Calculateur LED en ligne. Calcul et sélection de résistance pour une LED

Pour un fonctionnement stable, une LED nécessite une source de tension constante et un courant stabilisé, qui ne dépassera pas les valeurs admissibles par les spécificités d'une LED particulière. Si vous devez connecter des LED indicatrices dont le courant de fonctionnement ne dépasse pas 50-100 mA, vous pouvez limiter le courant à l'aide de résistances. Si nous parlons d'alimenter des LED puissantes avec des courants de fonctionnement allant de centaines de milliampères à quelques ampères, vous ne pouvez pas vous passer de périphériques spéciaux - des pilotes (en savoir plus sur ces périphériques dans l'article "Pilotes pour LED", des modèles de pilotes prêts à l'emploi peuvent être vu.). Ensuite, nous examinerons les options lorsque le courant requis est faible et que les résistances peuvent toujours être utilisées.

Les résistances sont des éléments passifs : elles limitent simplement le courant, mais ne le stabilisent en aucun cas. Le courant changera avec la tension selon la loi d'Ohm. Le courant est limité par une résistance par la conversion banale de « l'excès » d'électricité en chaleur selon la formule

P = I 2 R, où P est la chaleur générée en watts, I est le courant dans le circuit en ampères, R est la résistance en ohms.

L'appareil chauffe naturellement. La capacité d'une résistance à dissiper la chaleur n'est pas illimitée et, si le courant autorisé est dépassé, elle grillera. La puissance dissipée admissible est déterminée par le corps de la résistance. Ceci doit être pris en compte lors de la planification du raccordement des LED et sélectionner des éléments avec au moins une double marge de sécurité.

Si vous devez connecter une LED, la résistance de la résistance peut être calculée, conformément à la loi d'Ohm, à l'aide d'une formule simple :

R = (U - U L) / I, où R est la résistance requise en ohms, U est la tension d'alimentation, U L est la chute de tension aux bornes de la LED en volts, I est le courant LED requis en ampères.

Très souvent, vous devez connecter non pas une, mais plusieurs LED. Dans ce cas, ils peuvent être connectés en série ou en parallèle.

La chute de tension aux bornes des LED connectées en série s'additionne et le même courant circule à travers chacune d'elles. La tension d'alimentation doit être supérieure à la chute de tension totale.

La résistance de la résistance est calculée selon le même principe que dans le cas d'une LED, seule la chute de tension est prise en compte non pas sur une luciole, mais au total pour l'ensemble du circuit.

La connexion série est pratique car elle nécessite un minimum de pièces supplémentaires. De plus, un courant important n'est pas requis de la source d'alimentation. Mais avec un grand nombre de LED, une tension importante peut être nécessaire. De plus, si l'une des chaînes séquentielles grille, la chaîne se brisera et toutes les LED cesseront de briller. Aussi, avec cette option de connexion, il est important d'utiliser exactement les mêmes LED, sinon leurs différents paramètres serviront de source de déséquilibre. En conséquence, ils peuvent soit briller de manière inégale, soit tomber en panne beaucoup plus rapidement.

La connexion parallèle équivaut à la connexion simultanée de LED individuelles, qui n'ont pas « besoin de connaître » la présence d'autres LED. Dans ce cas, la tension de l'alimentation doit dépasser la chute de tension aux bornes d'une LED. L'intensité du courant de chaque LED peut être ajustée individuellement en sélectionnant la résistance de la résistance qui y est connectée. Il est important que l'alimentation « sache » combien de LED y sont connectées, puisque le courant total qu'elle devra fournir est égal à la somme des courants circulant dans toutes les LED. Si l'une des LED tombe en panne, rien n'arrivera à la lueur des autres, puisqu'elles fonctionnent individuellement. Veuillez noter que cela ne s'applique pas aux LED parallèles alimentées par un driver limiteur de courant ! Le driver stabilise le courant ; la défaillance d'une des branches entraînera une diminution générale du courant. Le conducteur compense immédiatement cette diminution, ce qui entraînera une augmentation du courant sur les branches restantes. Et ils n’y survivront peut-être pas. Pour une raison similaire, vous devez éviter de connecter plusieurs LED parallèles via une seule résistance de limitation de courant.

La résistance de chaque résistance lors de la connexion de LED en parallèle est calculée, je le répète, de la même manière que lors de la connexion d'une LED.

La connexion parallèle des LED ne nécessite pas une tension d'alimentation élevée, mais lors de son utilisation, il est nécessaire de fournir un courant suffisant. Plus de pièces sont nécessaires, mais des LED avec des paramètres différents peuvent être connectées simultanément. De plus, un plus grand nombre de résistances limitant le courant, qui généreront de la chaleur, entraîneront une efficacité globale du circuit inférieure à celle d'une connexion en série.

Une LED est un dispositif semi-conducteur avec une caractéristique courant-tension non linéaire (caractéristique voltampère). Son fonctionnement stable dépend avant tout de l'ampleur du courant qui le traverse. Toute surcharge, même mineure, entraîne une dégradation de la puce LED et une diminution de sa durée de vie.

Pour limiter le courant circulant dans la LED au niveau souhaité, le circuit électrique doit être complété par un stabilisateur. L'élément limiteur de courant le plus simple est une résistance.

Important! La résistance limite mais ne stabilise pas le courant.

Le calcul d'une résistance pour une LED n'est pas une tâche difficile et se fait à l'aide d'une formule scolaire simple. Mais il est recommandé d’examiner de plus près les processus physiques qui se produisent dans la jonction p-n d’une LED.

Théorie

Calcul mathématique

Vous trouverez ci-dessous un schéma de circuit dans sa forme la plus simple. Dans celui-ci, la LED et la résistance forment un circuit en série à travers lequel circule le même courant (I). Le circuit est alimenté par une source de tension EMF (U). En mode de fonctionnement, une chute de tension se produit aux bornes des éléments du circuit : aux bornes de la résistance (U R) et aux bornes de la LED (U LED). En utilisant la deuxième règle de Kirchhoff, on obtient l'égalité suivante : ou son interprétation

Dans les formules ci-dessus, R est la résistance de la résistance calculée (Ohm), R LED est la résistance différentielle de la LED (Ohm), U est la tension (V).

La valeur de la LED R change à mesure que les conditions de fonctionnement du dispositif semi-conducteur changent. Dans ce cas, les grandeurs variables sont le courant et la tension dont le rapport détermine la valeur de la résistance. Une explication claire de cela est la caractéristique courant-tension de la LED. Dans la section initiale de la caractéristique (jusqu'à environ 2 volts), une augmentation progressive du courant se produit, ce qui confère à la LED R une grande importance. Ensuite, la jonction pn s'ouvre, ce qui s'accompagne d'une forte augmentation du courant avec une légère augmentation de la tension appliquée.

En transformant simplement les deux premières formules, vous pouvez déterminer la résistance de la résistance de limitation de courant : U LED est la valeur indiquée sur la plaque signalétique pour chaque type de LED.

Calcul graphique

Ayant en main la caractéristique courant-tension de la LED étudiée, vous pouvez calculer la résistance graphiquement. Bien entendu, cette méthode n’a pas d’application pratique étendue. Après tout, connaissant le courant de charge, vous pouvez facilement calculer la valeur de la tension directe à partir du graphique. Pour ce faire, il suffit de tracer une ligne droite depuis l'axe des ordonnées (I) jusqu'à ce qu'elle croise la courbe, puis d'abaisser la ligne jusqu'à l'axe des abscisses (U LED). En conséquence, toutes les données permettant de calculer la résistance ont été obtenues.

Cependant, l’option graphique est unique et mérite une certaine attention.

Calculons une résistance pour une LED avec un courant nominal de 20 mA, qui doit être connectée à une source d'alimentation de 5 V. Pour ce faire, tracez une ligne droite à partir du point 20 mA jusqu'à ce qu'elle croise la courbe de la LED. Ensuite, passant par le point 5 V et le point sur le graphique, tracez une ligne jusqu'à ce qu'elle croise l'axe des ordonnées et obtenez la valeur maximale du courant (I max), approximativement égale à 50 mA. En utilisant la loi d'Ohm, nous calculons la résistance : Pour que le circuit soit sûr et fiable, il est nécessaire d'éviter une surchauffe de la résistance. Pour cela, trouvez son pouvoir de dissipation à l'aide de la formule :

Dans quels cas est-il possible de connecter une LED via une résistance ?

Vous pouvez connecter une LED via une résistance si la question de l'efficacité du circuit n'est pas primordiale. Par exemple, utiliser une LED comme indicateur pour éclairer un interrupteur ou un indicateur de tension secteur dans des appareils électriques. Dans de tels appareils, la luminosité n'a pas d'importance et la consommation électrique ne dépasse pas 0,1 W. Lorsque vous connectez une LED avec une consommation supérieure à 1 W, vous devez vous assurer que l'alimentation produit une tension stabilisée.

Si la tension d'entrée du circuit n'est pas stabilisée, alors tous les bruits et surtensions seront transmis à la charge, perturbant le fonctionnement de la LED. Un exemple frappant est le réseau électrique automobile, dans lequel la tension sur la batterie n'est théoriquement que de 12 V. Dans le cas le plus simple, l'éclairage LED de la voiture doit se faire via un stabilisateur linéaire de la série LM78XX. Et afin d'augmenter d'une manière ou d'une autre l'efficacité du circuit, vous devez allumer 3 LED en série. En outre, un circuit d'alimentation via une résistance est demandé en laboratoire pour tester de nouveaux modèles de LED. Dans d'autres cas, il est recommandé d'utiliser un stabilisateur de courant (driver). Surtout lorsque le coût de la diode électroluminescente est comparable au coût du pilote. Vous recevez un appareil prêt à l'emploi avec des paramètres connus, qu'il suffit de connecter correctement.

Exemples de calculs de résistance et de puissance d'une résistance

Pour aider les débutants à s'orienter, voici quelques exemples pratiques de calcul de résistance pour les LED.

Cri XM-L T6

Dans le premier cas, nous calculerons la résistance nécessaire pour connecter une LED puissante à une source de tension de 5 V. Cree XM–L avec bin T6 a les paramètres suivants : U LED typique = 2,9 V et U LED maximum = 3,5 V à courant I LED =0,7 A. La valeur typique de U LED doit être remplacée dans les calculs, depuis. cela correspond le plus souvent à la réalité. La valeur calculée de la résistance est présente dans la série E24 et a une tolérance de 5 %. Cependant, en pratique, il est souvent nécessaire d’arrondir les résultats à la valeur la plus proche de la série standard. Il s'avère que, compte tenu des arrondis et d'une tolérance de 5 %, la résistance réelle change et, par la suite, le courant change en proportion inverse. Par conséquent, afin de ne pas dépasser le courant de charge de fonctionnement, il est nécessaire d'arrondir la résistance calculée à la hausse.

En utilisant les résistances les plus courantes de la série E24, il n'est pas toujours possible de sélectionner la valeur souhaitée. Il existe deux manières de résoudre ce problème. La première implique l'inclusion séquentielle d'une résistance supplémentaire de limitation de courant, qui devrait compenser les Ohms manquants. Sa sélection doit être accompagnée de mesures de courant de contrôle.

La deuxième méthode offre une plus grande précision, car elle implique l'installation d'une résistance de précision. Il s'agit d'un élément dont la résistance ne dépend pas de la température ni d'autres facteurs externes et présente un écart ne dépassant pas 1 % (série E96). Dans tous les cas, il est préférable de laisser le courant réel légèrement inférieur à la valeur nominale. Cela n'affectera pas beaucoup la luminosité, mais fournira au cristal un mode de fonctionnement doux.

La puissance dissipée par la résistance sera :

La puissance de résistance calculée pour la LED doit être augmentée de 20 à 30 %.

Calculons l'efficacité de la lampe assemblée :

Exemple avec LED SMD 5050

Par analogie avec le premier exemple, nous déterminerons à quoi sert la résistance. Ici, vous devez prendre en compte les caractéristiques de conception de la LED, composée de trois cristaux indépendants.

Si la LED SMD 5050 est monochrome, la tension directe à l'état ouvert sur chaque cristal ne différera pas de plus de 0,1 V. Cela signifie que la LED peut être alimentée à partir d'une seule résistance, combinant 3 anodes en un seul groupe, et trois cathodes dans une autre. Sélectionnons une résistance pour connecter un SMD 5050 blanc avec les paramètres suivants : U LED typique = 3,3 V à un courant d'une puce I LED = 0,02 A. La valeur standard la plus proche est de 30 Ohms.

Nous acceptons pour l'installation une résistance de limitation d'une puissance de 0,25 W et d'une résistance de 30 Ohms ±5%.

La LED SMD 5050 RVB a une tension directe différente pour chaque puce. Vous devrez donc contrôler les couleurs rouge, vert et bleu avec trois résistances de valeurs différentes.

Calculateur en ligne

Le calculateur en ligne pour LED présenté ci-dessous est un complément pratique qui effectuera tous les calculs de manière indépendante. Avec son aide, vous n’avez pas besoin de dessiner ou de calculer quoi que ce soit manuellement. Il suffit de saisir les deux paramètres principaux de la LED, d'indiquer leur numéro et la tension de la source d'alimentation. D'un simple clic de souris, le programme calculera indépendamment la résistance de la résistance, sélectionnera sa valeur dans la plage standard et indiquera le marquage de couleur. De plus, le programme proposera un circuit de commutation prêt à l'emploi.

Toute LED a une faible résistance. Si vous le connectez directement à l'alimentation électrique, il grillera immédiatement car le courant est trop élevé. Les fils qui le relient aux bornes externes sont en cuivre ou en or et ne résistent pas à une surtension. C'est pourquoi il est important de calculer correctement la résistance de la LED.

La durée de fonctionnement de cette LED dépend de l'exactitude du calcul. Si la résistance a une résistance insuffisante, la LED peut griller, mais si, au contraire, le courant est inférieur au courant nominal, l'ampoule aura une lumière faible. Pour effectuer des calculs, il existe des formules spéciales et ce n'est pas difficile à faire. De plus, il existe des programmes spéciaux qui effectueront automatiquement tous les calculs nécessaires sur la base des données saisies.

Cet article abordera tous les aspects et subtilités de la réalisation de tels calculs. Aussi, en bonus, l’article contient une vidéo sur ce sujet et un article scientifique téléchargeable.

Résultat du calcul

En règle générale, il s'avérera que des résistances avec cette valeur ne seront pas produites et la valeur standard la plus proche vous sera affichée. Si vous ne parvenez pas à sélectionner avec précision la résistance, utilisez une valeur plus élevée. Une valeur appropriée peut être obtenue en connectant la résistance en parallèle ou en série. Vous n'avez pas besoin de calculer la résistance d'une LED si vous utilisez une puissante résistance variable ou d'ajustement. Le type le plus courant est le 3296 à 0,5 W. Lors de l'utilisation d'une alimentation 12 V, jusqu'à 3 LED peuvent être connectées en série.

Les résistances sont disponibles dans différentes classes de précision : 10 %, 5 %, 1 %. C'est-à-dire que leur résistance peut varier dans ces limites dans un sens positif ou négatif. N'oubliez pas de prendre en compte la puissance de la résistance de limitation de courant, c'est sa capacité à dissiper une certaine quantité de chaleur. S'il est petit, il surchauffera et tombera en panne, coupant ainsi le circuit électrique. Pour déterminer la polarité, vous pouvez appliquer une petite tension ou utiliser la fonction de test de diode sur un multimètre. Différent du mode de mesure de résistance, généralement fourni de 2V à 3V.

De plus, lors du calcul des LED, vous devez prendre en compte la répartition des paramètres : pour les LED bon marché, ils seront maximum, pour les LED chères, ils seront plus identiques. Pour vérifier ce paramètre, vous devez les activer dans des conditions égales, c'est-à-dire séquentiellement.

En réduisant le courant ou la tension, réduisez la luminosité à des points légèrement brillants. Visuellement, vous pourrez estimer que certains brilleront plus fort, d’autres plus faiblement. Plus ils brûlent uniformément, moins ils se propagent. Le calculateur de résistance LED suppose que les caractéristiques des puces LED sont idéales, c'est-à-dire que la différence est nulle.

La chute de tension pour les modèles courants à faible consommation jusqu'à 10 W peut aller de 2 V à 12 V. À mesure que la puissance augmente, le nombre de cristaux dans une diode COB augmente ; chacun présente une baisse. Les cristaux sont connectés en chaînes en série, puis ils sont combinés en circuits parallèles. Pour des puissances de 10 W à 100 W, la réduction augmente de 12 V à 36 V. Ce paramètre doit être indiqué dans les caractéristiques techniques de la puce LED et dépend de la destination de la couleur :

• bleu;
• rouge;
• vert;
• jaune;
• RVB tricolore ;
• RVBB en quatre couleurs ;
• bicolore;
• blanc chaud et froid.

Avant de choisir une résistance pour une LED à l'aide d'un calculateur en ligne, vous devez vous assurer des paramètres des diodes. Les Chinois vendent beaucoup de LED sur Aliexpress, les faisant passer pour des LED de marque. Les modèles les plus populaires sont SMD3014, SMD 3528, SMD2835, SMD 5050, SMD5630, SMD5730. Par exemple, les Chinois trichent le plus souvent sur les SMD5630 et SMD5730. Les chiffres dans les marquages ​​indiquent uniquement la taille du boîtier de 5,6 mm sur 3,0 mm.

Dans les modèles de marque, un boîtier aussi grand est utilisé pour installer de puissants cristaux de 0,5 W, de sorte que les acheteurs de diodes SMD5630 l'associent directement à une puissance de 0,5 W. Les Chinois rusés en profitent et installent un cristal bon marché et faible dans le boîtier 5630 avec une puissance moyenne de 0,1 W, tout en indiquant une consommation d'énergie de 0,5 W.

Un bon exemple serait les lampes de voiture et les lampes LED en forme de maïs, qui contiennent un grand nombre de puces LED faibles et de mauvaise qualité. L'acheteur moyen estime que plus il y a de LED, meilleure est la lumière et plus la puissance est élevée. Lampes de voiture sur la glace la plus faible 0,1W Pour économiser de l'argent, mes collègues LED recherchent des LED décentes sur Aliexpress. Ils recherchent un bon vendeur qui promet certains paramètres, commandent et attendent un mois pour la livraison. Après tests, il s’avère que le vendeur chinois a triché et vendu des cochonneries. Vous aurez de la chance si la septième fois vous obtenez des diodes décentes et non indésirables. Habituellement, ils passent 5 commandes, et sans obtenir de résultats, ils vont passer une commande dans un magasin national qui peut procéder à un échange.

Calcul d'une résistance LED à l'aide de la loi d'Ohm

La loi d'Ohm stipule que la résistance d'une résistance est R = V / I, où V = tension traversant la résistance (V = S – V L dans ce cas), I = courant traversant la résistance. Donc R = (V S – V L) / I. Si vous souhaitez connecter plusieurs LED à la fois, cela peut se faire en série. Cela réduit la consommation d'énergie et vous permet de connecter un grand nombre de diodes en même temps, par exemple comme une sorte de guirlande. Toutes les LED connectées en série doivent être du même type. L'alimentation électrique doit avoir une puissance suffisante et fournir la tension appropriée.

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Exemple de calcul : Diodes rouges, jaunes et vertes - lorsqu'elles sont connectées en série, une tension d'alimentation d'au moins 8 V est requise, donc une batterie de 9 volts sera une source presque idéale. V L = 2V + 2V + 2V = 6V (trois diodes, leurs tensions sont additionnées). Si la tension d'alimentation V S est de 9 V et le courant de diode = 0,015 A, résistance R = (V S – V L) / I = (9 – 6) /0,015 = 200 Ohms. Nous prenons une résistance de 220 Ohm (la valeur standard la plus proche, qui est la plus grande).

Évitez de connecter des LED en parallèle !

La LED comme élément non linéaire

Considérons une famille de caractéristiques courant-tension (caractéristiques CV) pour des LED de différentes couleurs. Cette caractéristique montre la dépendance du courant traversant la diode électroluminescente à la tension qui lui est appliquée. Comme le montre la figure, les caractéristiques ne sont pas linéaires.

Cela signifie que même avec un petit changement de tension de quelques dixièmes de volt, le courant peut changer plusieurs fois. Cependant, lorsqu'ils travaillent avec des LED, ils utilisent généralement la section la plus linéaire (la soi-disant zone de travail) de la caractéristique courant-tension, où le courant ne change pas si brusquement. Le plus souvent, les fabricants indiquent dans les caractéristiques des LED la position du point de fonctionnement, c'est-à-dire les valeurs de tension et de courant auxquelles la luminosité déclarée est atteinte.

Les caractéristiques présentées ci-dessus ont été obtenues pour des diodes électroluminescentes connectées dans le sens direct. C'est-à-dire que le pôle négatif de l'alimentation est connecté à la cathode et le pôle positif est connecté à l'anode.

Calcul d'une résistance pour une LED

Le calcul de la résistance d'une LED est un point très important avant de connecter la LED à la source d'alimentation. Après tout, le fonctionnement de la LED en dépend. Si la résistance est trop faible, la LED peut tomber en panne (griller) et si la résistance est trop élevée, la LED émettra une lumière faible. La résistance de la LED est calculée à l'aide de la formule suivante :

• R = (VS – VL) / I
• V S – tension de la source d’alimentation (V).
• V L – Tension d'alimentation des LED (généralement 2 volts et 4 volts pour les LED bleues et blanches).
• I – Courant LED (par exemple 10 mA = 0,01 A ou 20 mA = 0,02 A)

Assurez-vous que le courant électrique que vous sélectionnez est inférieur au maximum pour lequel la LED est nominale. Convertissez cette valeur de milliampères en ampères. Ainsi, le résultat du calcul sera la valeur de la résistance en ohms (Ohm). Si la valeur calculée de la résistance ne correspond pas à la valeur de la résistance standard, vous devez sélectionner la valeur immédiatement supérieure.

Cependant, vous souhaiterez peut-être dans un premier temps choisir une résistance légèrement plus élevée, pour économiser de l'électricité par exemple. Mais il ne faut pas oublier que le rayonnement LED dans ce cas sera moins brillant. Si la tension d'alimentation = 9 Volts et que vous avez une LED rouge (VL = 2V), le courant requis est I = 20 mA = 0,02A, R = (9V – 2V) / 0,02A = 350 Ohms. Vous devez sélectionner une résistance avec une résistance de 390 Ohms (valeur la plus proche la plus élevée).

LED clignotantes

Les LED clignotantes ressemblent à des LED ordinaires, elles peuvent clignoter d'elles-mêmes car elles contiennent un circuit intégré intégré. La LED clignote à basse fréquence, généralement 2 à 3 flashs par seconde. De tels bibelots sont destinés aux alarmes de voiture, à divers indicateurs ou aux jouets pour enfants. Les indicateurs alphanumériques à LED sont désormais très rarement utilisés ; ils sont plus complexes et plus coûteux que ceux à cristaux liquides. Auparavant, c'était pratiquement le seul et le plus avancé moyen d'affichage ; ils étaient même installés sur les téléphones portables.

Cet article parlera de calcul de la résistance de limitation de courant pour LED.

Calcul d'une résistance pour une LED

Pour alimenter une LED, nous avons besoin d'une source d'alimentation, par exemple deux piles AA de 1,5 V chacune. Prenons une LED rouge, où la chute de tension directe à un courant de fonctionnement de 0,02 A (20 mA) est égale à -2 V. Pour les LED conventionnelles, le courant maximum autorisé est de 0,02 A. Le schéma de connexion des LED est illustré à la Fig. 1.

Pourquoi j'utilise le terme "Chute de tension directe", pas la tension d'alimentation. Mais le fait est que les LED n'ont pas de paramètre de tension d'alimentation en tant que tel. Au lieu de cela, la caractéristique de chute de tension de la LED est utilisée, ce qui signifie la quantité de tension émise par la LED lorsque le courant nominal la traverse. La valeur de tension indiquée sur l'emballage reflète la chute de tension. Connaissant cette valeur, vous pouvez déterminer la tension restante sur la LED. C'est la valeur que nous devons utiliser dans nos calculs.

La chute de tension directe pour diverses LED en fonction de la longueur d'onde est présentée dans le tableau 1.

Tableau 1 - Caractéristiques des LED

La valeur exacte de la chute de tension de la LED se trouve sur l'emballage de cette LED ou dans la littérature de référence.

R = (Un.p – Ud)/Id = (3V-2V)/0,02A = 50 Ohm.

• Un.p – tension d'alimentation, V ;
• Ud - chute de tension directe aux bornes de la LED, V ;

Puisqu'il n'existe pas de résistance de ce type dans la série standard, nous sélectionnons la résistance la plus proche de la série nominale E24 vers le haut - 51 Ohms.

Pour garantir le fonctionnement à long terme de la LED et éliminer les erreurs de calcul, je recommande d'utiliser non pas le courant maximum autorisé - 20 mA, mais un peu moins - 15 mA.

Cette réduction de courant n’affectera en rien la luminosité de la LED pour l’œil humain. Pour que nous remarquions un changement de luminosité de la LED, par exemple de 2 fois, nous devons réduire le courant de 5 fois (selon la loi de Weber-Fechner).

En conséquence, nous obtenons la résistance calculée de la résistance de limitation de courant : R = 50 Ohms et puissance dissipée P = 0,02 W (20 mW).

Calcul d'une résistance pour la connexion en série de LED

Dans le cas du calcul d'une résistance pour une connexion en série, toutes les LED doivent être du même type. Le schéma de connexion des LED pour une connexion série est illustré à la Fig. 2.

Par exemple, nous souhaitons connecter à une alimentation 9 V, trois LED vertes, chacune de 2,4 V, courant de fonctionnement - 20 mA.

La résistance de la résistance est déterminée par la formule :

R = (Un.p – Ud1 + Ud2 + Ud3)/Id = (9V - 2,4V +2,4V +2,4V)/0,02A = 90 Ohm.

• Un.p – tension d'alimentation, V ;
• Uд1…Uд3 — chute de tension directe aux bornes des LED, V ;
• Id – courant de fonctionnement de la LED, A.

Nous sélectionnons la résistance la plus proche de la série nominale E24 vers le haut - 91 Ohms.

Calcul des résistances pour la connexion parallèle-série de LED

Souvent, en pratique, nous devons connecter un grand nombre de LED, plusieurs dizaines, à une source d'alimentation. Si toutes les LED sont connectées en série via une seule résistance, dans ce cas, la tension à la source d'alimentation ne nous suffira pas. La solution à ce problème est une connexion parallèle-série de LED, comme le montre la figure 3.

En fonction de la tension d'alimentation, le nombre maximum de LED pouvant être connectées en série est déterminé.

Fig. 3 – Schéma de connexion des LED pour connexion parallèle - série

Par exemple, nous avons une alimentation 12 V, en fonction de la tension de l'alimentation, le nombre maximum de LED pour un circuit sera égal à : 10 V/2 V = 5 pièces, en tenant compte de la chute de tension aux bornes de la LED. (rouge) est de 2 V.

La raison pour laquelle nous avons pris 10 V et non 12 V est due au fait qu'il y aura également une chute de tension aux bornes de la résistance et qu'il faudra la laisser aux alentours de 2 V.

La résistance d'un circuit, basée sur le courant de fonctionnement des LED, est déterminée par la formule :

R = (Un.p – Ud1 + Ud2 + Ud3+ Ud4+ Ud5)/Id = (12V - 2V + 2V + 2V + 2V + 2V)/0,02A = 100 Ohm.

Nous sélectionnons la résistance la plus proche dans la plage nominale E24 vers le haut - 110 Ohms.

Le nombre de telles chaînes de cinq LED connectées en parallèle est pratiquement illimité !

Calcul d'une résistance lors de la connexion de LED en parallèle

Cette connexion n'est pas souhaitable et je déconseille de l'utiliser en pratique. Cela est dû au fait que chaque LED présente une chute de tension technologique, et même si toutes les LED proviennent du même boîtier, cela ne garantit pas que leur chute de tension sera la même en raison de la technologie de production.

En conséquence, une LED aura plus de courant que les autres et si elle dépasse le courant maximum autorisé, elle tombera en panne. La LED suivante grillera plus rapidement, car le courant restant la traversera déjà, réparti entre les autres LED, et ainsi de suite jusqu'à ce que toutes les LED tombent en panne.

Ce problème peut être résolu en connectant sa propre résistance à chaque LED, comme le montre la figure 5.

Les LED ont aujourd'hui trouvé des applications dans presque tous les domaines de l'activité humaine. Mais malgré cela, pour la plupart des consommateurs ordinaires, on ne sait absolument pas pourquoi et quelles lois s'appliquent lors du fonctionnement des LED. Si une telle personne souhaite organiser l'éclairage à l'aide de tels appareils, de nombreuses questions et recherches de solutions aux problèmes ne peuvent être évitées. Et la question principale sera : « De quel genre de choses sont ces résistances et pourquoi les LED en ont-elles besoin ?

Qu'est-ce qu'une résistance et à quoi sert-elle ?

Une résistance est une des composantes du réseau électrique, caractérisé par sa passivité et, au mieux, caractérisé par sa résistance au courant électrique. Autrement dit, la loi d’Ohm doit être valable à tout moment pour un tel appareil.

L'objectif principal des appareils est la capacité de résister vigoureusement au courant électrique. Grâce à cette qualité, les résistances sont largement utilisées si nécessaire, des dispositifs d'éclairage artificiel, y compris l'utilisation de LED.

Pourquoi est-il nécessaire d’utiliser des résistances dans le cas des appareils d’éclairage LED ?

La plupart des consommateurs savent qu’une ampoule à incandescence ordinaire produit de la lumière lorsqu’elle est directement connectée à n’importe quelle source d’alimentation. L'ampoule peut fonctionner longtemps et ne grille que lorsque le filament chauffe excessivement en raison d'une tension trop élevée. Dans ce cas, l'ampoule remplit en quelque sorte la fonction d'une résistance, car le passage du courant électrique à travers elle est difficile, mais plus la tension appliquée est élevée, plus il est facile pour le courant de surmonter la résistance du ampoule. Bien entendu, il est impossible de mettre au même niveau un élément semi-conducteur aussi complexe qu'une LED et une ampoule à incandescence ordinaire.

Il est important de savoir que la LED est c'est un appareil électrique, pour le fonctionnement duquel ce n'est pas l'intensité du courant elle-même qui est préférable, mais la tension disponible dans le réseau. Par exemple, si une tension de 1,8 V est sélectionnée pour un tel appareil et que 2 V lui parviennent, il est fort probable qu'il grillera - si la tension n'est pas réduite à temps jusqu'au niveau requis par l'appareil. C'est précisément à cet effet qu'il faut une résistance, à travers laquelle la source d'alimentation utilisée est stabilisée afin que la tension fournie par celle-ci n'endommage pas l'appareil.

À cet égard, il est extrêmement important :

• décider quel type de résistance est requis ;
• déterminer la nécessité d'utiliser une résistance individuelle pour un appareil spécifique, ce qui nécessite un calcul ;
• prendre en compte le type de connexion des sources lumineuses ;
• nombre prévu de LED dans le système d'éclairage.

Vidéo : Pourquoi des résistances sont nécessaires

Schémas de connexion

Avec une disposition séquentielle des LED, lorsqu'elles sont situées les unes après les autres, une résistance suffit généralement, si vous pouvez calculer correctement sa résistance. Ceci s'explique par il y a le même courant dans un circuit électrique, dans chaque endroit où sont installés des appareils électriques.

Mais dans le cas d'une connexion en parallèle, chaque LED nécessite sa propre résistance. Si nous négligeons cette exigence, alors toute la tension devra être tirée par une seule, la LED dite « de limitation », c'est-à-dire celle qui a besoin de la tension la plus basse. Il échouera trop vite, dans ce cas, une tension sera appliquée à l'appareil suivant du circuit, qui grillera soudainement de la même manière. Cette tournure des événements est inacceptable, c'est pourquoi, dans le cas d'une connexion en parallèle d'un nombre quelconque de LED, il est nécessaire d'utiliser le même nombre de résistances, dont les caractéristiques sont sélectionnées par calcul.

Vidéo : connexion parallèle de LED

Calcul des résistances pour LED

Avec une compréhension correcte de la physique du processus, le calcul de la résistance et de la puissance de ces appareils ne peut pas être qualifié de tâche impossible à laquelle une personne ordinaire ne peut pas faire face. Pour calculer la résistance requise, les points suivants doivent être pris en compte :

Vidéo : Sélection d'une résistance pour une LED

Calcul des résistances à l'aide d'une calculatrice spéciale

Habituellement, le calcul de la résistance de tels dispositifs requis pour toute LED est effectué à l'aide de calculateurs spécialement conçus à cet effet. De tels calculateurs, pratiques et très efficaces, n'ont pas besoin d'être téléchargés et installés quelque part - il est tout à fait possible de calculer une résistance en ligne.

Calculateur de résistance permet une grande précision déterminer la puissance requise et la valeur de la résistance installée dans le circuit LED.

Pour calculer la résistance requise, vous devez saisir les éléments suivants dans les lignes appropriées du calculateur en ligne :

• Tension d'alimentation des LED ;
• Tension nominale des LED ;
• courant nominal.

Ensuite, vous devez sélectionner le schéma de connexion utilisé, ainsi que le nombre de LED requis.

Après avoir appuyé sur le bouton correspondant, le calcul est effectué et Les données calculées reçues sont affichées sur l'écran du moniteur, à l'aide duquel vous pourrez ensuite organiser un éclairage artificiel à LED sans trop de difficultés.

De plus, les calculateurs en ligne disposent d'une certaine base de données contenant des données sur les LED et leurs paramètres. La possibilité de calcul est présentée :

• évaluation de l'appareil ;
• marquage de couleur ;
• courant consommé par le circuit ;
• puissance dissipée.

Une personne qui ne connaît pas bien l'électrotechnique et la physique ne sera, dans la plupart des cas, pas en mesure de calculer de manière indépendante des dispositifs pour LED. Pour cette raison, effectuer des calculs à l'aide d'une calculatrice en ligne fonctionnelle et pratique - une aide précieuse pour les gens ordinaires qui ne connaissent pas les méthodes de calcul utilisant des formules physiques.

Fabricants les plus connus de LED et de bandes créés sur leur base, sur leurs sites officiels Ils publient également leur propre calculateur en ligne, à l'aide duquel vous pouvez non seulement sélectionner les résistances et les LED requises, mais également calculer les paramètres des appareils actuels utilisés dans différents modes de fonctionnement avec des valeurs variables de courant, de température, de tension appliquée, etc.