Obliczanie rezystancji diod równoległych. Podłączenie diody LED przez rezystor i jej obliczenie

Działanie diody LED opiera się na emisji kwantów świetlnych, które powstają, gdy przepływa przez nią prąd. W zależności od tego zmienia się również jasność blasku elementu. Przy małym prądzie świeci słabo, a przy dużym prądzie rozpala się i wypala. Aby ograniczyć przepływający przez nią prąd, najprościej jest użyć oporu. Prawidłowe obliczenie rezystora nie jest trudne, należy jednak pamiętać, że tylko ogranicza, ale nie stabilizuje prądu.

Zasada działania i właściwości

LED to urządzenie posiadanie zdolności do emitowania światła. Na płytkach drukowanych i schematach jest oznaczony łacińskimi literami LED (Light Emitting Diode), co w tłumaczeniu oznacza „diodę elektroluminescencyjną”. Fizycznie jest to kryształ umieszczony w etui. Klasycznie uważany jest za walec, którego jedna strona ma wypukły zaokrąglony kształt, który jest soczewką półkulową, a druga jest płaską podstawą, na której znajdują się wnioski.

Wraz z rozwojem technologii półprzewodnikowej i ograniczeniem technologii procesowej przemysł zaczął produkować diody SMD przeznaczone do montażu powierzchniowego. Mimo to fizyczna zasada działania diody nie uległa zmianie i jest taka sama dla każdego typu i koloru urządzenia.

Proces wytwarzania urządzenia radiacyjnego można opisać w następujący sposób. W pierwszym etapie hoduje się kryształ. Odbywa się to poprzez umieszczenie sztucznie wykonanego szafiru w komorze wypełnionej mieszaniną gazową. W skład tego gazu wchodzą domieszki i półprzewodnik. Po podgrzaniu komory powstała substancja osadza się na płycie, a grubość takiej warstwy nie przekracza kilku mikronów. Po zakończeniu procesu osadzania metodą napylania powstają podkładki kontaktowe i cała ta konstrukcja jest umieszczana w obudowie.

Ze względu na specyfikę produkcji diody LED nie mają tych samych parametrów i właściwości. Dlatego chociaż producenci starają się sortować urządzenia o zbliżonej wartości, często w tej samej partii znajdują się produkty różniące się temperaturą barwową i prądem pracy.

Urządzenie radiowe

Dioda elektroluminescencyjna lub dioda LED to półprzewodnikowy element radiowy, którego działanie opiera się na właściwościach przejścia elektron-dziura. Gdy prąd przepływa przez nią w kierunku do przodu, na styku dwóch materiałów zachodzą procesy rekombinacji, którym towarzyszy promieniowanie w zakresie widzialnym.

Przez bardzo długi czas przemysł nie mógł wyprodukować niebieskiej diody LED, dlatego nie było możliwe uzyskanie emitera białej poświaty. Dopiero w 1990 roku naukowcy z japońskiej korporacji Nichia Chemical Industries wynaleźli technologię otrzymywania kryształu emitującego światło w widmie niebieskim. Umożliwiło to automatycznie uzyskanie bieli poprzez zmieszanie zieleni, czerwieni i niebieskiego.

Proces promieniowania polega na uwolnieniu energii podczas rekombinacji ładunków w strefie przejścia elektron-dziura. Powstaje w wyniku kontaktu dwóch materiałów półprzewodnikowych o różnej przewodności. W wyniku wstrzykiwania, przejścia mniejszych nośników ładunku powstaje warstwa barierowa.

Po stronie materiału o przewodnictwie n pojawia się bariera dziur, a po stronie z przewodnictwem p elektronów. Jest równowaga. Gdy napięcie jest przyłożone w kierunku przewodzenia, następuje masowy ruch ładunków do pasma zabronionego po obu stronach. W efekcie zderzają się i uwalniana jest energia w postaci emisji światła.

To światło może, ale nie musi być widoczne dla ludzkiego oka. Zależy to od składu półprzewodnika, ilości zanieczyszczeń i przerwy energetycznej. Widmo widzialne uzyskuje się zatem dzięki wytwarzaniu wielowarstwowych struktur półprzewodnikowych.

Charakterystyka diod LED

Barwa poświaty zależy od rodzaju półprzewodnika i stopnia jego domieszkowania, co determinuje szerokość przerwy energetycznej złącza p-n. Żywotność diod LED zależy przede wszystkim od warunków temperaturowych ich pracy. Im wyższe nagrzewanie się urządzenia, tym szybsze jest jego starzenie. Z kolei temperatura jest związana z prądem przepływającym przez diodę LED. Im mniejsza moc źródła światła, tym dłuższa jego żywotność. Starzenie się wyraża się jako spadek jasności oprawy oświetleniowej. Dlatego tak ważny jest dobór odpowiedniej rezystancji dla diody LED.

Główne cechy diod LED to:

Metody połączenia

Dla bezawaryjnej pracy diody bardzo ważna jest wartość prądu roboczego. Nieprawidłowe podłączenie źródeł promieniowania lub znaczne rozproszenie ich parametrów podczas wspólnej pracy doprowadzi do nadmiaru przepływającego przez nie prądu i dalszego przepalenia się urządzeń. Wynika to ze wzrostu temperatury, w wyniku którego kryształ LED jest po prostu odkształcany, a złącze p-n przebija się. Dlatego tak ważne jest ograniczenie ilości prądu dostarczanego do źródła światła, czyli ograniczenie napięcia zasilania.

Najprostszym sposobem na to jest użycie rezystancji połączonej szeregowo z obwodem emitera. W tej pojemności używany jest zwykły rezystor, ale musi mieć określoną wartość. Jego duża wartość nie będzie w stanie zapewnić niezbędnej różnicy potencjałów dla zajścia procesu rekombinacji, a mniejsza wartość spali go. W takim przypadku musisz nie tylko wiedzieć, jak obliczyć rezystancję diody LED, ale także zrozumieć, jak ją poprawnie umieścić, zwłaszcza jeśli obwód jest nasycony elementami radiowymi.

W obwodzie elektrycznym można zastosować zarówno jedną, jak i kilka diod LED. W tym przypadku istnieją trzy schematy ich włączenia:

pojedynczy;
zgodny;
równoległy.

pojedynczy element

Gdy w obwodzie elektrycznym używana jest tylko jedna dioda LED, wówczas jeden rezystor jest z nią połączony szeregowo. W wyniku takiego połączenia całkowite napięcie przyłożone do tego obwodu będzie równe sumie spadków różnicy potencjałów na każdym elemencie obwodu. Jeśli oznaczymy te straty na rezystorze jako Ur, a na diodzie LED jako Us, to całkowite napięcie źródła pola elektromagnetycznego będzie równe: Uo = Ur + Us.

Parafrazując prawo Ohma dla sekcji sieci I \u003d U / R, otrzymuje się wzór: U \u003d I * R. Podstawiając wynikowe wyrażenie do wzoru na znalezienie całkowitego napięcia, otrzymujemy:

Uo = IrRr + IsRs, gdzie

Ir jest prądem przepływającym przez rezystor, A.
Rr - obliczona rezystancja rezystora, Ohm.
Czy to prąd przepływający przez diodę LED, A.
Rs to wewnętrzna impedancja diody LED, Ohm.

Wartość Rs zmienia się w zależności od warunków pracy źródła promieniowania, a jej wartość zależy od natężenia prądu i różnicy potencjałów. Zależność tę można zobaczyć, badając charakterystykę prądowo-napięciową diody. Na początkowym etapie następuje płynny wzrost prądu, a Rs ma wysoką wartość. Następnie impedancja gwałtownie spada, a prąd gwałtownie wzrasta nawet przy niewielkim wzroście napięcia.

Jeśli połączysz formuły, otrzymasz następujące wyrażenie:

Rr = (Uo - Us) / Io, Ohm

Uwzględnia to, że siła prądu płynącego w obwodzie szeregowym odcinka obwodu jest w każdym punkcie taka sama, to znaczy Io = Ir = Is. To wyrażenie nadaje się również do łączenia diod LED szeregowo, ponieważ wykorzystuje również tylko jeden rezystor dla całego obwodu.

Tak więc, aby znaleźć pożądany opór, pozostaje odkryć wartość Nas. Wartość spadku napięcia na diodzie LED jest wartością referencyjną i ma swoją własną dla każdego elementu radiowego. Aby uzyskać dane, musisz skorzystać z arkusza danych na urządzeniu. Datasheet to zestaw arkuszy informacyjnych, które zawierają wyczerpujące informacje o parametrach, trybach pracy, a także schematach przełączania elementów radiowych. Wyprodukowane przez producenta produktu.

obwód równoległy

Przy połączeniu równoległym elementy radiowe stykają się ze sobą w dwóch punktach - węzłach. W przypadku tego typu obwodu prawdziwe są dwie zasady: siła prądu wchodzącego do węzła jest równa sumie sił prądów emanujących z węzła, a różnica potencjałów we wszystkich punktach węzłów jest taka sama. Na podstawie tych definicji możemy stwierdzić, że w przypadku równoległego połączenia diod LED, żądany rezystor, znajdujący się na początku węzła, znajduje się według wzoru: Rr = Uo / Is1 + In, Ohm, gdzie:

Uo to różnica potencjałów zastosowana do węzłów.
Is1 to prąd przepływający przez pierwszą diodę LED.
In to prąd przepływający przez n-tą diodę LED.

Ale taki obwód ze wspólną rezystancją znajdującą się przed równoległym połączeniem diod LED nie jest używany. Wynika to z faktu, że w przypadku wypalenia się jednego emitera, zgodnie z prawem, prąd wchodzący do węzła pozostanie niezmieniony. A to oznacza, że zostanie rozprowadzony pomiędzy pozostałe elementy robocze i jednocześnie będzie przez nie przepływał większy prąd. W rezultacie nastąpi reakcja łańcuchowa i ostatecznie wszystkie emitery półprzewodnikowe ulegną spaleniu.

Dlatego słuszne będzie zastosowanie własnego rezystora dla każdej gałęzi równoległej z własną diodą LED i obliczenie rezystora dla diody LED osobno dla każdego ramienia. Podejście to jest również korzystne ze względu na to, że w obwodzie można zastosować elementy radiowe o różnych charakterystykach.

Obliczenie rezystancji każdego ramienia jest podobne do pojedynczego włączenia: Rn = (Uo - Us) / In, Ohm, gdzie:

Rn jest pożądanym oporem n-tej gałęzi.
Uo - Us - różnica spadków napięcia.
In - prąd przez n-tą diodę LED.

Przykład obliczenia

Niech obwód elektryczny będzie zasilany stałym źródłem napięcia równym 32 woltom. W tym obwodzie znajdują się dwie markowe diody LED połączone ze sobą równolegle: Cree C503B-RAS i Cree XM-L T6. Aby obliczyć wymaganą impedancję, musisz znaleźć w arkuszu danych typowy spadek napięcia na tych diodach LED. Tak więc dla pierwszego wynosi 2,1 V przy prądzie 0,2, a dla drugiego 2,9 V przy tej samej sile prądu.

Podstawiając te wartości do wzoru na obwód szeregowy, otrzymujesz następujący wynik:

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

Najbliższe wartości są wybierane z serii standardowej. Będą to: R1 = 22 omów i R2 = 18 omów. W razie potrzeby można również obliczyć moc rozpraszaną przez rezystory za pomocą wzoru: P \u003d I * I * U. Dla znalezionych rezystorów będzie to P \u003d 0,001 W.

Kalkulatory internetowe oparte na przeglądarce

Przy dużej liczbie diod LED w obwodzie obliczanie rezystancji dla każdej z nich jest dość żmudnym procesem, zwłaszcza że w tym przypadku można popełnić błąd. Dlatego do obliczeń najłatwiej jest używać kalkulatorów online.

Są to programy napisane do uruchamiania w przeglądarce. W Internecie można znaleźć wiele takich kalkulatorów dla diod LED. ale zasada działania jest taka sama. Będziesz musiał wprowadzić dane referencyjne w proponowanych formularzach, wybrać schemat połączenia i kliknąć przycisk „Wynik” lub „Obliczenia”. Potem pozostaje tylko czekać na odpowiedź.

Przeliczając ręcznie, możesz to sprawdzić, ale nie będzie to miało większego sensu, ponieważ programy używają podobnych formuł podczas obliczeń.

Obliczenie rezystorów dla diod LED to bardzo ważna operacja, którą należy wykonać zanim dojdziesz do źródła zasilania. Od tego będzie zależeć wydajność zarówno samej diody, jak i całego obwodu. Rezystor musi być połączony szeregowo z diodą LED. Ten element ma na celu ograniczenie prądu płynącego przez diodę. Jeśli rezystor ma rezystancję nominalną mniejszą niż wymagana, dioda LED ulegnie awarii (przepali się), a jeśli wartość tego wskaźnika będzie wyższa niż to konieczne, światło z elementu półprzewodnikowego będzie zbyt słabe.

Obliczenia rezystorów dla diod LED należy wykonać według wzoru R = (US - UL) / I, gdzie:

US - napięcie zasilania;
UL - napięcie zasilania diody (zwykle 2 i 4 wolty);
Ja to prąd diody.

Upewnij się, że wybrana wartość prądu elektrycznego będzie mniejsza niż maksymalna wartość prądu elementu półprzewodnikowego. Przed przystąpieniem do obliczeń konieczne jest przeliczenie tej wartości na ampery. Zwykle jest to wskazane w danych paszportowych w miliamperach. Tak więc w wyniku obliczeń uzyskana zostanie wartość nominalna w omach. Jeżeli otrzymana wartość nie odpowiada wartości rezystora standardowego, należy wybrać większą najbliższą wartość. Lub można połączyć szeregowo kilka elementów o niższej rezystancji nominalnej w taki sposób, aby rezystancja całkowita odpowiadała rezystancji obliczonej.

Na przykład tak obliczane są rezystory dla diod LED. Załóżmy, że mamy zasilacz o napięciu wyjściowym 12 V i jedną diodę LED (UL = 4 V). Wymagany prąd to 20 mA. Tłumaczymy to na ampery i otrzymujemy 0,02 A. Teraz możemy przejść do obliczenia R \u003d (12–4) / 0,02 \u003d 400 omów.

Zastanówmy się teraz, jak należy przeprowadzić obliczenia, gdy kilka elementów półprzewodnikowych jest połączonych szeregowo. Jest to szczególnie ważne podczas pracy z redukcją zużycia energii i pozwala na jednoczesne podłączenie dużej liczby elementów. Należy jednak zauważyć, że wszystkie diody LED połączone szeregowo muszą być tego samego typu, a zasilanie musi być wystarczająco mocne. W ten sposób należy obliczyć rezystory dla diod LED w połączeniu szeregowym. Załóżmy, że w obwodzie mamy 3 elementy (napięcie każdego wynosi 4 wolty) i 15-woltowy zasilacz. Określ napięcie UL. Aby to zrobić, dodaj wskaźniki każdej z diod 4 + 4 + 4 = 12 woltów. Wartość paszportowa prądu LED wynosi 0,02 A, obliczamy R \u003d (15-12) / 0,02 \u003d 150 omów.

Bardzo ważne jest, aby pamiętać, że diody LED to, delikatnie mówiąc, zły pomysł. Rzecz w tym, że te elementy mają rozrzut parametrów, każdy z nich wymaga innego napięcia. Prowadzi to do tego, że obliczenie diody LED jest bezużytecznym ćwiczeniem. Dzięki temu połączeniu każdy element będzie świecił własną jasnością. Sytuację może uratować tylko rezystor ograniczający dla każdej diody osobno.

Na zakończenie dodajemy, że wszystkie zespoły LED, w tym lampy LED, są obliczane zgodnie z tą zasadą. Jeśli chcesz samodzielnie złożyć taką konstrukcję, te obliczenia będą dla Ciebie odpowiednie.

Oświetlenie i sygnalizacja LED, dzięki temu urządzeniu półprzewodnikowemu, jest uważane za jedno z najbardziej niezawodnych. Podczas organizowania oświetlenia lampy LED wytwarzają wysokiej jakości strumień świetlny, a jednocześnie są przyjaznymi dla środowiska źródłami światła, które nie wymagają utylizacji i nie zużywają dużo energii elektrycznej. Dioda LED działa tylko przy stałym napięciu i przepuszcza prąd tylko w jednym kierunku, jak zwykła dioda.

Dioda świecąca to urządzenie o określonym, wyraźnie regulowanym, płynącym prądzie, zarówno maksymalnym, jak i minimalnym. Jeśli przekroczysz maksymalny dopuszczalny prąd stały lub napięcie zasilające, to na pewno się nie powiedzie, prostymi słowami „wypali się”. Dane LED można znaleźć:

w podręczniku lub literaturze technicznej;
Na stronach internetowych;
Kupując od sprzedawcy.

Bez znajomości napięcia roboczego i maksymalnego prądu przewodzenia raczej problematyczne jest dobranie rezystancji rezystora w celu ograniczenia prądu. Chyba że ma autotransformator lub rezystor zmienny. W takim przypadku można spalić kilka takich elementów półprzewodnikowych. Ta metoda jest bardziej teoretyczna niż praktyczna i może być stosowana tylko w sytuacjach awaryjnych. Rezystor jest elementem pasywnym stosowanym w obwodach elektrycznych, ma określoną wartość rezystancji. Dostępna jest zmienna z pokrętłem regulacyjnym lub rezystor stały. Rezystor charakteryzuje się pojęciem mocy, co również należy wziąć pod uwagę przy obliczaniu jej w obwodach elektrycznych.

Tak więc każda dioda LED ma napięcie robocze i przepływający i oświetlający ją prąd stały. Jeśli U zasilacza wynosi, powiedzmy, 1,5 wolta, a zgodnie z paszportem dioda musi być podłączona właśnie do takiego napięcia, wówczas rezystor ograniczający nie jest wymagany. Lub możliwe jest podłączenie trzech diod LED o napięciu roboczym 0,5 V szeregowo ze źródłem zasilania. Co więcej, wszystkie te elementy półprzewodnikowe muszą być tego samego typu i marki. Sytuacja ta jest jednak niezwykle rzadka i często zasilacz jest znacznie większy niż napięcie pracy pojedynczej diody LED.

Jak obliczyć rezystancję dla diod LED, która nie tylko ogranicza prąd w obwodzie, ale także powoduje spadek napięcia. Rezystor ograniczający prąd dla diody LED jest obliczany na podstawie dobrze znanego prawa Ohma I \u003d U / R. Stąd można przyporządkować wartość rezystancji R=U/I. Gdzie U to napięcie, ja to ilość prądu stałego.

Oto najprostszy schemat połączeń dla pojedynczej diody LED.

Siła prądu w połączeniu szeregowym będzie taka sama, a napięcie zasilania diody LED musi mieć określoną wartość, często znacznie mniejszą niż napięcie zasilające cały obwód. Dlatego rezystor musi zgasić część napięcia, aby przyłożona do diody LED miała już określoną wartość wskazaną w paszporcie jako napięcie robocze. Oznacza to, że Ja (prąd) w obwodzie jest znany i będzie równy I zużywanemu przez diodę, a U spadku rezystancji będzie równe różnicy między U zasilania i U diody LED. Znając U na oporniku i I, które przez niego przechodzi, zgodnie z tym samym prawem Ohma, możesz znaleźć jego opór. Aby to zrobić, podziel spadek napięcia na rezystorze przez prąd przepływający przez obwód.

Po obliczeniu rezystora LED musi on nadal odpowiadać mocy, ponieważ to U na nim musi być pomnożone przez znane I całego obwodu. Prąd w dowolnej części obwodu będzie taki sam, a zatem maksymalny prąd przepływający przez diodę LED nie przekroczy prądu przepływającego przez rezystor ograniczający. W takim przypadku zaleca się dobrać rezystor o nieco większej wartości niż o mniejszej, dotyczy to zarówno rezystancji jak i jego mocy. Znając prawo Ohma, możesz również obliczyć rezystancję przez R diody LED.

Jeśli nie ma odpowiedniego rezystora o wymaganej rezystancji, można go uzyskać łącząc kilka z tych elementów szeregowo lub równolegle. W takim przypadku, dla połączenia szeregowego, całkowita rezystancja wszystkich rezystorów będzie równa sumie wszystkich zawartych w tym obwodzie.

A równolegle oblicza się go według tego wzoru

Należy zauważyć, że wszystko to jest obliczane na podstawie napięcia zasilania, ponieważ wraz z jego wzrostem wzrośnie również siła prądu w całym obwodzie. Zasilacz musi więc wytwarzać nie tylko wysokiej jakości napięcie rektyfikowane, ale także stabilizowane.

Bocznikowanie diody LED z rezystorem

Warto omówić takie połączenie diody LED i rezystora, gdy dwa lub więcej elementów świecących jest połączonych szeregowo. Nawet przy tym samym oznaczeniu i typie charakterystyka każdej diody LED może się nieznacznie różnić. Jeśli przez nią przepływam, to ma swój wewnętrzny R. Co więcej, w trybie, w którym zawór (dioda) go przewodzi, a nie przewodzi, opór wewnętrzny będzie się znacznie różnić. Oznacza to, że gdy zawór zostanie ponownie włączony w tym trybie, opór będzie się znacznie różnić. W związku z tym napięcie wsteczne również będzie się znacznie różnić, co może prowadzić do wypalenia (awarii).

Aby zapobiec takim sytuacjom, zaleca się bocznikowanie diody LED rezystorem małej mocy o dużym R rzędu kilkuset omów. Takie połączenie zapewni wyrównanie napięcia wstecznego na urządzeniach półprzewodnikowych połączonych w jeden obwód, które wytwarzają strumień świetlny.

Wideo z obliczeniami LED

Dioda LED ma bardzo małą rezystancję wewnętrzną, jeśli zostanie podłączona bezpośrednio do zasilacza, prąd będzie wystarczająco wysoki, aby ją wypalić. Nitki miedziane lub złote, którymi kryształ jest połączony z zewnętrznymi zaciskami, wytrzymują niewielkie skoki, ale jeśli zostaną mocno przekroczone, przepalają się i moc przestaje płynąć do kryształu. Obliczenie rezystora online dla diody LED opiera się na jej znamionowym prądzie roboczym.

1. Kalkulator online
2. Główne parametry
3. Cechy taniego ICE

Kalkulator online

Przygotuj wcześniej schemat połączeń, aby uniknąć błędów obliczeniowych. Kalkulator online pokaże dokładną rezystancję w omach. Z reguły okazuje się, że rezystory z tą oceną nie są dostępne i zostanie wyświetlona najbliższa standardowa ocena. Jeśli nie jest możliwe dokonanie dokładnego wyboru oporu, użyj większego nominału. Odpowiednią wartość można uzyskać, łącząc rezystancję równolegle lub szeregowo. Obliczenie rezystancji diody LED można pominąć, jeśli użyjesz potężnego rezystora zmiennego lub trymującego. Najpopularniejszy typ to 3296 przy 0,5W. Przy zastosowaniu zasilacza 12V można połączyć szeregowo do 3 diod LED.

Rezystory występują w różnych klasach dokładności, 10%, 5%, 1%. Oznacza to, że ich rezystancja może błędnie mieścić się w tych granicach w kierunku dodatnim lub ujemnym.

Nie zapomnij wziąć pod uwagę mocy rezystora ograniczającego prąd, jest to jego zdolność do rozpraszania pewnej ilości ciepła. Jeśli jest mały, przegrzeje się i ulegnie awarii, przerywając w ten sposób obwód elektryczny.

Aby określić polaryzację, możesz przyłożyć małe napięcie lub użyć funkcji testu diody na multimetrze. Inaczej niż w trybie pomiaru rezystancji, zwykle zasilany od 2V do 3V.

Ustawienia główne

Również przy obliczaniu diod należy wziąć pod uwagę rozrzut parametrów, dla tanich będą one maksymalne, dla droższych będą mniej więcej takie same. Aby sprawdzić ten parametr, musisz je włączyć na równych warunkach, czyli sekwencyjnie. Zmniejszając prąd lub napięcie, zmniejsz jasność do lekko świecących kropek. Wizualnie będziesz w stanie ocenić, niektóre będą świecić jaśniej, inne słabo. Im bardziej równomiernie się palą, tym mniej się rozprowadzają. Kalkulator rezystorów LED zakłada, że charakterystyka chipów LED jest idealna, czyli różnica wynosi zero.

Spadek napięcia dla popularnych modeli o małej mocy do 10 W może wynosić od 2 V do 12 V. Wraz ze wzrostem mocy wzrasta ilość kryształów w diodzie COB, każdy ma spadek. Kryształy łączy się szeregowo, szeregowo, a następnie łączy w obwody równoległe. Przy mocach od 10W do 100W redukcja rośnie z 12V do 36V.

Ten parametr musi być określony w charakterystyce technicznej chipa LED i zależy od celu:

kolory niebieski, czerwony, zielony, żółty;
trójkolorowy RGB;
czterokolorowy RGBW;
dwukolorowa, ciepła i zimna biel.

Cechy taniego ICE

Przed wyborem rezystora do diody LED na kalkulatorze online należy upewnić się, jakie parametry mają diody. Chińczycy na Aliexpress sprzedają dużo ledów, podając je jako markowe. Najpopularniejsze modele to SMD3014, SMD 3528, SMD2835, SMD 5050, SMD5630, SMD5730. Najgorsze rzeczy są zwykle robione pod marką Epistar.

Na przykład najczęściej chińczycy oszukują na SMD5630 i SMD5730. Liczby w oznaczeniu wskazują tylko rozmiar obudowy 5,6mm na 3,0mm. W markowych tak duża obudowa służy do instalowania potężnych kryształów o mocy 0,5W, dlatego nabywcy diod SMD5630 są bezpośrednio kojarzeni z mocą 0,5W. Sprytny Chińczyk wykorzystuje to i instaluje tani i słaby kryształ w obudowie 5630 o średniej mocy 0,1 W, jednocześnie wskazując zużycie energii na poziomie 0,5 W.

Chińska lampa kukurydziana led

Dobrym przykładem mogą być lampy samochodowe i kukurydza LED, które są dostarczane z dużą liczbą słabych i niskiej jakości chipów LED. Przeciętny nabywca uważa, że im więcej diod, tym lepiej świeci i tym wyższa moc.

Lampy samochodowe na najsłabszym lodzie 0,1W

Aby zaoszczędzić pieniądze, moi ledowi koledzy szukają porządnych diod na Aliexpressie. Szukają dobrego sprzedawcy, który obiecuje określone parametry, zamawiają, na dostawę czekają miesiąc. Po testach okazuje się, że chiński sprzedawca oszukiwał i sprzedawał rupiecie. Będziesz miał szczęście, jeśli po raz siódmy pojawią się przyzwoite diody, a nie śmieci. Zwykle składają 5 zamówień, a nie osiągnąwszy wyniku, idą złożyć zamówienie w sklepie krajowym, który może dokonać wymiany.

Zwykła mała dioda LED wygląda jak plastikowa soczewka stożkowa na przewodzących nóżkach, wewnątrz której znajdują się katoda i anoda. Na schemacie dioda LED jest przedstawiona jako konwencjonalna dioda, z której emitowane światło jest pokazane strzałkami. Tak więc dioda LED służy do wytwarzania światła, gdy elektrony przemieszczają się z katody do anody, emitowane jest światło widzialne.

Wynalezienie diody LED sięga odległych lat 70., kiedy do wytwarzania światła używano żarówek. Ale dziś, na początku XXI wieku, diody LED w końcu zajęły miejsce najwydajniejszych źródeł światła elektrycznego.

Gdzie jest „plus” diody LED, a gdzie „minus”?

Aby prawidłowo podłączyć diodę LED do źródła zasilania, należy najpierw zwrócić uwagę na polaryzację. Anoda diody LED jest podłączona do plusa „+” źródła zasilania, a katoda do minusa „-”. Katoda podłączona do minusa ma krótkie wyjście, odpowiednio anoda jest długa - długa noga diody LED - do plusa „+” źródła zasilania.

Zajrzyj do wnętrza diody: duża elektroda to katoda, jest na minus, mała elektroda, która wygląda jak koniec nóżki, jest na plus. A obok katody soczewka LED ma płaski krój.

Nie trzymaj lutownicy przez długi czas na nodze

Przylutuj diodę LED ostrożnie i szybko, ponieważ złącze półprzewodnikowe bardzo boi się nadmiaru ciepła, dlatego trzeba na chwilę przyłożyć lutownicę końcówką do lutowanej nóżki, a następnie odłożyć lutownicę na bok. Lepiej trzymać lutowaną nogę diody LED pęsetą podczas procesu lutowania, aby na wszelki wypadek upewnić się, że ciepło zostanie usunięte z nogi.

Rezystor wymagany podczas testowania LED

Dochodzimy do najważniejszego – jak podłączyć diodę LED do źródła zasilania. Jeśli chcesz, nie podłączaj go bezpośrednio do akumulatora ani do zasilania. Jeśli twoje zasilanie ma napięcie 12 V, użyj rezystora 1 kΩ połączonego szeregowo z testowaną diodą LED pod kątem siatki bezpieczeństwa.

Nie zapomnij o polaryzacji - długi przewód do plusa, przewód od dużej elektrody wewnętrznej do minusa. Jeśli nie użyjesz rezystora, dioda LED szybko się wypali, jeśli przypadkowo przekroczysz napięcie znamionowe, przez złącze p-n popłynie duży prąd, a dioda LED prawie natychmiast ulegnie awarii.

Diody LED występują w różnych kolorach, ale kolor blasku nie zawsze zależy od koloru soczewki LED. Biały, czerwony, niebieski, pomarańczowy, zielony lub żółty - soczewka może być przezroczysta, a włącz ją - okaże się czerwona lub niebieska. Najdroższe są diody niebieskie i białe. Ogólnie rzecz biorąc, na kolor blasku diody LED wpływa przede wszystkim skład półprzewodnika, a drugorzędnym czynnikiem jest kolor soczewki.

Znalezienie wartości rezystora dla diody LED

Rezystor jest połączony szeregowo z diodą LED. Funkcją rezystora jest ograniczanie prądu, zbliżanie go do wartości znamionowej diody LED, aby dioda LED nie przepalała się natychmiast i działała w normalnym trybie nominalnym. Bierzemy pod uwagę następujące dane wyjściowe:

Vps - napięcie zasilania;

Vdf to spadek napięcia w kierunku przewodzenia na diodzie LED w trybie normalnym;

If - prąd znamionowy diody LED w normalnym trybie świecenia.

Teraz, przed znalezieniem , zauważamy, że prąd w obwodzie szeregowym będzie stały, taki sam w każdym elemencie: prąd Jeśli przez diodę LED będzie równy prądowi Ir przez rezystor ograniczający.

Stąd Ir = Jeśli. Ale Ir = Ur/R - zgodnie z prawem Ohma. I Ur \u003d Vps-Vdf. Zatem R = Ur/Ir = (Vps-Vdf)/If.

Oznacza to, że znając napięcie zasilacza, spadek napięcia na diodzie LED i jej prąd znamionowy, można łatwo wybrać odpowiedni rezystor ograniczający.

Jeśli znalezionej wartości rezystancji nie można wybrać ze standardowej serii wartości rezystorów, wówczas bierze się rezystor o nieco większej wartości, na przykład zamiast znalezionych 460 omów, biorą one 470 omów, które zawsze są łatwe do znalezienia. Jasność diody LED zmniejszy się bardzo nieznacznie.

Przykład doboru rezystora:

Załóżmy, że jest zasilacz 12 V i dioda LED, która potrzebuje 1,5 V i 10 mA, aby świecić normalnie. Wybierzmy rezystor gaszący. Rezystor powinien spaść 12-1,5 = 10,5 V, a prąd w obwodzie szeregowym (zasilacz, rezystor, dioda LED) powinien wynosić 10 mA, stąd z prawa Ohma: R = U / I = 10,5/0,010 = 1050 omów. Wybieramy 1,1 kOhm.

Jak duży powinien być rezystor? Jeśli R \u003d 1100 Ohm, a prąd wynosi 0,01 A, to zgodnie z prawem Joule-Lenza energia cieplna Q \u003d I * I * R \u003d 0,11 J będzie uwalniana na rezystorze co sekundę, co jest równoważne do 0,11 W. Rezystor 0,125 W wystarczy, pozostanie nawet margines.

Szeregowe połączenie diod LED

Jeśli Twoim celem jest połączenie kilku diod LED w jedno źródło światła, najlepiej połączyć szeregowo. Jest to konieczne, aby każda dioda LED nie miała własnego rezystora, aby uniknąć niepotrzebnych strat energii. Najbardziej odpowiednie do połączenia szeregowego są diody LED tego samego typu, z tej samej partii.

Załóżmy, że musisz połączyć szeregowo 8 diod LED o napięciu 1,4 V i prądzie 0,02 A, aby podłączyć się do 12-woltowego źródła zasilania. Oczywiście całkowity prąd wyniesie 0,02 A, ale całkowite napięcie wyniesie 11,2 V, więc 0,8 V przy prądzie 0,02 A powinno zostać rozproszone przez rezystor. R \u003d U / I \u003d 0,8 / 0,02 \u003d 40 omów. Wybieramy rezystor 43 omów o minimalnej mocy.

Równoległe połączenie ciągów LED nie jest najlepszą opcją

Jeśli istnieje wybór, to diody najlepiej łączyć szeregowo, a nie równolegle. Jeśli połączysz kilka diod równolegle przez jeden wspólny rezystor, to ze względu na rozrzut parametrów diod, każda z nich nie będzie na równi z innymi, niektóre będą świecić jaśniej, pobierając więcej prądu, a niektóre, wręcz przeciwnie, będzie ciemniejszy. W rezultacie niektóre diody LED przepalą się wcześniej ze względu na szybką degradację kryształu. Lepiej jest połączyć diody LED równolegle, jeśli nie ma alternatywy, zastosować inny rezystor ograniczający do każdego łańcucha.