LED to półprzewodnikowy element wykorzystywany do oświetlenia. Jest stosowany w latarkach, lampach, oprawach i innych urządzeniach oświetleniowych. Zasada jego działania polega na tym, że gdy prąd przepływa przez diodę elektroluminescencyjną, fotony uwalniane są z powierzchni materiału półprzewodnikowego, a dioda zaczyna świecić.
Obliczanie rezystora dla diody LED
Niezawodne działanie diody LED zależy od przepływającego przez nią prądu . Przy niskich wartościach po prostu nie będzie świecić, a jeśli aktualna wartość zostanie przekroczona, właściwości elementu pogorszą się, aż do jego zniszczenia. Jednocześnie mówią - dioda LED się przepaliła. Aby wykluczyć możliwość awarii tego półprzewodnika, konieczne jest wybranie rezystora w obwodzie z dołączonym rezystorem. Ograniczy to prąd w obwodzie do optymalnych wartości.
Obliczanie oceny odporności
Do działania elementu radiowego konieczne jest doprowadzenie do niego zasilania. Zgodnie z prawem Ohma, im większy opór odcinka obwodu, tym mniej prądu przez niego przepływa. Niebezpieczna sytuacja występuje, gdy w obwodzie płynie większy prąd niż oczekiwano, ponieważ każdy element nie wytrzymuje większego obciążenia prądem.
Rezystancja diody LED jest nieliniowa. Oznacza to, że gdy napięcie dostarczane do tego elementu zmienia się, przepływający przez niego prąd zmienia się nieliniowo. Możesz to sprawdzić, jeśli znajdziesz charakterystykę woltamperową dowolnej diody, w tym emitującą światło. Gdy energia jest dostarczana poniżej napięcia początkowego złącza p - n, prąd przez diodę LED jest niski, a element nie działa. Gdy tylko ten próg zostanie przekroczony, prąd w elemencie gwałtownie rośnie i zaczyna świecić.
Jeśli zasilacz jest podłączony bezpośrednio do diody LED, dioda ulegnie awarii, ponieważ nie jest przeznaczona do takiego obciążenia. Aby tego uniknąć, musisz ograniczyć prąd przepływający przez diodę LED za pomocą opornika balastowego lub obniżyć napięcie na ważnym dla nas półprzewodniku.
Rozważ najprostszy schemat połączeń (rysunek 1). Źródło prądu stałego jest połączone szeregowo przez rezystor z pożądaną diodą LED, której charakterystyka musi być znana. Możesz to zrobić w Internecie, pobierając opis (arkusz informacyjny) do określonego modelu lub znajdując żądany model w katalogach. Jeśli nie można znaleźć opisu, możesz w przybliżeniu określić spadek napięcia na diodzie LED według jego koloru:
- Podczerwień - do 1, 9 V.
- Czerwony - od 1, 6 do 2, 03 V.
- Pomarańczowy - od 2, 03 do 2, 1 V.
- Żółty - od 2, 1 do 2, 2 V.
- Zielony - od 2, 2 do 3, 5 V.
- Niebieski - od 2, 5 do 3, 7 V.
- Fioletowy - 2, 8 do 4 V.
- Promieniowanie ultrafioletowe - od 3, 1 do 4, 4 V.
- Biały - od 3 do 3, 7 V.
Rysunek 1 - Schemat połączeń LED
Prąd w obwodzie można porównać z ruchem płynu przez rurkę. Jeśli istnieje tylko jedna ścieżka przepływu, wówczas siła prądu (prędkość przepływu) w całym obwodzie będzie taka sama. Dokładnie tak dzieje się w obwodzie na ryc. 1. Zgodnie z prawem Kirchhoffa suma spadków napięcia na wszystkich elementach zawartych w obwodzie dla przepływu jednego prądu jest równa EMF tego obwodu (wskazana w literze 1 literą E). Z tego można wywnioskować, że napięcie padające na rezystor ograniczający prąd powinno być równe różnicy między napięciem zasilającym a jego spadkiem na diodzie LED.
Ponieważ prąd w obwodzie musi być taki sam, to przez rezystor i diodę LED prąd jest taki sam. Aby zapewnić stabilne działanie elementu półprzewodnikowego, zwiększyć jego wskaźniki niezawodności i trwałości, prąd przez niego musi mieć określone wartości określone w jego opisie. Jeśli nie można znaleźć opisu, można przyjąć przybliżoną wartość prądu wynoszącą 10 miliamperów. Po określeniu tych danych można już obliczyć wartość rezystancji rezystora dla diody LED. Jest to określone przez prawo Ohma. Rezystancja rezystora jest równa stosunkowi spadku napięcia na nim do prądu w obwodzie. Lub w formie symbolicznej:
R = U (R) / I,
gdzie U (R) to spadek napięcia na rezystorze
I - prąd w obwodzie
Obliczanie U (R) na rezystorze:
U (R) = E - U (Led)
gdzie U (Led) to spadek napięcia na elemencie LED.
Korzystając z tych wzorów, otrzymujesz dokładną wartość rezystancji rezystora. Jednak przemysł produkuje tylko standardowe wartości rezystancji, tak zwaną serię ocen. Dlatego po obliczeniach trzeba będzie dokonać wyboru istniejącej wartości rezystancji. Musisz wybrać nieco większy rezystor niż okazało się w obliczeniach, dzięki czemu uzyskasz ochronę przed przypadkowym nadmiernym napięciem w sieci. Jeśli trudno jest wybrać element bliski wartości, możesz spróbować połączyć dwa rezystory szeregowo lub równolegle.
Wybór mocy rezystora
Jeśli wybierzesz oporność o mniejszej mocy niż to konieczne w obwodzie, po prostu zawiedzie. Obliczenie mocy rezystora jest dość proste, należy pomnożyć spadek napięcia na nim przez prąd płynący w tym obwodzie. Następnie musisz wybrać opór o mocy nie mniejszej niż obliczona.
Przykład obliczeniowy
Mamy zasilacz 12V, zieloną diodę LED. Konieczne jest obliczenie rezystancji i mocy rezystora ograniczającego prąd. Potrzebny nam spadek napięcia na zielonej diodzie LED wynosi 2, 4 V, prąd znamionowy wynosi 20 mA. Stąd obliczamy incydent napięcia na stateczniku.
U (R) = E - U (Led) = 12 V - 2, 4 V = 9, 6 V.
Wartość oporu:
R = U (R) / I = 9, 6 V / 0, 02 A = 480 omów.
Wartość mocy:
P = U (R) ⋅ I = 9, 6 V ⋅ 0, 02 A = 0, 192 W.
Z serii standardowych rezystancji wybieramy 487 omów (seria E96), a moc można wybrać 0, 25 wata. Taki rezystor należy zamówić.
W przypadku konieczności podłączenia kilku diod LED szeregowo, można również podłączyć je do źródła zasilania za pomocą tylko jednego rezystora, który pochłonie nadmiar napięcia. Oblicza się go zgodnie z powyższymi wzorami, jednak zamiast jednego napięcia stałego U (Led) należy wziąć sumę napięć bezpośrednich wymaganych diod LED.
Jeśli chcesz połączyć kilka elementów emitujących światło równolegle, dla każdego z nich musisz obliczyć własny rezystor, ponieważ każdy z półprzewodników może mieć własne napięcie przewodzące. Obliczenia dla każdego obwodu w tym przypadku są podobne do obliczeń jednego rezystora, ponieważ wszystkie są połączone równolegle z tym samym źródłem zasilania, a jego wartość do obliczenia każdego obwodu jest taka sama.
Kroki obliczeniowe
Aby wykonać prawidłowe obliczenia, wykonaj następujące czynności:
- Wyjaśnienie napięcia stałego i prądu LED.
- Obliczenie spadku napięcia na żądanym oporniku.
- Obliczanie rezystancji rezystora.
- Wybór rezystancji z zakresu standardowego.
- Obliczanie i wybór mocy.
Kalkulator LED online
Możesz wykonać to proste obliczenie samodzielnie, ale łatwiej i skuteczniej jest użyć kalkulatora do obliczenia rezystora dla diody LED. Jeśli wpiszesz takie zapytanie w wyszukiwarce, istnieje wiele witryn oferujących automatyczne liczenie. Wszystkie niezbędne formuły w tym narzędziu są już wbudowane i działają natychmiast. Niektóre usługi natychmiast oferują także wybór elementów. Trzeba będzie tylko wybrać najbardziej odpowiedni kalkulator do obliczania diod LED, a tym samym zaoszczędzić czas.
Internetowy kalkulator LED nie jest jedynym sposobem na zaoszczędzenie czasu w obliczeniach. Obliczanie tranzystorów, kondensatorów i innych elementów dla różnych obwodów od dawna jest zautomatyzowane w Internecie. Pozostaje tylko kompetentne korzystanie z wyszukiwarki w celu rozwiązania tych problemów.
Diody LED są optymalnym rozwiązaniem dla wielu zadań oświetleniowych w domu, biurze i produkcji. Zwróć uwagę na urządzenia Ledz. Jest to najlepszy stosunek ceny do jakości produktów oświetleniowych, przy ich użyciu nie trzeba samodzielnie wykonywać obliczeń i montować sprzętu oświetleniowego.
# s3gt_translate_tooltip_mini (display: brak! ważne; )