Galvenais parametrs, kas ietekmē LED izturību, ir elektriskā strāva, kuras vērtība ir stingri standartizēta katram LED elementa veidam. Viens izplatīts veids, kā ierobežot maksimālo strāvu, ir izmantot ierobežojošo rezistoru. Gaismas diodes rezistoru var aprēķināt, neizmantojot sarežģītus aprēķinus, pamatojoties uz Ohma likumu, izmantojot diodes parametru tehniskās vērtības un spriegumu komutācijas ķēdē.
Saturs
LED ieslēgšanas iespējas
Strādājot pēc tāda paša principa kā taisngriežu diodēm, gaismu izstarojošiem elementiem tomēr ir atšķirīgas iezīmes. Vissvarīgākie no tiem ir:
- Ārkārtīgi negatīva jutība pret reversās polaritātes spriegumu. LED, kas pievienots ķēdei ar nepareizu polaritāti, gandrīz uzreiz neizdodas.
- Šaurs pieļaujamās darba strāvas diapazons caur p-n pāreju.
- Pārejas pretestības atkarība no temperatūras, kas raksturīga lielākajai daļai pusvadītāju elementu.
Pēdējais punkts ir jāapspriež sīkāk, jo tas ir galvenais dzēšanas rezistora aprēķināšanai. Izstarojošo elementu dokumentācijā ir norādīts pieļaujamais nominālās strāvas diapazons, kurā tie turpina darboties un nodrošina noteiktos starojuma raksturlielumus. Vērtības nenovērtēšana nav letāla, bet noved pie spilgtuma samazināšanās. Sākot no noteiktas robežvērtības, strāvas pāreja caur pāreju apstājas, un spīdums nebūs.
Strāvas pārsniegšana vispirms noved pie mirdzuma spilgtuma palielināšanās, bet krasi samazinās kalpošanas laiks. Turpmāks palielinājums izraisa elementa atteici. Tādējādi LED rezistoru izvēles mērķis ir ierobežot maksimālo pieļaujamo strāvu sliktākajos apstākļos.
Spriegumu pusvadītāju krustojumā ierobežo tajā notiekošie fizikālie procesi, un tas ir šaurā diapazonā no aptuveni 1-2 V. 12 voltu gaismas diodes, kas bieži tiek uzstādītas uz automašīnām, var saturēt virknē savienotu elementu ķēdi vai ierobežojošu elementu. shēma iekļauta dizainā.
Kāpēc jums ir nepieciešams LED rezistors?
Ierobežojošo rezistoru izmantošana, ieslēdzot gaismas diodes, ir, lai arī ne visefektīvākais, bet vienkāršākais un lētākais risinājums strāvas ierobežošanai pieļaujamās robežās. Shēmu risinājumus, kas ļauj ar augstu precizitāti stabilizēt strāvu emitētāja ķēdē, ir diezgan grūti atkārtot, un gataviem ir augstas izmaksas.
Rezistoru izmantošana ļauj patstāvīgi veikt apgaismojumu un fona apgaismojumu. Galvenais šajā gadījumā ir prasme izmantot mērinstrumentus un minimālas lodēšanas prasmes. Labi izstrādāts ierobežotājs, ņemot vērā iespējamās pielaides un temperatūras svārstības, ar minimālām izmaksām spēj nodrošināt normālu gaismas diožu darbību visā deklarētajā kalpošanas laikā.
Gaismas diožu paralēlais un seriālais savienojums
Lai apvienotu jaudas ķēžu parametrus un gaismas diožu raksturlielumus, ir plaši izplatīts vairāku elementu seriālais un paralēlais savienojums. Katram savienojuma veidam ir gan priekšrocības, gan trūkumi.
Paralēlais savienojums
Šāda savienojuma priekšrocība ir tikai viena ierobežotāja izmantošana visai ķēdei. Jāatzīmē, ka šī priekšrocība ir vienīgā, tāpēc paralēlais savienojums praktiski nav atrasts, izņemot zemas kvalitātes rūpniecības izstrādājumus. Trūkumi ir:
- Ierobežojošā elementa jaudas izkliede palielinās proporcionāli paralēli pievienoto gaismas diožu skaitam.
- Elementu parametru izkliede izraisa nevienmērīgu strāvu sadalījumu.
- Viena emitētāja izdegšana noved pie visu pārējo lavīnai līdzīgas atteices, jo palielinās sprieguma kritums paralēli savienotajā grupā.
Savienojums nedaudz palielina ekspluatācijas īpašības, kur strāvu caur katru izstarojošo elementu ierobežo atsevišķs rezistors. Precīzāk, tas ir atsevišķu ķēžu paralēls savienojums, kas sastāv no gaismas diodēm ar ierobežojošiem rezistoriem.Galvenā priekšrocība ir lielāka uzticamība, jo viena vai vairāku elementu atteice nekādā veidā neietekmē pārējo darbību.
Trūkums ir fakts, ka LED parametru izplatības un pretestības vērtības tehnoloģiskās pielaides dēļ atsevišķu elementu spīduma spilgtums var ievērojami atšķirties. Šāda shēma satur lielu skaitu radio elementu.
Paralēlais savienojums ar atsevišķiem ierobežotājiem tiek izmantots zemsprieguma ķēdēs, sākot ar minimumu, ko ierobežo sprieguma kritums p-n krustojumā.
Sērijas savienojums
Izstarojošo elementu sērijveida savienojums ir kļuvis visizplatītākais, jo virknes ķēdes neapšaubāmā priekšrocība ir absolūta strāvas vienādība, kas iet caur katru elementu. Tā kā strāva caur vienu ierobežojošo rezistoru un caur diodi ir vienāda, tad jaudas izkliede būs minimāla.
Būtisks trūkums ir tas, ka vismaz viena elementa atteice novedīs pie visas ķēdes nedarbošanās. Sērijas savienojumam ir nepieciešams paaugstināts spriegums, kura minimālā vērtība palielinās proporcionāli iekļauto elementu skaitam.
jaukta iekļaušana
Liela skaita emitētāju izmantošana ir iespējama, veicot jauktu savienojumu, kad tiek izmantotas vairākas paralēli savienotas ķēdes, un viena ierobežojoša rezistora un vairāku gaismas diožu virknes savienojumu.
Viena elementa izdegšana novedīs pie tikai vienas ķēdes, kurā šis elements ir uzstādīts, nedarbošanās.Pārējais darbosies pareizi.
Rezistoru aprēķinu formulas
Gaismas diožu rezistoru pretestības aprēķins ir balstīts uz Ohma likumu. Sākotnējie parametri, kā aprēķināt LED rezistoru, ir:
- ķēdes spriegums;
- LED darba strāva;
- sprieguma kritums izstarojošajai diodei (LED barošanas spriegums).
Pretestības vērtību nosaka pēc izteiksmes:
R = U/I
kur U ir sprieguma kritums pāri rezistoram un I ir tiešā strāva caur LED.
Gaismas diodes sprieguma kritumu nosaka pēc izteiksmes:
U \u003d Upit — Usv,
kur Upit ir ķēdes spriegums un Usv ir datu plāksnītes sprieguma kritums pāri izstarojošajai diodei.
Aprēķinot gaismas diodes rezistoram, tiek iegūta pretestības vērtība, kas nebūs standarta vērtību diapazonā. Jums ir jāņem rezistors ar pretestību, kas ir vistuvāk aprēķinātajai vērtībai lielākajā pusē. Tas ņem vērā iespējamo sprieguma pieaugumu. Vērtību labāk ņemt nākamo pretestību sērijā. Tas nedaudz samazinās strāvu caur diodi un samazinās mirdzuma spilgtumu, bet tajā pašā laikā visas barošanas sprieguma un diodes pretestības lieluma izmaiņas (piemēram, mainoties temperatūrai) tiek izlīdzinātas.
Pirms pretestības vērtības izvēles jānovērtē iespējamais strāvas un spilgtuma samazinājums, salīdzinot ar to, kas norādīts pēc formulas:
(R — Rst)R•100%
Ja iegūtā vērtība ir mazāka par 5%, tad jāņem lielāka pretestība, ja no 5 līdz 10%, tad varat aprobežoties ar mazāku.
Tikpat svarīgs parametrs, kas ietekmē darbības uzticamību, ir strāvas ierobežojošā elementa jaudas izkliede. Strāva, kas iet caur sekciju ar pretestību, izraisa tā sasilšanu.Lai noteiktu jaudu, kas tiks izkliedēta, izmantojiet formulu:
P = U•U/R
Izmantojiet ierobežojošo rezistoru, kura jaudas izkliede pārsniegs aprēķināto vērtību.
Piemērs:
Ir LED ar sprieguma kritumu pāri 1,7 V ar nominālo strāvu 20 mA. Tam jābūt savienotam ar 12 V ķēdi.
Sprieguma kritums ierobežojošajam rezistoram ir:
U = 12 - 1,7 = 10,3 V
Rezistoru pretestība:
R \u003d 10,3 / 0,02 \u003d 515 omi.
Tuvākā augstākā vērtība standarta diapazonā ir 560 omi. Ar šo vērtību strāvas samazinājums salīdzinājumā ar iestatīto vērtību ir nedaudz mazāks par 10%, tāpēc nav nepieciešams ņemt lielāku vērtību.
Izkliedētā jauda vatos:
P = 10,3•10,3/560 = 0,19 W
Tādējādi šai ķēdei varat izmantot elementu ar pieļaujamo izkliedes jaudu 0,25 W.
LED lentes pievienošana
LED sloksnes ir pieejamas dažādiem barošanas spriegumiem. Uz lentes ir virknē savienotu diožu ķēde. Diožu skaits un ierobežojošo rezistoru pretestība ir atkarīga no lentes barošanas sprieguma.
Visizplatītākie LED sloksņu veidi ir paredzēti savienošanai ar 12 V ķēdi. Šeit ir iespējams arī izmantot augstāku sprieguma vērtību darbam. Lai pareizi aprēķinātu rezistoru, ir jāzina strāva, kas plūst caur vienu lentes daļu.
Lentes garuma palielināšanās izraisa proporcionālu strāvas pieaugumu, jo minimālās sekcijas ir tehnoloģiski savienotas paralēli. Piemēram, ja segmenta minimālais garums ir 50 cm, tad 5 m lentei no 10 šādiem segmentiem strāvas patēriņš palielināsies 10 reizes.
Līdzīgi raksti:
