Izračun upora vzporednih diod. Priključitev LED skozi upor in izračun

Delovanje LED temelji na oddaji svetlobnih kvantov, ki nastanejo, ko skozi njo teče tok. Glede na to se spremeni tudi svetlost sijaja elementa. Pri majhnem toku slabo sveti, pri velikem pa se razplamti in pregori. Za omejitev toka, ki teče skozi njo, je najlažje uporabiti upor. Pravilnega izračuna upora ni težko izvesti, vendar je treba zapomniti, da le omejuje, vendar ne stabilizira tok.

Načelo delovanja in lastnosti

LED je naprava imajo sposobnost oddajanja svetlobe. Na tiskanih vezjih in diagramih je označen z latiničnimi črkami LED (Light Emitting Diode), kar v prevodu pomeni "svetleča dioda". Fizično je kristal, nameščen v ohišju. Klasično se šteje za valj, katerega ena stran ima konveksno zaobljeno obliko, ki je leča poloble, druga pa je ravna podlaga, na njej pa so sklepi.

Z razvojem polprevodniške tehnologije in zmanjševanjem procesne tehnologije je industrija začela proizvajati SMD diode, namenjene površinski montaži. Kljub temu se fizični princip LED ni spremenil in je enak za vse vrste in barve naprave.

Postopek izdelave sevalne naprave lahko opišemo takole. Na prvi stopnji se goji kristal. To se zgodi tako, da se umetno izdelan safir postavi v komoro, napolnjeno s plinasto mešanico. Sestava tega plina vključuje dodatke in polprevodnik. Ko se komora segreje, se nastala snov odloži na ploščo, medtem ko debelina takšne plasti ne presega več mikronov. Po končanem postopku nanašanja se z brizganjem oblikujejo kontaktne ploščice in ta celotna struktura je nameščena v ohišju.

Zaradi posebnosti proizvodnje LED diode nimajo enakih parametrov in lastnosti. Čeprav se proizvajalci trudijo razvrstiti naprave, ki so blizu vrednosti, so pogosto v isti seriji izdelki, ki se razlikujejo po barvni temperaturi in obratovalnem toku.

Naprava radijskega elementa

Svetleča dioda ali LED dioda je polprevodniški radijski element, katerega delovanje temelji na lastnostih prehoda elektron-luknja. Ko skozi njo teče tok v smeri naprej, se na vmesniku med dvema materialoma pojavijo rekombinacijski procesi, ki jih spremlja sevanje v vidnem spektru.

Industrija zelo dolgo ni mogla proizvajati modre LED diode, zato ni bilo mogoče dobiti oddajnika belega sijaja. Šele leta 1990 so raziskovalci japonske korporacije Nichia Chemical Industries izumili tehnologijo za pridobitev kristala, ki oddaja svetlobo v modrem spektru. To je samodejno omogočilo pridobivanje bele barve z mešanjem zelene, rdeče in modre barve.

Proces sevanja temelji na sproščanju energije med rekombinacijo nabojev v območju prehoda elektron-luknja. Nastane ob stiku dveh polprevodniških materialov z različno prevodnostjo. Kot rezultat vbrizgavanja, prehoda manjših nosilcev naboja, nastane pregradna plast.

Na strani materiala z n-prevodnostjo se pojavi pregrada iz lukenj, na strani s p-prevodnostjo pa iz elektronov. Obstaja ravnovesje. Ko se napetost uporabi v prednapetosti, pride do velikega premikanja nabojev v pasovno vrzel na obeh straneh. Posledično trčijo in energija se sprosti v obliki svetlobne emisije.

Ta svetloba je lahko vidna človeškemu očesu ali pa tudi ne. Odvisno je od sestave polprevodnika, količine nečistoč in pasovne vrzeli. Zato je vidni spekter dosežen z izdelavo večplastnih polprevodniških struktur.

Značilnosti LED diod

Barva sijaja je odvisna od vrste polprevodnika in stopnje njegovega dopinga, ki določa širino pasovne vrzeli p-n spoja. Življenjska doba LED diod je odvisna predvsem od temperaturnih pogojev njenega delovanja. Višje kot je ogrevanje naprave, hitrejše se staranje. Temperatura pa je povezana s tokom, ki poteka skozi LED. Manjša kot je moč svetlobnega vira, daljša je njegova življenjska doba. Staranje se izraža kot zmanjšanje svetlosti svetilke. Zato je tako pomembno izbrati pravo odpornost za LED.

Glavne značilnosti LED diod vključujejo:

Načini povezave

Za nemoteno delovanje LED je zelo pomembna vrednost delovnega toka. Nepravilna povezava virov sevanja ali znatno širjenje njihovih parametrov med skupnim delovanjem bo povzročilo presežek toka, ki teče skozi njih, in nadaljnje izgorevanje naprav. To je posledica zvišanja temperature, zaradi česar se kristal LED preprosto deformira in p-n stičišče se prebije. Zato je tako pomembno omejiti količino toka, ki se dovaja na vir svetlobe, torej omejiti napajalno napetost.

Najlažji način za to je uporaba upora, ki je zaporedno povezan z vezjem oddajnika. V tej funkciji se uporablja navaden upor, vendar mora imeti določeno vrednost. Njegova velika vrednost ne bo mogla zagotoviti potrebne potencialne razlike za nastanek procesa rekombinacije, manjša vrednost pa jo bo zažgala. V tem primeru ne morate samo vedeti, kako izračunati upor za LED, ampak tudi razumeti, kako ga pravilno postaviti, še posebej, če je vezje nasičeno z radijskimi elementi.

V električnem tokokrogu je mogoče uporabiti eno LED in več. V tem primeru obstajajo tri sheme za njihovo vključitev:

samski;
dosledno;
vzporedno.

en sam element

Če se v električnem tokokrogu uporablja samo ena LED dioda, je en upor nameščen zaporedno z njo. Kot rezultat takšne povezave bo skupna napetost, uporabljena v tem vezju, enaka vsoti padcev potencialne razlike v vsakem elementu vezja. Če te izgube na uporu označimo kot Ur, na LED pa kot Us, bo skupna napetost vira EMF enaka: Uo = Ur + Us.

Če parafraziramo Ohmov zakon za odsek omrežja I \u003d U / R, dobimo formulo: U \u003d I * R. Če dobljeni izraz nadomestimo s formulo za iskanje skupne napetosti, dobimo:

Uo = IrRr + IsRs, kjer

Ir je tok, ki teče skozi upor, A.
Rr - izračunana upornost upora, Ohm.
Is je tok, ki teče skozi LED, A.
Rs je notranja impedanca LED, Ohm.

Vrednost Rs se spreminja glede na pogoje delovanja vira sevanja, njegova vrednost pa je odvisna od trenutne jakosti in potencialne razlike. To odvisnost lahko vidimo s preučevanjem tokovno-napetostne značilnosti diode. V začetni fazi se tok gladko poveča, Rs pa ima visoko vrednost. Po tem impedanca močno pade in tok hitro naraste tudi pri rahlem povečanju napetosti.

Če združite formule, dobite naslednji izraz:

Rr = (Uo - Us) / Io, Ohm

To upošteva, da je jakost toka, ki teče v zaporednem vezju odseka vezja, enaka na kateri koli točki, to je Io = Ir = Is. Ta izraz je primeren tudi za zaporedno povezovanje LED, saj za celotno vezje uporablja tudi samo en upor.

Torej, da bi našli želeni upor, je treba ugotoviti vrednost Nas. Vrednost padca napetosti na LED je referenčna vrednost in ima svojo za vsak radijski element. Za pridobitev podatkov boste morali uporabiti podatkovni list na napravi. Podatkovni list je niz informacijskih listov, ki vsebujejo izčrpne informacije o parametrih, načinih delovanja in shemah preklopa radijskih elementov. Proizvaja proizvajalec izdelka.

vzporedno vezje

Pri vzporedni povezavi se radijski elementi dotikajo drug drugega na dveh točkah - vozliščih. Za to vrsto vezja veljata dve pravili: moč toka, ki vstopa v vozlišče, je enaka vsoti jakosti tokov, ki izhajajo iz vozlišča, in potencialna razlika na vseh točkah vozlišč je enaka. Na podlagi teh definicij lahko sklepamo, da se v primeru vzporedne povezave LED diod zahtevani upor, ki se nahaja na začetku vozlišča, najde po formuli: Rr = Uo / Is1 + In, Ohm, kjer:

Uo je potencialna razlika, uporabljena za vozlišča.
Is1 je tok, ki teče skozi prvo LED.
In je tok, ki teče skozi n-to LED.

Toda takšno vezje s skupnim uporom, ki se nahaja pred vzporedno povezavo LED, se ne uporablja. To je posledica dejstva, da bo v primeru izgorevanja enega oddajnika po zakonu tok, ki vstopa v vozlišče, ostal nespremenjen. In to pomeni, da bo porazdeljen med preostale delovne elemente in hkrati bo skozi njih teklo več toka. Posledično bo prišlo do verižne reakcije in vsi polprevodniški oddajniki bodo sčasoma izgoreli.

Zato bo pravilno uporabiti svoj upor za vsako vzporedno vejo z lastno LED in izračunati upor za LED posebej za vsako roko. Ta pristop je ugoden tudi v tem, da se v vezju lahko uporabljajo radioelementi z različnimi lastnostmi.

Izračun upora vsake roke je podoben eni vključitvi: Rn = (Uo - Us) / In, Ohm, kjer:

Rn je želeni upor n-te veje.
Uo - Us - razlika v padcu napetosti.
In - tok skozi n-to LED.

Primer izračuna

Električno vezje naj napaja vir konstantne napetosti, ki je enak 32 voltov. V tem vezju sta dve LED diodi blagovne znamke, povezani vzporedno med seboj: Cree C503B-RAS in Cree XM-L T6. Za izračun zahtevane impedance boste morali iz podatkovnega lista ugotoviti tipičen padec napetosti na teh LED diodah. Torej, za prvega je 2,1 V pri toku 0,2, za drugega pa 2,9 V pri enaki jakosti toka.

Če te vrednosti nadomestite v formulo za serijsko vezje, dobite naslednji rezultat:

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

Najbližje vrednosti so izbrane iz standardne serije. Bili bodo: R1 = 22 ohmov in R2 = 18 ohmov. Po želji lahko izračunate tudi moč, ki jo oddajajo upori, s formulo: P = I * I * U. Za najdene upore bo P = 0,001 W.

Spletni kalkulatorji, ki temeljijo na brskalniku

Z velikim številom LED diod v vezju je izračun upora za vsako precej dolgočasen postopek, še posebej, ker je v tem primeru mogoče narediti napako. Zato je za izračune najlažje uporabiti spletne kalkulatorje.

So program, napisan za delovanje v brskalniku. Na internetu lahko najdete veliko takšnih kalkulatorjev za LED. vendar je princip delovanja enak. V predlagane obrazce boste morali vnesti referenčne podatke, izbrati shemo povezave in klikniti gumb "Rezultat" ali "Izračun". Po tem ostane le počakati na odgovor.

Z ročnim ponovnim izračunom ga lahko preverite, vendar v tem ne bo veliko smisla, saj programi pri izračunu uporabljajo podobne formule.

Izračun uporov za LED je zelo pomembna operacija, ki jo je treba izvesti, preden pridete do vira napajanja. Od tega bo odvisna zmogljivost tako same diode kot celotnega vezja. Upor mora biti povezan zaporedno z LED. Ta element je namenjen omejevanju toka, ki teče skozi diodo. Če ima upor nazivno upornost nižjo od zahtevane, potem LED ne bo izpadla (izgorela), in če je vrednost tega indikatorja višja od potrebne, bo svetloba iz polprevodniškega elementa preveč šibka.

Izračun uporov za LED diode je treba opraviti po naslednji formuli R = (US - UL) / I, kjer je:

US - napajalna napetost;
UL - napajalna napetost diode (običajno 2 in 4 volta);
I je tok diode.

Prepričajte se, da bo izbrana vrednost električnega toka manjša od največje vrednosti toka polprevodniškega elementa. Preden nadaljujete z izračunom, je potrebno to vrednost pretvoriti v ampere. Običajno je v podatkih potnega lista navedeno v miliamperih. Tako bo kot rezultat izračunov pridobljena nazivna vrednost v Ohmih. Če se dobljena vrednost ne ujema s standardnim uporom, je treba izbrati večjo najbližjo vrednost. Lahko pa serijsko povežete več elementov nižje nazivne upornosti tako, da skupni upor ustreza izračunanemu.

Tako se na primer izračunajo upori za LED. Recimo, da imamo napajalnik z izhodno napetostjo 12 voltov in eno LED (UL = 4 V). Potreben tok je 20 mA. Prevedemo ga v ampere in dobimo 0,02 A. Zdaj lahko nadaljujemo z izračunom R = (12 - 4) / 0,02 \u003d 400 Ohmov.

Zdaj pa razmislimo, kako je treba izvesti izračun, ko je več polprevodniških elementov povezanih zaporedno. To še posebej velja pri delu z zmanjšano porabo energije in omogoča hkratno povezavo velikega števila elementov. Vendar je treba upoštevati, da morajo biti vse serijsko povezane LED diode istega tipa, napajalnik pa mora biti dovolj močan. Tako je treba izračunati upore za LED diode v serijski povezavi. Recimo, da imamo v vezju 3 elemente (napetost vsakega je 4 volte) in 15-voltno napajanje. Določite napetost UL. Če želite to narediti, dodajte indikatorje vsake od diod 4 + 4 + 4 = 12 voltov. Vrednost potnega lista toka LED je 0,02 A, izračunamo R \u003d (15-12) / 0,02 \u003d 150 Ohmov.

Zelo pomembno je vedeti, da so LED milo rečeno slaba ideja. Stvar je v tem, da imajo ti elementi različne parametre, vsak od njih zahteva drugačno napetost. To vodi v dejstvo, da je izračun LED neuporabna vaja. S to povezavo bo vsak element zasijal s svojo svetlostjo. Situacijo lahko reši le omejevalni upor za vsako diodo posebej.

Za zaključek dodajamo, da so vsi sklopi LED, vključno z LED svetilkami, izračunani po tem principu. Če želite takšno strukturo sestaviti sami, bodo ti izračuni pomembni za vas.

LED osvetlitev in indikacija zaradi te polprevodniške naprave velja za eno najbolj zanesljivih. Pri organizaciji razsvetljave LED svetilke proizvajajo visokokakovosten svetlobni tok, hkrati pa so okolju prijazni svetlobni viri, ki ne zahtevajo odlaganja in ne porabijo veliko električne energije. LED deluje samo na konstantno napetost in prenaša tok samo v eno smer, kot navadna dioda.

Dioda, ki oddaja svetlobo, je naprava z določenim, jasno reguliranim, tekočim tokom, tako maksimalnim kot minimalnim. Če presežete največji dovoljeni enosmerni tok ali napetost, ki ga napaja, potem zagotovo ne bo uspel, z enostavnimi besedami bo "izgorel". Podatke o LED lahko najdete:

V priročniku ali tehnični literaturi;
Na spletnih straneh;
Pri nakupu pri prodajalcu.

Brez poznavanja delovne napetosti in največjega toka naprej je precej problematično izbrati upor upora za omejitev toka. Razen če ima avtotransformator ali spremenljivi upor. V tem primeru se lahko sežge več takšnih polprevodniških elementov. Ta metoda je bolj teoretična kot praktična in jo je mogoče uporabiti le v nujnih primerih. Upor je pasivni element, ki se uporablja v električnih vezjih, ima določeno vrednost upora. Na voljo je spremenljiva, z nastavitvenim gumbom ali fiksni upor. Za upor je značilen koncept moči, ki ga je treba upoštevati tudi pri njegovem izračunu v električnih vezjih.

Torej, vsaka LED ima delovno napetost in enosmerni tok, ki poteka in jo osvetljuje. Če je U napajalnika, recimo, 1,5 volta in po potnem listu mora biti dioda priključena ravno na takšno napetost, potem omejevalni upor ni potreben. Ali pa je možno priključiti tri LED diode z delovno napetostjo 0,5 volta, zaporedno z virom napajanja. Poleg tega morajo biti vsi ti polprevodniški elementi iste vrste in blagovne znamke. Vendar je ta situacija izjemno redka in pogosto je napajanje veliko večje od delovne napetosti ene LED.

Kako izračunati upor za LED diode, ki ne samo omejuje tok v tokokrogu, ampak ustvarja tudi padec napetosti. Tokovni omejevalni upor za LED se izračuna na podlagi dobro znanega Ohmovega zakona I \u003d U / R. Od tu je mogoče dodeliti vrednost upora R=U/I. Kjer je U napetost, I je količina enosmernega toka.

Tukaj je najpreprostejši diagram ožičenja za eno LED.

Trenutna moč v serijski povezavi bo enaka, napajalna napetost LED pa mora biti določene vrednosti, pogosto je veliko nižja od tiste, ki napaja celotno vezje. Zato mora upor ugasniti del napetosti, tako da ima priložena LED že določeno vrednost, ki je v njegovem potnem listu navedena kot delovna napetost. To pomeni, da je I (tok) v vezju znan in bo enak I, ki ga porabi dioda, U padca upora pa bo enak razliki med U napajanja in U LED. Če poznamo U na uporu in I, ki gre skozenj, po istem Ohmovem zakonu lahko najdete njegov upor. Če želite to narediti, razdelite padec napetosti na upor s tokom, ki teče skozi vezje.

Po izračunu LED upora mora še vedno ustrezati moči, saj je treba ta U na njem pomnožiti z znanim I celotnega vezja. Tok v katerem koli delu vezja bo enak in zato največji tok, ki teče skozi LED, ne bo presegel toka, ki teče skozi omejevalni upor. V tem primeru je priporočljivo izbrati upor z nekoliko višjo vrednostjo kot z manjšo, to velja tako za upor kot za njegovo moč. Če poznate Ohmov zakon, lahko izračunate tudi upor skozi R LED.

Če ni ustreznega upora z zahtevanim uporom, ga lahko dobimo tako, da več teh elementov povežemo zaporedno ali vzporedno. V tem primeru bo za serijsko povezavo skupni upor vseh uporov enak vsoti vseh, ki so vključeni v to vezje.

In z vzporednico se izračuna po tej formuli

Upoštevati je treba, da se vse to izračuna na podlagi napajalne napetosti, saj se bo z njenim povečanjem povečala tudi moč toka v celotnem vezju. Torej mora napajalnik proizvajati ne le visokokakovostno popravljeno, ampak tudi stabilizirano napetost.

Preklop LED z uporom

O takšni povezavi LED in upora je vredno razpravljati, ko sta dva ali več elementov, ki oddajajo svetlobo, povezani zaporedno. Tudi pri enaki oznaki in vrsti se lahko značilnosti vsake LED nekoliko razlikujejo. Če I teče skozi njo, potem ima svoj notranji R. Poleg tega se bo notranji upor v načinu, ko ga ventil (dioda) vodi in ga ne vodi, bistveno razlikoval. To pomeni, da se bo ob ponovnem vklopu ventila v tem načinu upor znatno razlikoval. V skladu s tem se bo tudi povratna napetost močno razlikovala, kar lahko privede do izgorevanja (okvare).

Da bi preprečili takšne situacije, je priporočljivo, da LED diodo shuntirate z uporom majhne moči z velikim R nekaj sto ohmov. Takšna povezava bo zagotovila izenačitev povratne napetosti na polprevodniških napravah, povezanih v eno vezje, ki proizvajajo svetlobni tok.

Video za izračun LED

LED ima zelo malo notranjega upora, če je priključen neposredno na napajanje, bo tok dovolj visok, da ga izgore. Bakrene ali zlate niti, s katerimi je kristal povezan z zunanjimi sponkami, lahko prenesejo majhne skoke, če pa jih močno presežejo, pregorijo in moč preneha pritekati do kristala. Spletni izračun upora za LED temelji na njenem nazivnem delovnem toku.

1. Spletni kalkulator
2. Glavni parametri
3. Lastnosti poceni ICE

Spletni kalkulator

Da se izognete napakam pri izračunu, vnaprej naredite shemo ožičenja. Spletni kalkulator vam bo pokazal natančen upor v ohmih. Praviloma se izkaže, da upori s to oceno niso na voljo in prikazana vam bo najbližja standardna ocena. Če ni mogoče natančno izbrati odpornosti, uporabite večji apoen. Primerno vrednost lahko dosežete tako, da upor povežete vzporedno ali zaporedno. Izračun upora za LED lahko izpustite, če uporabljate močan spremenljiv ali uravnavalni upor. Najpogostejši tip je 3296 pri 0,5 W. Pri uporabi 12V napajalnika je mogoče zaporedno priključiti do 3 LED diode.

Upori so na voljo v različnih razredih točnosti, 10%, 5%, 1%. To pomeni, da lahko njihov upor v teh mejah zgreši v pozitivni ali negativni smeri.

Ne pozabite upoštevati moči tokovnega omejevalnega upora, to je njegova sposobnost odvajanja določene količine toplote. Če je majhen, se bo pregrel in odpovedal ter s tem prekinil električni tokokrog.

Za določitev polarnosti lahko uporabite majhno napetost ali uporabite testno funkcijo diode na multimetru. Različen od načina merjenja upora, običajno se napaja od 2V do 3V.

glavni parametri

Tudi pri izračunu LED diod je treba upoštevati širjenje parametrov, za poceni bodo največje, za drage pa bolj enake. Če želite preveriti ta parameter, jih morate omogočiti pod enakimi pogoji, torej zaporedno. Z zmanjšanjem toka ali napetosti zmanjšajte svetlost na rahlo svetleče pike. Vizualno boste lahko presodili, nekateri bodo svetleje, drugi medlo. Bolj enakomerno gorijo, manj se razpršijo. Kalkulator LED uporov predpostavlja, da so značilnosti LED čipov idealne, to pomeni, da je razlika nič.

Padec napetosti za običajne modele z nizko porabo do 10 W je lahko od 2 V do 12 V. Ko se moč poveča, se število kristalov v diodi COB poveča, vsak ima padec. Kristali so serijsko povezani zaporedno, nato pa se združijo v vzporedna vezja. Pri moči od 10 W do 100 W se znižanje poveča z 12 V na 36 V.

Ta parameter mora biti določen v tehničnih značilnostih LED čipa in je odvisen od namena:

barve modra, rdeča, zelena, rumena;
tribarvni RGB;
štiribarvni RGBW;
dvobarvna, topla in hladna bela.

Značilnosti poceni ICE

Preden izberete upor za LED na spletnem kalkulatorju, se morate prepričati o parametrih diod. Kitajci na Aliexpressu prodajajo veliko led in jih izdajajo za tiste z blagovno znamko. Najbolj priljubljeni modeli so SMD3014, SMD 3528, SMD2835, SMD 5050, SMD5630, SMD5730. Najslabše stvari se običajno naredijo pod blagovno znamko Epistar.

Kitajci na primer najpogosteje goljufajo na SMD5630 in SMD5730. Številke v oznaki označujejo samo velikost ohišja 5,6 mm krat 3,0 mm. Pri blagovnih znamkah se tako veliko ohišje uporablja za namestitev močnih kristalov z močjo 0,5 W, zato so kupci diod SMD5630 neposredno povezani z močjo 0,5 W. Prebrisani Kitajci to izkoristijo in v ohišje 5630 vgradijo poceni in šibek kristal s povprečno 0,1W, hkrati pa nakazujejo porabo energije 0,5W.

Kitajska led svetilka za koruzo

Dober primer bi bile avtomobilske svetilke in LED koruza, ki so opremljene z velikim številom šibkih in nizkokakovostnih LED čipov. Povprečen kupec verjame, da več kot je LED, bolje sveti in večja je moč.

Avtomobilske luči na najšibkejšem ledu 0,1W

Da bi prihranili denar, moji kolegi LED iščejo dostojne LED diode na Aliexpressu. Iščejo dobrega prodajalca, ki obljublja določene parametre, naroča, na dostavo čaka mesec dni. Po testih se je izkazalo, da je kitajski prodajalec goljufal in prodajal kramo. Imeli boste srečo, če pridejo že sedmič spodobne diode in ne smeti. Običajno bodo naredili 5 naročil, in ko niso dosegli rezultata, gredo naročilo v domačo trgovino, ki lahko opravi zamenjavo.

Navadna majhna LED je videti kot plastična stožčasta leča na prevodnih nogah, znotraj katerih sta katoda in anoda. Na diagramu je LED upodobljena kot običajna dioda, iz katere je oddana svetloba prikazana s puščicami. Torej LED služi za proizvodnjo svetlobe, ko se elektroni premikajo od katode do anode, se oddaja vidna svetloba.

Izum LED sega v daljna sedemdeseta leta prejšnjega stoletja, ko so za proizvodnjo svetlobe uporabljali žarnice z žarilno nitko. Toda danes, na začetku 21. stoletja, so LED diode končno prevzele mesto najučinkovitejših virov električne svetlobe.

Kje je "plus" LED in kje "minus"?

Če želite pravilno priključiti LED na vir napajanja, morate najprej upoštevati polarnost. Anoda LED je priključena na plus "+" vira napajanja, katoda pa na minus "-". Katoda, povezana z minusom, ima kratek izhod, anoda je dolga - dolga noga LED - do plus "+" vira napajanja.

Poglejte v notranjost LED: velika elektroda je katoda, njena - v minus, majhna elektroda, ki je videti kot samo konec noge - v plus. In poleg katode ima LED leča ravno rez.

Spajkalnika ne držite dolgo na nogi

Previdno in hitro spajkajte vodnike LED, saj se polprevodniški spoj zelo boji odvečne toplote, zato se morate spajkalnika na kratko dotakniti s konico spajkane noge, nato pa spajkalnik vzeti na stran. Bolje je, da med spajkanjem držite spajkano nogo LED s pinceto, da zagotovite, da se toplota za vsak slučaj odstrani iz noge.

Pri testiranju LED je potreben upor

Prišli smo do najpomembnejšega - kako priključiti LED na vir napajanja. Če želite, ga ne smete neposredno priključiti na baterijo ali na napajanje. Če je vaš napajalnik 12 voltov, uporabite 1 kΩ upor zaporedno s preizkušeno LED za varnostno mrežo.

Ne pozabite na polarnost - dolg vodnik do plusa, vodnik od velike notranje elektrode do minusa. Če ne uporabite upora, bo LED hitro izgorela, če nenamerno presežete nazivno napetost, bo skozi p-n spoj tekel velik tok in LED bo skoraj takoj odpovedal.

LED diode so na voljo v različnih barvah, vendar barva sijaja ni vedno določena z barvo LED leče. Bela, rdeča, modra, oranžna, zelena ali rumena - leča je lahko prozorna in jo vklopite - izkazalo se bo, da je rdeča ali modra. Modre in bele LED diode so najdražje. Na splošno na barvo sijaja LED v prvi vrsti vpliva sestava polprevodnika, kot sekundarni dejavnik pa barva leče.

Iskanje vrednosti upora za LED

Upor je povezan zaporedno z LED. Funkcija upora je, da omeji tok, da se približa nazivni vrednosti LED, tako da LED ne takoj izgori in bi delovala v običajnem nazivnem načinu. Upoštevamo naslednje začetne podatke:

Vps - napajalna napetost;

Vdf je padec napetosti naprej na LED v normalnem načinu;

Če - nazivni tok LED v normalnem načinu sijanja.

Zdaj, preden najdemo , ugotavljamo, da bo tok v zaporednem vezju konstanten, enak v vsakem elementu: tok If skozi LED bo enak toku Ir skozi omejevalni upor.

Zato Ir = Če. Toda Ir = Ur/R - po Ohmovem zakonu. In Ur \u003d Vps-Vdf. Tako je R = Ur/Ir = (Vps-Vdf)/If.

Se pravi, če poznate napetost napajalnika, padec napetosti na LED in njen nazivni tok, lahko preprosto izberete ustrezen omejevalni upor.

Če najdene vrednosti upora ni mogoče izbrati iz standardne serije vrednosti uporov, se vzame upor nekoliko večje vrednosti, na primer namesto najdenih 460 Ohmov vzamejo 470 Ohmov, ki jih je vedno enostavno najti. Svetlost LED diode se bo zelo rahlo zmanjšala.

Primer izbire upora:

Recimo, da obstaja 12-voltni napajalnik in LED, ki potrebuje 1,5 voltov in 10 mA, da normalno sveti. Izberimo gasilni upor. Upor naj pade za 12-1,5 = 10,5 voltov, tok v zaporednem vezju (napajalnik, upor, LED) pa mora biti 10 mA, torej iz Ohmovega zakona: R = U / I = 10,5 / 0,010 = 1050 ohmov. Izberemo 1,1 kOhm.

Kako velik bi moral biti upor? Če je R = 1100 Ohm in je tok 0,01 A, se bo po zakonu Joule-Lenz toplotna energija Q \u003d I * I * R = 0,11 J sprostila na uporu vsako sekundo, kar je enako do 0,11 W. Upor z močjo 0,125 W bo dovolj, celo marža bo ostala.

Serijska povezava LED diod

Če je vaš cilj povezati več LED diod v en sam vir svetlobe, potem je najbolje, da povežete zaporedno. To je potrebno, da vsaka LED nima svojega upora, da se izognemo nepotrebnim izgubam energije. Za serijsko povezavo so najbolj primerne LED diode istega tipa, iz iste serije.

Recimo, da morate serijsko povezati 8 LED diod z napetostjo 1,4 volta vsaka s tokom 0,02 A, da se povežete z 12-voltnim virom napajanja. Očitno bo skupni tok 0,02 A, skupna napetost pa bo 11,2 volta, zato bi moral upor razpršiti 0,8 volta pri toku 0,02 A. R \u003d U / I \u003d 0,8 / 0,02 \u003d 40 ohmov. Izberemo 43 ohmski upor minimalne moči.

Vzporedna povezava LED nizov ni najboljša možnost

Če obstaja izbira, so LED diode najbolje povezane zaporedno, ne vzporedno. Če prek enega skupnega upora vzporedno povežete več LED diod, potem zaradi širjenja parametrov LED diod vsaka od njih ne bo enakopravna z drugimi, nekatere bodo svetleje svetile in prevzele več toka, nekatere pa, nasprotno, bo zatemnjena. Posledično bodo nekatere LED diode zaradi hitre razgradnje kristala izgorele prej. Bolje je, da LED diode povežete vzporedno, če ni alternative, uporabite drugačen omejevalni upor za vsako verigo.