контакты BE и BC, чтобы проверить наличие этих «диодов».)

Структура и работа транзистора

Транзисторы

состоят из трех разных слоев полупроводникового материала.В некоторые из этих слоев добавлены дополнительные электроны (процесс, называемый «легирование»), а в других электроны удалены (допирование «дырками» — отсутствие электронов). Полупроводниковый материал с дополнительными электронами называется n-типа ( n для отрицательного заряда, потому что электроны имеют отрицательный заряд), а материал с удаленными электронами называется p-типа (для положительного). Транзисторы создаются путем наложения n поверх p на вершину n или p поверх n над p .

Упрощенная схема структуры NPN. Заметили происхождение акронимов?

Если немного помахать рукой, мы можем сказать, что электронов могут легко перетекать из n областей в p областей , если у них есть небольшая сила (напряжение), толкающая их. Но переход от области p к области n действительно затруднен (требуется лот напряжения). Но особенность транзистора — та часть, которая делает нашу модель с двумя диодами устаревшей — это тот факт, что электронов могут легко перемещаться от базы p-типа к коллектору n-типа, пока база- эмиттерный переход смещен в прямом направлении (это означает, что база находится под более высоким напряжением, чем эмиттер).

NPN-транзистор предназначен для передачи электронов от эмиттера к коллектору (поэтому обычный ток течет от коллектора к эмиттеру). Эмиттер «испускает» электроны в базу, которая контролирует количество электронов, испускаемых эмиттером. Большинство испускаемых электронов «собираются» коллектором, который отправляет их в следующую часть цепи.

PNP работает таким же, но противоположным образом. База по-прежнему контролирует ток, но этот ток течет в противоположном направлении — от эмиттера к коллектору.Вместо электронов эмиттер испускает «дырки» (концептуальное отсутствие электронов), которые собираются коллектором.

Транзистор похож на электронный клапан . Базовый штифт похож на ручку, которую вы можете отрегулировать, чтобы позволить большему или меньшему количеству электронов течь от эмиттера к коллектору. Давайте исследуем эту аналогию дальше …


Расширение аналогии с водой

Если вы в последнее время читали много руководств по концепциям электричества, вы, вероятно, привыкли к аналогиям с водой.Мы говорим, что ток аналогичен скорости потока воды, напряжение — это давление, проталкивающее воду по трубе, а сопротивление — это ширина трубы.

Неудивительно, что аналогия с водой может быть распространена и на транзисторы: транзистор похож на водяной клапан — механизм, который мы можем использовать для управления скоростью потока .

Есть три состояния, в которых мы можем использовать клапан, каждое из которых по-разному влияет на скорость потока в системе.

1) Вкл — короткое замыкание

Клапан может быть полностью открыт, позволяя воде свободно течь . — проходить, как если бы клапана даже не было.

Аналогичным образом, при определенных обстоятельствах транзистор может выглядеть как короткое замыкание между выводами коллектора и эмиттера. Ток может свободно течь через коллектор и выходить из эмиттера.

2) Выкл. — обрыв цепи

Когда он закрыт, клапан может полностью перекрыть поток воды.

Таким же образом можно использовать транзистор для создания разомкнутой цепи между выводами коллектора и эмиттера.

3) Линейное управление потоком

С некоторой точной настройкой клапан может быть отрегулирован для точного управления расходом до некоторой точки между полностью открытым и закрытым.

Транзистор может делать то же самое — линейно регулирует ток через цепь в какой-то момент между полностью выключенным (разомкнутая цепь) и полностью включенным (короткое замыкание).

Из нашей аналогии с водой, ширина трубы аналогична сопротивлению в цепи. Если клапан может точно регулировать ширину трубы, то транзистор может точно регулировать сопротивление между коллектором и эмиттером. Таким образом, в некотором смысле транзистор похож на переменный регулируемый резистор .

Усилительная мощность

Есть еще одна аналогия, которую мы можем провести здесь. Представьте себе, что с помощью легкого поворота клапана вы могли бы контролировать скорость потока затворов плотины Гувера. Ничтожное усилие, которое вы можете приложить, чтобы повернуть эту ручку, может создать усилие в тысячи раз сильнее. Мы расширяем аналогию до предела, но эта идея распространяется и на транзисторы. Транзисторы особенные, потому что они могут усиливать электрические сигналы , превращая маломощный сигнал в аналогичный сигнал гораздо большей мощности.


Вид. Это еще не все, но это хорошее место для начала! В следующем разделе вы найдете более подробное объяснение работы транзистора.


Режимы работы

В отличие от резисторов, которые обеспечивают линейную зависимость между напряжением и током, транзисторы являются нелинейными устройствами. У них есть четыре различных режима работы, которые описывают протекающий через них ток. (Когда мы говорим о токе, протекающем через транзистор, мы обычно имеем в виду ток , протекающий от коллектора к эмиттеру NPN .)

Четыре режима работы транзистора:

  • Насыщение — Транзистор действует как короткое замыкание . Ток свободно течет от коллектора к эмиттеру.
  • Отсечка — Транзистор действует как разомкнутая цепь . Нет тока от коллектора к эмиттеру.
  • Активный — Ток от коллектора к эмиттеру на пропорционален току, протекающему в базу.
  • Reverse-Active — Как и в активном режиме, ток пропорционален базовому току, но течет в обратном направлении.Ток течет от эмиттера к коллектору (не совсем то, для чего были предназначены транзисторы).

Чтобы определить, в каком режиме находится транзистор, нам нужно посмотреть на напряжения на каждом из трех выводов и на то, как они соотносятся друг с другом. Напряжения от базы к эмиттеру (V BE ) и от базы к коллектору (V BC ) устанавливают режим транзистора:

Упрощенный квадрантный график выше показывает, как положительное и отрицательное напряжение на этих клеммах влияет на режим.На самом деле все немного сложнее.

Давайте рассмотрим все четыре режима транзистора по отдельности; мы исследуем, как перевести устройство в этот режим и как это влияет на ток.

Примечание: Большая часть этой страницы посвящена NPN-транзисторам . Чтобы понять, как работает транзистор PNP, просто поменяйте полярность или знаки> и <.

Режим насыщения

Насыщенность — это в режиме транзистора.Транзистор в режиме насыщения действует как короткое замыкание между коллектором и эмиттером.

В режиме насыщения оба «диода» в транзисторе смещены в прямом направлении. Это означает, что V BE должен быть больше 0, и , поэтому V BC должен быть. Другими словами, V B должен быть выше, чем V E и V C .

Поскольку переход от базы к эмиттеру выглядит как диод, на самом деле V BE должен быть больше порогового напряжения , чтобы войти в насыщение.Есть много сокращений для этого падения напряжения — V th , V γ и V d несколько — и фактическое значение варьируется между транзисторами (и даже больше в зависимости от температуры). Для большинства транзисторов (при комнатной температуре) это падение может составить около 0,6 В.

Еще один облом реальности: между эмиттером и коллектором не будет идеальной проводимости. Между этими узлами образуется небольшое падение напряжения. В технических характеристиках транзисторов это напряжение определено как CE напряжение насыщения V CE (sat) — напряжение от коллектора к эмиттеру, необходимое для насыщения.Это значение обычно составляет 0,05-0,2 В. Это значение означает, что V C должно быть немного больше, чем V E (но оба все еще меньше, чем V B ), чтобы транзистор перешел в режим насыщения.

Режим отсечки

Режим отсечки противоположен насыщению. Транзистор в режиме отсечки — выключен — нет тока коллектора, и, следовательно, нет тока эмиттера. Это почти похоже на обрыв цепи.

Чтобы перевести транзистор в режим отсечки, базовое напряжение должно быть меньше, чем напряжение эмиттера и коллектора.Оба V BC и V BE должны быть отрицательными.

На самом деле, V BE может быть где угодно между 0 В и V th (~ 0,6 В) для достижения режима отсечки.

Активный режим

Для работы в активном режиме транзистор V BE должен быть больше нуля, а V BC должен быть отрицательным. Таким образом, базовое напряжение должно быть меньше, чем на коллекторе, но больше, чем на эмиттере. Это также означает, что коллектор должен быть больше эмиттера.

На самом деле нам нужно ненулевое прямое падение напряжения (сокращенно V th , V γ или V d ) от базы к эмиттеру (V BE ), чтобы «включить» транзистор. Обычно это напряжение обычно составляет около 0,6 В.

Усиление в активном режиме

Активный режим — это самый мощный режим транзистора, потому что он превращает устройство в усилитель . Ток, идущий на вывод базы, усиливает ток, идущий в коллектор и выходящий из эмиттера.

Наше сокращенное обозначение для коэффициента усиления (коэффициент усиления) транзистора — β (вы также можете увидеть его как β F или h FE ). β линейно связывает ток коллектора ( I C ) с базовым током ( I B ):

Фактическое значение β зависит от транзистора. Обычно это около 100 , но может варьироваться от 50 до 200 … даже 2000, в зависимости от того, какой транзистор вы используете и сколько тока проходит через него.Если, например, у вашего транзистора β = 100, это будет означать, что входной ток в 1 мА на базу может производить ток 100 мА через коллектор.

Модель активного режима. V BE = V th и I C = βI B .

Что насчет тока эмиттера, I E ? В активном режиме токи коллектора и базы идут в устройства, а выходит I E . Чтобы связать ток эмиттера с током коллектора, у нас есть другое постоянное значение: α .α — коэффициент усиления по току общей базы, он связывает эти токи как таковые:

α обычно очень близко, но меньше 1. Это означает, что I C очень близко, но меньше I E в активном режиме.

Вы можете использовать β для вычисления α, или наоборот:

Если, например, β равно 100, это означает, что α равно 0,99. Так, если, например, I C равен 100 мА, то I E равен 101 мА.

Реверс Активный

Так же, как насыщение противоположно отсечке, обратный активный режим противоположен активному режиму.Транзистор в обратном активном режиме проводит, даже усиливает, но ток течет в противоположном направлении, от эмиттера к коллектору. Обратной стороной активного режима является то, что β (β R в данном случае) на намного меньше на .

Чтобы перевести транзистор в обратный активный режим, напряжение на эмиттере должно быть больше, чем на базе, которая должна быть больше, чем на коллекторе (V BE <0 и V BC > 0).

Обратный активный режим обычно не является состоянием, в котором вы хотите управлять транзистором.Приятно знать, что он есть, но он редко превращается в приложение.

Относительно PNP

После всего, о чем мы говорили на этой странице, мы все еще покрыли только половину спектра BJT. А как насчет транзисторов PNP? PNP работает очень похоже на NPN — у них те же четыре режима, но все изменилось. Чтобы узнать, в каком режиме находится PNP-транзистор, поменяйте местами все знаки <и>.

Например, чтобы перевести PNP в режим насыщения, V C и V E должны быть выше, чем V B .Вы опускаете базу ниже, чтобы включить PNP, и поднимаете ее выше, чем коллектор и эмиттер, чтобы выключить. И, чтобы перевести PNP в активный режим, V E должен иметь более высокое напряжение, чем V B , которое должно быть выше, чем V C .

Итого:

Соотношение напряжений Режим NPN Режим PNP
В E B C Активный Обратный
V E B > V C Насыщенность Отсечка
V E > V B C Отсечка Насыщенность
V E > V B > V C Задний ход Активный

Другой противоположной характеристикой NPN и PNP является направление тока.В активном режиме и режиме насыщения ток в PNP течет от эмиттера к коллектору . Это означает, что эмиттер обычно должен иметь более высокое напряжение, чем коллектор.


Если вы перегорели концептуальными вещами, перейдите к следующему разделу. Лучший способ узнать, как работает транзистор, — это изучить его в реальных схемах. Давайте посмотрим на некоторые приложения!


Приложения I: Коммутаторы

Одно из самых фундаментальных применений транзистора — использовать его для управления потоком энергии к другой части схемы — используя его в качестве электрического переключателя.Управляя им либо в режиме отсечки, либо в режиме насыщения, транзистор может создавать двоичный эффект включения / выключения переключателя.

Транзисторные переключатели являются важными блоками для построения схем; они используются для создания логических вентилей, которые используются для создания микроконтроллеров, микропроцессоров и других интегральных схем. Ниже приведены несколько примеров схем.

Транзисторный переключатель

Давайте посмотрим на самую фундаментальную схему транзисторного переключателя: переключатель NPN. Здесь мы используем NPN для управления мощным светодиодом:

Наш управляющий вход проходит в базу, выход привязан к коллектору, а на эмиттере поддерживается фиксированное напряжение.

В то время как для обычного переключателя требуется физическое переключение исполнительного механизма, этот переключатель управляется напряжением на базовом выводе. Вывод микроконтроллера ввода / вывода, как и на Arduino, может быть запрограммирован на высокий или низкий уровень для включения или выключения светодиода.

Когда напряжение на базе больше 0,6 В (или какое бы там значение у вашего транзистора V th ), транзистор начинает насыщаться и выглядит как короткое замыкание между коллектором и эмиттером. Когда напряжение на базе меньше 0.6V транзистор находится в режиме отсечки — ток не течет, потому что это похоже на разрыв цепи между C и E.

Схема, приведенная выше, называется переключателем нижнего уровня , потому что переключатель — наш транзистор — находится на стороне низкого (заземления) цепи. В качестве альтернативы мы можем использовать транзистор PNP для создания переключателя верхнего плеча:

Как и в схеме NPN, база — это наш вход, а эмиттер подключен к постоянному напряжению. Однако на этот раз эмиттер подключен к высокому уровню, а нагрузка подключена к транзистору со стороны земли.

Эта схема работает так же хорошо, как коммутатор на основе NPN, но есть одно огромное различие: чтобы включить нагрузку, база должна быть низкой. Это может вызвать сложности, особенно если высокое напряжение нагрузки (V CC — 12 В, подключенное к эмиттеру V E на этом рисунке) выше, чем высокое напряжение нашего управляющего входа. Например, эта схема не будет работать, если вы попытаетесь использовать Arduino с напряжением 5 В для выключения двигателя 12 В. В этом случае было бы невозможно выключить выключателем , потому что V B (соединение с управляющим контактом) всегда будет меньше, чем V E .

Базовые резисторы!

Вы заметите, что каждая из этих схем использует последовательный резистор между управляющим входом и базой транзистора. Не забудьте добавить этот резистор! Транзистор без резистора на базе похож на светодиод без токоограничивающего резистора.

Напомним, что в некотором смысле транзистор — это просто пара соединенных между собой диодов. Мы смещаем в прямом направлении диод база-эмиттер, чтобы включить нагрузку. Для включения диоду требуется всего 0,6 В, большее напряжение означает больший ток.Некоторые транзисторы могут быть рассчитаны только на ток, протекающий через них не более 10–100 мА. Если вы подаете ток выше максимального номинала, транзистор может взорваться.

Последовательный резистор между нашим источником управления и базой ограничивает ток в базе . Узел база-эмиттер может получить свое счастливое падение напряжения 0,6 В, а резистор может снизить оставшееся напряжение. Значение резистора и напряжение на нем определяют ток.

Резистор должен быть достаточно большим, чтобы эффективно ограничивать ток , но достаточно маленьким, чтобы питать базу достаточным током .Обычно достаточно от 1 мА до 10 мА, но чтобы убедиться в этом, проверьте техническое описание транзистора.

Цифровая логика

Транзисторы

можно комбинировать для создания всех наших основных логических вентилей: И, ИЛИ, и НЕ.

(Примечание: в наши дни полевые МОП-транзисторы с большей вероятностью будут использоваться для создания логических вентилей, чем биполярные транзисторы. Полевые МОП-транзисторы более энергоэффективны, что делает их лучшим выбором.)

Инвертор

Вот схема транзистора, которая реализует инвертор , или НЕ затвор:

Инвертор на транзисторах.

Здесь высокое напряжение на базе включает транзистор, который эффективно соединяет коллектор с эмиттером. Поскольку эмиттер напрямую подключен к земле, коллектор тоже будет (хотя он будет немного выше, где-то около V CE (sat) ~ 0,05-0,2 В). С другой стороны, если на входе низкий уровень, транзистор выглядит как разомкнутая цепь, а выход подтянут до VCC

.

(На самом деле это фундаментальная конфигурация транзистора, называемая общим эмиттером .Подробнее об этом позже.)

И Ворота

Вот пара транзисторов, используемых для создания логического элемента И с 2 входами :

2-входной логический элемент И на транзисторах.

Если какой-либо транзистор выключен, то на выходе коллектора второго транзистора будет установлен низкий уровень. Если оба транзистора включены (на обоих базах высокий уровень), то на выходе схемы также высокий уровень.

OR Выход

И, наконец, вот логический элемент ИЛИ с двумя входами :

2-входной логический элемент ИЛИ на транзисторах.

В этой схеме, если один (или оба) A или B имеют высокий уровень, соответствующий транзистор включается и подтягивает выходной сигнал к высокому уровню. Если оба транзистора выключены, то через резистор выводится низкий уровень.

Н-образный мост

Н-мост — это транзисторная схема, способная приводить двигатели как по часовой, так и против часовой стрелки . Это невероятно популярная трасса — движущая сила бесчисленных роботов, которые должны уметь двигаться как на , так и на назад.

По сути, H-мост представляет собой комбинацию четырех транзисторов с двумя входными линиями и двумя выходами:

Вы можете догадаться, почему это называется Н-мостом?

(Примечание: обычно у хорошо спроектированного H-моста есть нечто большее, включая обратные диоды, базовые резисторы и триггеры Шмидта.)

Если оба входа имеют одинаковое напряжение, выходы двигателя будут иметь одинаковое напряжение, и двигатель не сможет вращаться. Но если два входа противоположны, двигатель будет вращаться в одном или другом направлении.

H-мост имеет таблицу истинности, которая выглядит примерно так:

торможение

Осцилляторы

Генератор — это схема, которая генерирует периодический сигнал, который колеблется между высоким и низким напряжением.Генераторы используются во всевозможных схемах: от простого мигания светодиода до генерации тактового сигнала для управления микроконтроллером. Есть много способов создать схему генератора, включая кварцевые кристаллы, операционные усилители и, конечно же, транзисторы.

Вот пример колебательного контура, который мы называем нестабильным мультивибратором . Используя обратную связь , мы можем использовать пару транзисторов для создания двух дополняющих осциллирующих сигналов.

Помимо двух транзисторов, конденсаторы являются настоящим ключом к этой схеме.Колпачки поочередно заряжаются и разряжаются, в результате чего два транзистора попеременно включаются и выключаются.

Анализ работы этой схемы — отличное исследование работы конденсаторов и транзисторов. Для начала предположим, что C1 полностью заряжен (хранится напряжение около V CC ), C2 разряжен, Q1 включен, а Q2 выключен. Вот что происходит после этого:

  • Если Q1 включен, то левая пластина C1 (на схеме) подключена примерно к 0 В. Это позволит C1 разряжаться через коллектор Q1.
  • Пока C1 разряжается, C2 быстро заряжается через резистор меньшего номинала — R4.
  • Как только C1 полностью разрядится, его правая пластина будет подтянута примерно до 0,6 В, что включит Q2.
  • На этом этапе мы поменяли местами состояния: C1 разряжен, C2 заряжен, Q1 выключен, а Q2 включен. Теперь танцуем в другую сторону.
  • Включенный Q2 позволяет C2 разряжаться через коллектор Q2.
  • Когда Q1 выключен, C1 может относительно быстро заряжаться через R1.
  • Как только C2 полностью разрядится, Q1 снова включится, и мы вернемся в состояние, в котором мы начали.

Иногда бывает трудно осознать. Вы можете найти еще одну отличную демонстрацию этой схемы здесь.

Выбирая определенные значения для C1, C2, R2 и R3 (и сохраняя R1 и R4 относительно низкими), мы можем установить скорость нашей схемы мультивибратора:

Итак, при значениях для конденсаторов и резисторов, установленных на 10 мкФ и 47 кОм соответственно, частота нашего генератора будет около 1.5 Гц. Это означает, что каждый светодиод будет мигать примерно 1,5 раза в секунду.


Как вы, наверное, уже заметили, существует тонн схем, в которых используются транзисторы. Но мы почти не коснулись поверхности. Эти примеры в основном показывают, как транзистор можно использовать в режимах насыщения и отсечки в качестве переключателя, но как насчет усиления? Пришло время увидеть больше примеров!


Applications II: Усилители

Некоторые из самых мощных транзисторных приложений включают усиление: преобразование сигнала малой мощности в сигнал большей мощности.Усилители могут увеличивать напряжение сигнала, беря что-то из диапазона мкВ и преобразовывая его в более полезный уровень в мВ или В. Или они могут усиливать ток, что полезно для превращения мкА тока, производимого фотодиодом, в ток гораздо большей величины. Существуют даже усилители, которые принимают ток и производят более высокое напряжение или наоборот (называемые транссопротивлением и крутизной соответственно).

Транзисторы — ключевой компонент многих усилительных схем. Существует, казалось бы, бесконечное множество транзисторных усилителей, но, к счастью, многие из них основаны на некоторых из этих более примитивных схем.Помните об этих схемах, и, надеюсь, с небольшим сопоставлением с образцом вы сможете понять более сложные усилители.

Общие конфигурации

Три основных транзисторных усилителя: общий эмиттер, общий коллектор и общая база. В каждой из трех конфигураций один из трех узлов постоянно привязан к общему напряжению (обычно к земле), а два других узла являются либо входом, либо выходом усилителя.

Общий эмиттер

Общий эмиттер — одна из наиболее популярных схем транзисторов.В этой схеме эмиттер подключен к общему напряжению как для базы, так и для коллектора (обычно заземления). База становится входом сигнала, а коллектор становится выходом.

Схема с общим эмиттером популярна, потому что она хорошо подходит для усиления напряжения , особенно на низких частотах. Например, они отлично подходят для усиления аудиосигналов. Если у вас небольшой входной сигнал с размахом 1,5 В, вы можете усилить его до гораздо более высокого напряжения, используя немного более сложную схему, например:

Одна особенность обычного эмиттера заключается в том, что он инвертирует входной сигнал (сравните его с инвертором с последней страницы!).

Общий коллектор (эмиттерный повторитель)

Если мы подключим коллектор к общему напряжению, используем базу как вход, а эмиттер как выход, то получим общий коллектор. Эта конфигурация также известна как эмиттерный повторитель .

Общий коллектор не усиливает напряжение (фактически, выходное напряжение будет на 0,6 В ниже входного). По этой причине эту схему иногда называют повторителем напряжения .

Эта схема имеет большой потенциал в качестве усилителя тока .В дополнение к этому, высокий коэффициент усиления по току в сочетании с коэффициентом усиления по напряжению, близким к единице, делает эту схему отличным буфером напряжения . Буфер напряжения предотвращает нежелательные помехи цепи нагрузки управляющей цепи.

Например, если вы хотите подать 1 В на нагрузку, вы можете пойти простым путем и использовать делитель напряжения, или вы можете использовать эмиттерный повторитель.

По мере увеличения нагрузки (что, наоборот, означает уменьшение сопротивления) выход схемы делителя напряжения падает.Но выходное напряжение эмиттерного повторителя остается стабильным, независимо от нагрузки. Большие нагрузки не могут «загрузить» эмиттерный повторитель, как это могут быть цепи с большим выходным сопротивлением.

Общая база

Мы поговорим об общей базе, чтобы завершить этот раздел, но это наименее популярная из трех основных конфигураций. В усилителе с общей базой эмиттер является входом, а коллектор — выходом. База общая для обоих.

Общая база похожа на антиэмиттер-повторитель.Это приличный усилитель напряжения, и ток на входе примерно равен току на выходе (на самом деле ток на входе немного больше, чем на выходе).

Схема с общей базой лучше всего работает как буфер тока . Он может принимать входной ток с низким входным сопротивлением и подавать почти такой же ток на выход с более высоким сопротивлением.

Резюме

Эти три конфигурации усилителей лежат в основе многих более сложных транзисторных усилителей. У каждого из них есть приложения, где они сияют, будь то усиление тока, напряжения или буферизация.

Вход A Вход B Выход A Выход B Направление двигателя
0 0 1 1 Остановлено (торможение)

1 0 По часовой стрелке
1 0 0 1 Против часовой стрелки
1 1 0 0
Общий эмиттер Общий коллектор Общая база
Коэффициент усиления напряжения Средний Низкий Высокий
Усиление по току 5 Низкое Входное сопротивление 3 Низкое Среднее Высокое Низкое
Выходное сопротивление Среднее Низкое Высокое

Многокаскадные усилители

Мы могли бы продолжать говорить о большом разнообразии транзисторных усилителей.Вот несколько быстрых примеров, демонстрирующих, что происходит, когда вы комбинируете одноступенчатые усилители, указанные выше:

Дарлингтон

Усилитель Дарлингтона соединяет один общий коллектор с другим, создавая усилитель с высоким коэффициентом усиления по току .

Выходное напряжение примерно равно входному напряжению (минус примерно 1,2–1,4 В), но коэффициент усиления по току является произведением двух коэффициентов усиления транзистора . Это β 2 — более 10 000!

Пара Дарлингтона — отличный инструмент, если вам нужно управлять большой нагрузкой с очень малым входным током.

Дифференциальный усилитель

Дифференциальный усилитель вычитает два входных сигнала и усиливает эту разницу. Это важная часть цепей обратной связи, где вход сравнивается с выходом для получения будущего выхода.

Вот основа дифференциального усилителя:

Эта схема также называется длиннохвостой парой . Это пара схем с общим эмиттером, которые сравниваются друг с другом для получения дифференциального выхода.Два входа поданы на базы транзисторов; выход представляет собой дифференциальное напряжение на двух коллекторах.

Двухтактный усилитель

Двухтактный усилитель — полезный «заключительный каскад» во многих многокаскадных усилителях. Это энергоэффективный усилитель мощности, часто используемый для управления громкоговорителями.

Основной двухтактный усилитель использует транзисторы NPN и PNP, оба сконфигурированы как общие коллекторы:

Двухтактный усилитель на самом деле не усиливает напряжение (выходное напряжение будет немного меньше входного), но усиливает ток.Это особенно полезно в биполярных схемах (с положительным и отрицательным питанием), потому что оно может как «проталкивать» ток в нагрузку от положительного источника питания, так и «вытягивать» ток и погружать его в отрицательный источник питания.

Если у вас есть биполярный источник питания (или даже если у вас его нет), двухтактный — отличный конечный каскад для усилителя, действующий как буфер для нагрузки.

Собираем их вместе (операционный усилитель)

Давайте рассмотрим классический пример многокаскадной транзисторной схемы: операционный усилитель.Умение распознавать общие транзисторные схемы и понимание их назначения может очень помочь! Вот схема внутри LM3558, действительно простого операционного усилителя:

Внутреннее устройство операционного усилителя LM358. Узнали какие-то усилители?

Здесь определенно больше сложности, чем вы можете быть готовы усвоить, однако вы можете увидеть некоторые знакомые топологии:

  • Q1, Q2, Q3 и Q4 образуют входной каскад. Очень похоже на общий коллектор (Q1 и Q4) на дифференциальный усилитель , верно? Он просто выглядит перевернутым, потому что использует PNP.Эти транзисторы образуют входной дифференциальный каскад усилителя.
  • Q11 и Q12 являются частью второго этапа. Q11 — это общий коллектор, а Q12 — это общий эмиттер . Эта пара транзисторов буферизует сигнал с коллектора Q3 и обеспечивает высокий коэффициент усиления, когда сигнал поступает на конечный каскад.
  • Q6 и Q13 являются частью финальной стадии, и они тоже должны выглядеть знакомо (особенно если не обращать внимания на R SC ) — это push-pull ! Этот этап буферизует выходной сигнал, позволяя ему управлять большими нагрузками.
  • Есть множество других распространенных конфигураций, о которых мы не говорили. Q8 и Q9 сконфигурированы как токовое зеркало , которое просто копирует величину тока, проходящего через один транзистор, в другой.

После этого ускоренного курса по транзисторам мы не ожидаем, что вы поймете, что происходит в этой схеме, но если вы можете начать определять общие схемы транзисторов, вы на правильном пути!


Покупка транзисторов

Теперь, когда вы контролируете источник управления, мы рекомендуем SparkFun Inventor’s Kit, чтобы воплотить в жизнь полученные вами новые знания.Мы также предоставили ссылки на комплект полупроводников и одиночные транзисторы для использования в ваших собственных проектах.

Наши рекомендации:

N-канальный полевой МОП-транзистор 60 В, 30 А

В наличии

COM-10213

Если вы когда-нибудь задумывались, как управлять фарами автомобиля с микроконтроллера, MOSFET — это то, что вам нужно.Это ве…

4

Пакет дополнений SparkFun Inventor’s Kit — v4.0

В наличии

КОМПЛЕКТ-14310

С помощью Add-On Pack вы сможете включить некоторые из старых частей, которые раньше были включены в SIK, которые были обновлены…


ресурсов и дальнейшее развитие

Если вы хотите глубже изучить транзисторы, мы рекомендуем несколько ресурсов:

  • Начало работы в электронике Форрест Мимс — Мимс — мастер объяснения электроники в простой для понимания и применимости манере.Обязательно посмотрите эту книгу, если вы хотите более подробно познакомиться с транзисторами.
  • LTSpice и Falstad Circuit — это бесплатные программные инструменты, которые можно использовать для моделирования цепей. Цифровые эксперименты со схемами — отличный способ научиться. Вы получаете все эксперименты, без боли макетирования или страха взорвать все. Попробуйте собрать воедино то, о чем мы говорили!
  • 2N3904 Техническое описание — Еще один способ узнать о транзисторах — это изучить их техническое описание.2N3904 — это действительно распространенный транзистор, который мы используем все время (а 2N3906 — его брат по PNP). Ознакомьтесь с таблицей данных, посмотрите, узнаете ли вы какие-нибудь знакомые характеристики.

Вдобавок к этому наш собственный технический директор Пит снял серию видеороликов «По словам Пита» с упором на транзисторы и транзисторные усилители. Обязательно посмотрите его видео о диодах и транзисторах:

.

Затем вы можете перейти к: Конфигурации смещения транзисторов, часть 1 и часть 2, и, наконец, текущие зеркала.Отличный материал!

Идем дальше

Или, если вам не терпится узнать больше об электронике в целом, ознакомьтесь с некоторыми из этих руководств по SparkFun:

    Интегральные схемы

  • — Что вы получите, если объедините тысячи транзисторов и поместите их в черный ящик? IC!
  • Регистры сдвига — регистры сдвига являются одной из наиболее распространенных интегральных схем. Узнайте, как можно использовать транзистор для мигания десятков светодиодов всего несколькими входами.
  • Mini FET Shield Hookup Guide — Это действительно простой щит Arduino, который использует 8 MOSFET для управления 8 сильноточными выходами.Это хороший пример использования транзистора в качестве переключателя из реальной жизни.
  • Проектирование печатных плат с EAGLE — Выведите свои новые навыки работы с транзисторами на новый уровень. Сделайте из них печатную плату! В этом руководстве объясняется, как использовать бесплатное программное обеспечение (Eagle) для разработки печатных плат.
  • Как паять. Если вы разрабатываете печатную плату, вам также нужно знать, как паять. Узнайте, как паять через отверстия в этом руководстве.

Или ознакомьтесь с некоторыми из этих сообщений в блогах, чтобы найти идеи:

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *