Proračun otpora paralelnih dioda. Spajanje LED-a kroz otpornik i njegovo izračunavanje

Rad LED-a temelji se na emisiji svjetlosnih kvanta koji nastaju kada struja teče kroz nju. Ovisno o tome, mijenja se i svjetlina sjaja elementa. S malom strujom slabo svijetli, a s velikom se rasplamsava i izgara. Da biste ograničili struju koja teče kroz njega, najlakši način je korištenje otpora. Nije teško izvesti ispravan izračun otpornika, ali treba imati na umu da on samo ograničava, ali ne i stabilizira struju.

Princip rada i svojstva

LED je uređaj imajući sposobnost emitiranja svjetlosti. Na tiskanim pločicama i dijagramima označava se latiničnim slovima LED (Light Emitting Diode), što u prijevodu znači "svjetlosna dioda". Fizički, to je kristal smješten u kućištu. Klasično, smatra se da je cilindar, čija jedna strana ima konveksan zaobljeni oblik, što je leća hemisfere, a druga je ravna baza, a na njoj se nalaze zaključci.

S razvojem solid state tehnologije i smanjenjem procesne tehnologije, industrija je počela proizvoditi SMD diode dizajnirane za površinsku montažu. Unatoč tome, fizički princip LED-a se nije promijenio i isti je za bilo koju vrstu i boju uređaja.

Proces proizvodnje uređaja za zračenje može se opisati kako slijedi. U prvoj fazi se uzgaja kristal. To se događa stavljanjem umjetno izrađenog safira u komoru ispunjenu plinovitom smjesom. Sastav ovog plina uključuje dodatke i poluvodič. Kada se komora zagrije, dobivena tvar se taloži na ploču, dok debljina takvog sloja ne prelazi nekoliko mikrona. Nakon završetka procesa taloženja raspršivanjem, formiraju se kontaktni jastučići i cijela se ova struktura postavlja u kućište.

Zbog osobitosti proizvodnje, LED diode nemaju iste parametre i karakteristike. Stoga, iako proizvođači pokušavaju sortirati uređaje koji su blizu vrijednosti, često u istoj seriji postoje proizvodi koji se razlikuju po temperaturi boje i radnoj struji.

Uređaj radio elementa

Svjetleća dioda ili LED-dioda je poluvodički radio element, čiji se rad temelji na svojstvima prijelaza elektron-rupa. Kada struja prolazi kroz njega u smjeru naprijed, na granici između dva materijala događaju se procesi rekombinacije, praćeni zračenjem u vidljivom spektru.

Dugo vremena industrija nije mogla proizvesti plavu LED diodu, zbog čega je bilo nemoguće dobiti bijeli odašiljač sjaja. Tek 1990. godine istraživači japanske korporacije Nichia Chemical Industries izumili su tehnologiju za dobivanje kristala koji emitira svjetlost u plavom spektru. To je automatski omogućilo dobivanje bijele boje miješanjem zelene, crvene i plave.

Proces zračenja temelji se na oslobađanju energije tijekom rekombinacije naboja u zoni prijelaza elektron-rupa. Nastaje dodirom dvaju poluvodičkih materijala različite vodljivosti. Kao rezultat ubrizgavanja, prijelaza manjih nositelja naboja, formira se sloj barijere.

Na strani materijala s n-vodljivošću pojavljuje se barijera od rupa, a na strani s p-vodljivošću od elektrona. Postoji ravnoteža. Kada se napon primjenjuje prema naprijed, dolazi do masivnog pomicanja naboja u pojasu s obje strane. Kao rezultat toga, oni se sudaraju i energija se oslobađa u obliku emisije svjetlosti.

Ovo svjetlo može, ali i ne mora biti vidljivo ljudskom oku. Ovisi o sastavu poluvodiča, količini nečistoća i pojasu. Stoga se vidljivi spektar postiže izradom višeslojnih poluvodičkih struktura.

Karakteristike LED dioda

Boja sjaja ovisi o vrsti poluvodiča i stupnju njegovog dopiranja, što određuje širinu pojasnog pojasa p-n spoja. Vijek trajanja LED dioda prvenstveno ovisi o temperaturnim uvjetima njegovog rada. Što je veće zagrijavanje uređaja, brže dolazi do njegovog starenja. A temperatura je zauzvrat povezana sa strujom koja prolazi kroz LED. Što je manja snaga izvora svjetlosti, to je duži njegov vijek trajanja. Starenje se izražava kao smanjenje svjetline rasvjetnog tijela. Stoga je toliko važno odabrati pravi otpor za LED.

Glavne karakteristike LED dioda uključuju:

Metode povezivanja

Za nesmetan rad LED diode vrlo je važna vrijednost radne struje. Neispravno spajanje izvora zračenja ili značajno širenje njihovih parametara tijekom zajedničkog rada dovest će do viška struje koja teče kroz njih i daljnjeg izgaranja uređaja. To je zbog povećanja temperature, zbog čega se LED kristal jednostavno deformira, a p-n spoj se probija. Stoga je toliko važno ograničiti količinu struje koja se dovodi do izvora svjetlosti, odnosno ograničiti napon napajanja.

Najlakši način za to je korištenje otpora spojenog u seriju s krugom emitera. U tom se svojstvu koristi obični otpornik, ali mora imati određenu vrijednost. Njegova velika vrijednost neće moći osigurati potrebnu razliku potencijala za nastanak procesa rekombinacije, a manja vrijednost će je spaliti. U ovom slučaju ne morate samo znati kako izračunati otpor za LED, već i razumjeti kako ga ispravno staviti, pogotovo ako je krug zasićen radio elementima.

U električnom krugu može se koristiti i jedna LED i nekoliko LED dioda. U ovom slučaju postoje tri sheme za njihovo uključivanje:

• singl;
• dosljedan;
• paralelno.

jedan element

Kada se u električnom krugu koristi samo jedna LED dioda, tada se jedan otpornik postavlja u seriju s njom. Kao rezultat takve veze, ukupni napon primijenjen na ovaj krug bit će jednak zbroju padova razlike potencijala na svakom elementu kruga. Ako ove gubitke na otporniku označimo kao Ur, a na LED-u kao Us, tada će ukupni napon EMF izvora biti jednak: Uo = Ur + Us.

Parafrazirajući Ohmov zakon za dio mreže I \u003d U / R, dobiva se formula: U \u003d I * R. Zamjenom dobivenog izraza u formulu za pronalaženje ukupnog napona dobivamo:

Uo = IrRr + IsRs, gdje je

• Ir je struja koja teče kroz otpornik, A.
• Rr - izračunati otpor otpornika, Ohm.
• Is je struja koja prolazi kroz LED, A.
• Rs je unutarnja impedancija LED-a, Ohm.

Vrijednost Rs varira ovisno o radnim uvjetima izvora zračenja, a njegova vrijednost ovisi o jakosti struje i razlici potencijala. Ta se ovisnost može vidjeti proučavanjem strujno-naponske karakteristike diode. U početnoj fazi dolazi do glatkog povećanja struje, a Rs ima visoku vrijednost. Nakon toga impedancija naglo pada i struja se brzo povećava čak i uz neznatno povećanje napona.

Ako kombinirate formule, dobit ćete sljedeći izraz:

Rr = (Uo - Us) / Io, Ohm

Pri tome se uzima u obzir da je jačina struje koja teče u serijskom krugu dijela strujnog kruga jednaka u bilo kojoj točki, odnosno Io = Ir = Is. Ovaj izraz je također prikladan za spajanje LED dioda u seriju, jer također koristi samo jedan otpornik za cijeli krug.

Dakle, da bismo pronašli željeni otpor, ostaje saznati vrijednost Nas. Vrijednost pada napona na LED diodi je referentna vrijednost i ima svoju za svaki radio element. Da biste dobili podatke, morat ćete koristiti podatkovnu tablicu na uređaju. Datasheet je skup informativnih listova koji sadrže opsežne informacije o parametrima, načinima rada, kao i shemama preklapanja radio elemenata. Proizveden od strane proizvođača proizvoda.

paralelni krug

Uz paralelnu vezu, radio elementi se međusobno dodiruju u dvije točke - čvorovi. Za ovu vrstu kruga vrijede dva pravila: jačina struje koja ulazi u čvor jednaka je zbroju jačina struja koje izlaze iz čvora, a razlika potencijala u svim točkama čvorova je ista. Na temelju ovih definicija možemo zaključiti da se u slučaju paralelne veze LED dioda potrebni otpornik, koji se nalazi na početku čvora, nalazi po formuli: Rr = Uo / Is1 + In, Ohm, gdje je:

• Uo je razlika potencijala primijenjena na čvorove.
• Is1 je struja koja teče kroz prvu LED diodu.
• In je struja koja prolazi kroz n-tu LED diodu.

Ali takav krug sa zajedničkim otporom koji se nalazi ispred paralelnog spoja LED dioda se ne koristi. To je zbog činjenice da će u slučaju izgaranja jednog emitera, prema zakonu, struja koja ulazi u čvor ostati nepromijenjena. A to znači da će se rasporediti između preostalih radnih elemenata i da će istovremeno kroz njih teći više struje. Kao rezultat toga, doći će do lančane reakcije i svi će poluvodički emiteri na kraju izgorjeti.

Stoga će biti ispravno koristiti vlastiti otpornik za svaku paralelnu granu s vlastitom LED diodom i izračunati otpornik za LED posebno za svaku ruku. Ovaj pristup je također povoljan jer se u krugu mogu koristiti radioelementi s različitim karakteristikama.

Proračun otpora svake ruke sličan je jednom uključivanju: Rn = (Uo - Us) / In, Ohm, gdje je:

• Rn je željeni otpor n-te grane.
• Uo - Us - razlika pada napona.
• In - struja kroz n-tu LED.

Primjer izračuna

Neka električni krug napaja izvor konstantnog napona jednak 32 volta. U ovom krugu postoje dvije LED diode marke spojene paralelno jedna s drugom: Cree C503B-RAS i Cree XM-L T6. Da biste izračunali potrebnu impedanciju, morat ćete iz podatkovne tablice saznati tipični pad napona na ovim LED diodama. Dakle, za prvi je 2,1 V pri struji od 0,2, a za drugi je 2,9 V pri istoj jakosti struje.

Zamjenom ovih vrijednosti u formulu za serijski krug, dobivate sljedeći rezultat:

• R1 \u003d (U0-Us1) / I \u003d (32-2,1) / 0,2 = 21,5 ohma.
• R2 \u003d (U0-Us2) / I \u003d (32-2,9) / 0,2 = 17,5 ohma.

Najbliže vrijednosti se biraju iz standardne serije. Oni će biti: R1 = 22 oma i R2 = 18 oma. Po želji možete izračunati i snagu koju rasipaju otpornici koristeći formulu: P \u003d I * I * U. Za pronađene otpornike bit će P = 0,001 W.

Internetski kalkulatori temeljeni na pregledniku

S velikim brojem LED dioda u krugu, izračunavanje otpora za svaku je prilično zamoran proces, pogotovo jer se u ovom slučaju može napraviti pogreška. Stoga je za izračune najlakše koristiti online kalkulatore.

Oni su program napisan za pokretanje u pregledniku. Na internetu možete pronaći mnogo takvih kalkulatora za LED diode. ali princip rada je isti. Morat ćete unijeti referentne podatke u predložene obrasce, odabrati shemu povezivanja i kliknuti gumb "Rezultat" ili "Izračun". Nakon toga, ostaje samo čekati odgovor.

Ručnim ponovnim izračunom možete ga provjeriti, ali u tome neće biti puno smisla, jer programi koriste slične formule prilikom izračunavanja.

Proračun otpornika za LED diode je vrlo važna operacija koja se mora provesti prije nego što dođete do izvora napajanja. O tome će ovisiti izvedba i same diode i cijelog kruga. Otpornik mora biti spojen serijski s LED diodom. Ovaj element je namijenjen ograničavanju struje koja teče kroz diodu. Ako otpornik ima nominalni otpor manji od potrebnog, LED će pokvariti (izgorjeti), a ako je vrijednost ovog pokazatelja veća od potrebne, tada će svjetlo iz poluvodičkog elementa biti previše slabo.

Proračun otpornika za LED diode treba izvršiti prema sljedećoj formuli R = (US - UL) / I, gdje je:

• US - napon napajanja;
• UL - napon napajanja dioda (obično 2 i 4 volta);
• I je struja diode.

Obavezno provjerite da će odabrana vrijednost električne struje biti manja od maksimalne vrijednosti struje poluvodičkog elementa. Prije nego što nastavite s izračunom, potrebno je ovu vrijednost pretvoriti u ampere. Obično je to naznačeno u podacima putovnice u miliamperima. Tako će se kao rezultat izračuna dobiti nominalna vrijednost u Ohmima. Ako dobivena vrijednost ne odgovara standardnom otporniku, tada treba odabrati veću najbližu vrijednost. Ili možete serijski spojiti nekoliko elemenata nižeg nazivnog otpora na način da ukupni otpor odgovara izračunatom.

Na primjer, ovako se izračunavaju otpornici za LED diode. Recimo da imamo napajanje s izlaznim naponom od 12 volti i jednom LED diodom (UL = 4 V). Potrebna struja je 20 mA. Prevedemo ga u ampere i dobijemo 0,02 A. Sada možemo nastaviti s izračunom R \u003d (12 - 4) / 0,02 \u003d 400 Ohma.

Sada razmotrimo kako je potrebno izvršiti izračun kada je nekoliko poluvodičkih elemenata spojeno u seriju. To je osobito istinito kada rad s smanjuje potrošnju energije i omogućuje istovremeno povezivanje velikog broja elemenata. Ipak, treba napomenuti da sve serijski spojene LED diode moraju biti istog tipa, a napajanje mora biti dovoljno snažno. Ovako treba izračunati otpornike za LED diode u serijskoj vezi. Pretpostavimo da imamo 3 elementa u krugu (napon svakog od njih je 4 volta) i napajanje od 15 volti. Odredite napon UL. Da biste to učinili, dodajte indikatore svake od dioda 4 + 4 + 4 = 12 volti. Vrijednost putovnice LED struje je 0,02 A, izračunavamo R \u003d (15-12) / 0,02 \u003d 150 Ohma.

Vrlo je važno zapamtiti da su LED diode, blago rečeno, loša ideja. Stvar je u tome što ti elementi imaju različite parametre, svaki od njih zahtijeva drugačiji napon. To dovodi do činjenice da je izračun LED-a beskorisna vježba. S ovom vezom svaki će element zasjati svojom svjetlinom. Situaciju može spasiti samo ograničavajući otpornik za svaku diodu posebno.

Zaključno, dodajemo da su svi LED sklopovi, uključujući LED svjetiljke, izračunati prema ovom principu. Ako želite sami sastaviti takvu strukturu, onda će ovi izračuni biti relevantni za vas.

LED rasvjeta i indikacija, zbog ovog poluvodičkog uređaja, smatra se jednim od najpouzdanijih. Prilikom organiziranja rasvjete, LED svjetiljke proizvode visokokvalitetan svjetlosni tok, dok su ekološki izvori svjetlosti koji ne zahtijevaju odlaganje i ne troše puno električne energije. LED radi samo na konstantnom naponu i propušta struju samo u jednom smjeru, poput obične diode.

Dioda koja emitira svjetlo je uređaj s određenom, jasno reguliranom, protočnom strujom, maksimalnom i minimalnom. Ako prekoračite maksimalnu dopuštenu istosmjernu struju ili napon koji ga napaja, onda će sigurno propasti, jednostavnim riječima će "izgorjeti". LED podaci mogu se pronaći:

1. U priručniku ili tehničkoj literaturi;
2. Na internetskim stranicama;
3. Prilikom kupnje od prodavača.

Bez poznavanja radnog napona i maksimalne struje naprijed, prilično je problematično odabrati otpor otpornika za ograničavanje struje. Osim ako nema autotransformator, ili varijabilni otpornik. U tom slučaju može se spaliti nekoliko takvih poluvodičkih elemenata. Ova metoda je više teoretska nego praktična i može se koristiti samo u hitnim situacijama. Otpornik je pasivni element koji se koristi u električnim krugovima, ima određenu vrijednost otpora. Dostupan je varijabilni, s gumbom za podešavanje ili fiksni otpornik. Otpornik je karakteriziran konceptom snage, što također treba uzeti u obzir pri njegovom izračunu u električnim krugovima.

Dakle, svaka LED dioda ima radni napon i istosmjernu struju koja prolazi i osvjetljava je. Ako je U napajanja, recimo, 1,5 volti, a prema putovnici dioda mora biti spojena upravo na takav napon, tada ograničavajući otpornik nije potreban. Ili je moguće spojiti tri LED diode s radnim naponom od 0,5 volti, serijski s izvorom napajanja. Štoviše, svi ti poluvodički elementi moraju biti iste vrste i marke. Međutim, ova situacija je iznimno rijetka, a često je napajanje puno veće od radnog napona jedne LED diode.

Kako izračunati otpor za LED diode, koji ne samo da ograničava struju u krugu, već i stvara pad napona. Otpornik koji ograničava struju za LED izračunava se na temelju dobro poznatog Ohmovog zakona I \u003d U / R. Odavde je moguće dodijeliti vrijednost otpora R=U/I. Gdje je U napon, I je količina istosmjerne struje.

Ovdje je najjednostavniji dijagram ožičenja za jednu LED diodu.

Jačina struje u serijskoj vezi bit će ista, a napon napajanja LED diode mora biti određene vrijednosti, često je mnogo niži od onog koji napaja cijeli krug. Stoga otpornik mora ugasiti dio napona tako da primijenjen na LED već ima određenu vrijednost naznačenu u njegovoj putovnici kao radni napon. To jest, I (struja) u krugu je poznata i bit će jednaka I koju troši dioda, a U pada otpora bit će jednak razlici između U napajanja i U LED-a. Znajući U na otporniku i I koji prolazi kroz njega, prema istom Ohmovom zakonu, možete pronaći njegov otpor. Da biste to učinili, podijelite pad napona na otporniku sa strujom koja teče kroz krug.

Nakon izračunavanja LED otpornika, on i dalje mora odgovarati snazi, jer se ovaj U na njemu mora pomnožiti s poznatim I cijelog kruga. Struja u bilo kojem dijelu kruga bit će ista i stoga maksimalna struja koja prolazi kroz LED neće premašiti struju koja prolazi kroz ograničavajući otpornik. U ovom slučaju preporuča se odabrati otpornik s nešto većom vrijednošću nego s manjom, to se odnosi i na otpor i na njegovu snagu. Poznavajući Ohmov zakon, također možete izračunati otpor kroz R LED.

Ako ne postoji odgovarajući otpornik s potrebnim otporom, može se dobiti spajanjem nekoliko ovih elemenata u seriju ili paralelno. U ovom slučaju, za serijsku vezu, ukupni otpor svih otpornika bit će jednak zbroju svih onih uključenih u ovaj krug.

A s paralelom se izračunava prema ovoj formuli

Valja napomenuti da se sve to izračunava na temelju napona napajanja, jer će se s njegovim povećanjem povećati i jačina struje u cijelom krugu. Dakle, napajanje mora proizvesti ne samo visokokvalitetni ispravljeni, već i stabilizirani napon.

Sponiranje LED-a s otpornikom

Vrijedno je raspravljati o takvoj vezi LED-a i otpornika kada su dva ili više elemenata koji emitiraju svjetlost spojeni u seriju. Čak i uz istu oznaku i tip, karakteristike svake LED diode mogu se neznatno razlikovati. Ako I teče kroz njega, onda ima svoj unutarnji R. Štoviše, u načinu kada ga ventil (dioda) provodi, a ne provodi, unutarnji otpor će se značajno razlikovati. To jest, kada se ventil ponovno uključi u ovom načinu rada, otpor će se značajno razlikovati. Sukladno tome, obrnuti napon će također jako varirati, što može dovesti do izgaranja (kvara).

Kako bi se spriječile takve situacije, preporuča se shunt LED s otpornikom male snage s velikim R od nekoliko stotina oma. Takva veza će osigurati izjednačavanje obrnutog napona na poluvodičkim uređajima spojenim u jedan krug koji proizvode svjetlosni tok.

Video za izračun LED dioda

LED ima vrlo mali unutarnji otpor, ako je spojen izravno na napajanje, struja će biti dovoljno visoka da izgori. Bakrene ili zlatne niti, kojima je kristal spojen na vanjske terminale, mogu izdržati male skokove, ali ako su jako prekoračeni, izgaraju i energija prestaje teći do kristala. Online izračun otpornika za LED temelji se na njegovoj nazivnoj radnoj struji.

• 1. Online kalkulator
• 2. Glavni parametri
• 3. Značajke jeftinog ICE-a

Online kalkulator

Prije toga napravite dijagram ožičenja kako biste izbjegli pogreške u proračunu. Online kalkulator će vam pokazati točan otpor u omima. U pravilu se ispostavlja da otpornici s ovom ocjenom nisu dostupni, a prikazat će vam se najbliža standardna ocjena. Ako nije moguće napraviti točan odabir otpora, upotrijebite veći apoen. Prikladna vrijednost može se postići paralelnim ili serijskim spajanjem otpora. Izračun otpora za LED može se izostaviti ako koristite snažan varijabilni ili ugađajući otpornik. Najčešći tip je 3296 na 0,5W. Kada koristite napajanje od 12 V, do 3 LED diode mogu se spojiti u seriju.

Otpornici dolaze u različitim klasama točnosti, 10%, 5%, 1%. To jest, njihov otpor može pogriješiti unutar ovih granica u pozitivnom ili negativnom smjeru.

Nemojte zaboraviti uzeti u obzir snagu otpornika koji ograničava struju, to je njegova sposobnost raspršivanja određene količine topline. Ako je mali, tada će se pregrijati i propasti, čime će se prekinuti električni krug.

Da biste odredili polaritet, možete primijeniti mali napon ili upotrijebiti funkciju testiranja dioda na multimetru. Za razliku od načina mjerenja otpora, obično se napaja od 2V do 3V.

Glavne postavke

Također, pri izračunu LED dioda treba uzeti u obzir širenje parametara, za jeftine će biti maksimalne, za skupe će biti više iste. Da biste provjerili ovaj parametar, morate ih omogućiti pod jednakim uvjetima, odnosno uzastopno. Smanjenjem struje ili napona smanjite svjetlinu na blago svijetleće točkice. Vizualno ćete moći procijeniti, neki će svijetliti jače, drugi slabo. Što ravnomjernije gore, manje se šire. Kalkulator LED otpornika pretpostavlja da su karakteristike LED čipova idealne, odnosno da je razlika nula.

Napon pada za uobičajene modele male snage do 10W može biti od 2V do 12V. Kako se snaga povećava, broj kristala u COB diodi raste, svaki ima pad. Kristali se spajaju serijski u seriju, a zatim se spajaju u paralelne krugove. Pri snagama od 10W do 100W, smanjenje raste s 12V na 36V.

Ovaj parametar mora biti naveden u tehničkim karakteristikama LED čipa i ovisi o namjeni:

• boje plava, crvena, zelena, žuta;
• trobojni RGB;
• četverobojni RGBW;
• dvobojna, topla i hladna bijela.

Značajke jeftinog ICE-a

Prije nego što odaberete otpornik za LED na online kalkulatoru, trebali biste se uvjeriti u parametre dioda. Kinezi na Aliexpressu prodaju puno leda, izdajući ih kao brendirane. Najpopularniji modeli su SMD3014, SMD 3528, SMD2835, SMD 5050, SMD5630, SMD5730. Najgore stvari se obično rade pod markom Epistar.

Na primjer, Kinezi najčešće varaju SMD5630 i SMD5730. Brojevi u oznaci označavaju samo veličinu kućišta 5,6 mm x 3,0 mm. U brendiranim se tako veliko kućište koristi za ugradnju snažnih kristala od 0,5 W, stoga su kupci dioda SMD5630 izravno povezani sa snagom od 0,5 W. Lukavi Kinez to iskorištava, te u kućište 5630 ugrađuje jeftin i slab kristal na prosječno 0,1W, dok ukazuje na potrošnju energije od 0,5W.

Kineska led lampa za kukuruz

Dobar primjer bi bile automobilske svjetiljke i LED kukuruz, koji se isporučuju s velikim brojem slabih i nekvalitetnih LED čipova. Prosječni kupac vjeruje da što više LED dioda, to bolje svijetli i veća je snaga.

Automobilske lampe na najslabijem ledu 0,1W

Kako bi uštedjeli novac, moji LED kolege traže pristojne LED diode na Aliexpressu. Traže dobrog prodavača koji obećava određene parametre, naručuju, čekaju na isporuku mjesec dana. Nakon testova ispostavilo se da je kineski prodavač varao i prodavao smeće. Imat ćete sreće ako po sedmi put dođu pristojne diode, a ne smeće. Obično će napraviti 5 narudžbi, a nakon što nisu postigli rezultat, odlaze naručiti u domaću trgovinu koja može izvršiti razmjenu.

Obična mala LED dioda izgleda kao plastična konusna leća na vodljivim nogama, unutar kojih su katoda i anoda. Na dijagramu je LED prikazana kao konvencionalna dioda, iz koje je emitirano svjetlo prikazano strelicama. Dakle, LED služi za proizvodnju svjetlosti, kada se elektroni kreću od katode do anode, emitira se vidljiva svjetlost.

Izum LED-a datira još iz dalekih 1970-ih, kada su se žarulje sa žarnom niti koristile za proizvodnju svjetlosti. No danas, početkom 21. stoljeća, LED diode su konačno zauzele mjesto najučinkovitijih izvora električne svjetlosti.

Gdje je "plus" LED, a gdje "minus"?

Da biste ispravno spojili LED na izvor napajanja, prvo morate promatrati polaritet. Anoda LED-a spojena je na plus "+" izvora napajanja, a katoda - na minus "-". Katoda spojena na minus ima kratak izlaz, anoda je duga - duga noga LED-a - do plusa "+" izvora napajanja.

Pogledajte unutar LED diode: velika elektroda je katoda, ona je u minusu, mala elektroda, koja izgleda kao samo kraj nožice, je u plusu. A pored katode, LED leća ima ravan rez.

Nemojte dugo držati lemilo na nozi

Pažljivo i brzo lemite LED vodiče, jer se spoj poluvodiča jako boji suvišne topline, pa morate nakratko dotaknuti lemilo vrhom lemljene noge, a zatim odvojiti lemilo u stranu. Bolje je držati zalemljenu nogu LED-a pincetom tijekom procesa lemljenja kako bi se osiguralo da se toplina ukloni s noge za svaki slučaj.

Otpornik potreban prilikom testiranja LED-a

Dolazimo do najvažnije stvari - kako spojiti LED na izvor napajanja. Ako želite, onda ga ne biste trebali izravno spajati na bateriju ili na napajanje. Ako je vaše napajanje 12 volti, upotrijebite otpornik od 1 kΩ u seriji s LED diodom koja se testira za sigurnosnu mrežu.

Ne zaboravite na polaritet - dugačak vod do plusa, vod od velike unutarnje elektrode do minusa. Ako ne koristite otpornik, LED će brzo izgorjeti, ako slučajno prekoračite nazivni napon, velika struja će teći kroz p-n spoj, a LED će gotovo odmah otkazati.

LED diode dolaze u raznim bojama, ali boja sjaja nije uvijek određena bojom LED leće. Bijela, crvena, plava, narančasta, zelena ili žuta - leća može biti prozirna, a uključite je - ispostavit će se da je crvena ili plava. Plave i bijele LED diode su najskuplje. Općenito, na boju sjaja LED-a prvenstveno utječe sastav poluvodiča, a kao sekundarni faktor boja leće.

Pronalaženje vrijednosti otpornika za LED

Otpornik je spojen serijski s LED diodom. Funkcija otpornika je ograničiti struju, približiti je ocjeni LED-a, tako da LED ne pregori odmah, i radi u normalnom nazivnom načinu rada. Uzimamo u obzir sljedeće početne podatke:

Vps - napon napajanja;

Vdf je pad napona naprijed na LED u normalnom načinu rada;

Ako - nazivna struja LED-a u načinu normalnog sjaja.

Sada, prije pronalaska , napominjemo da će struja u serijskom krugu biti konstantna, ista u svakom elementu: struja If kroz LED će biti jednaka struji Ir kroz ograničavajući otpornik.

Stoga je Ir = Ako. Ali Ir = Ur/R - prema Ohmovom zakonu. I Ur \u003d Vps-Vdf. Dakle, R = Ur/Ir = (Vps-Vdf)/If.

To jest, znajući napon napajanja, pad napona na LED-u i njegovu nazivnu struju, lako možete odabrati odgovarajući ograničavajući otpornik.

Ako se pronađena vrijednost otpora ne može odabrati iz standardnog niza vrijednosti otpornika, onda se uzima otpornik nešto veće vrijednosti, na primjer, umjesto pronađenih 460 Ohma uzimaju 470 Ohma, koje je uvijek lako pronaći. Svjetlina LED-a će se vrlo malo smanjiti.

Primjer odabira otpornika:

Recimo da postoji napajanje od 12 volti, te LED koja treba 1,5 volti i 10 mA da bi normalno svijetlila. Odaberimo otpornik za gašenje. Otpornik bi trebao pasti 12-1,5 = 10,5 volti, a struja u serijskom krugu (napajanje, otpornik, LED) bi trebala biti 10 mA, dakle prema Ohmovom zakonu: R = U / I = 10,5 / 0,010 = 1050 ohma. Biramo 1,1 kOhm.

Koliki bi trebao biti otpornik? Ako je R = 1100 Ohm, a struja je 0,01 A, tada će se, prema Joule-Lenzovom zakonu, toplinska energija Q \u003d I * I * R = 0,11 J oslobađati na otporniku svake sekunde, što je ekvivalentno do 0,11 W. Otpornik od 0,125 W će poslužiti, čak će i margina ostati.

Serijsko povezivanje LED dioda

Ako vam je cilj spojiti nekoliko LED dioda u jedan izvor svjetla, onda je najbolje spojiti serijski. To je potrebno kako svaka LED lampa nema svoj otpornik, kako bi se izbjegli nepotrebni gubici energije. Najprikladnije za serijsko povezivanje su LED diode istog tipa, iz iste serije.

Pretpostavimo da trebate spojiti u seriji 8 LED dioda od 1,4 volta sa strujom od 0,02 A za spajanje na izvor napajanja od 12 volti. Očito će ukupna struja biti 0,02 A, ali ukupni napon će biti 11,2 volta, tako da otpornik treba raspršiti 0,8 volti pri struji od 0,02 A. R \u003d U / I \u003d 0,8 / 0,02 \u003d 40 ohma. Odabiremo otpornik od 43 oma minimalne snage.

Paralelno spajanje LED žica nije najbolja opcija

Ako postoji izbor, onda je LED diode najbolje spojiti serijski, a ne paralelno. Ako spojite nekoliko LED dioda paralelno kroz jedan zajednički otpornik, tada zbog širenja parametara LED dioda, svaka od njih neće biti ravnopravna s drugima, neke će svijetliti jače, uzimajući više struje, a neke, naprotiv, bit će slabije. Kao rezultat toga, neke će LED diode ranije pregorjeti zbog brze degradacije kristala. Bolje je spojiti LED diode paralelno, ako nema alternative, na svaki lanac primijenite drugačiji ograničavajući otpornik.