Ponieważ dioda LED jest urządzeniem półprzewodnikowym, wówczas po włączeniu obwodu należy zachować biegunowość. Dioda LED ma dwa przewody, z których jeden to katoda ("minus"), a druga to anoda ("plus").
Dioda LED będzie świecić tylko bezpośrednie włączanie, jak pokazano
Po ponownym włączeniu dioda LED nie zaświeci się. Co więcej, możliwe uszkodzenie diody LED przy niskich dopuszczalnych wartościach napięcia wstecznego.
Zależności natężenia prądu od napięcia z korkami bezpośrednimi (niebieska krzywa) i odwrotną (czerwona krzywa) pokazano na poniższym rysunku. Nie jest trudno ustalić, czy każda wartość napięcia odpowiada własnej wartości prądu płynącego przez diodę. Im wyższe napięcie, tym wyższy prąd (i wyższa jasność). Dla każdej LED obowiązują wartości napięcia zasilania Umax i Umaxobr (odpowiednio dla przełączania bezpośredniego i wstecznego). Kiedy napięcie zostanie osiągnięte powyżej tych wartości, nastąpi awaria elektryczna, w wyniku czego dioda LED nie działa. Istnieje również minimalna wartość napięcia zasilania Umin, przy której świeci dioda LED. Zakres napięć zasilania pomiędzy Umin i Umax nazywa się strefą "roboczą", ponieważ tutaj zapewniona jest praca diody LED.
1. Jest jedna dioda LED, jak podłączyć ją poprawnie w najprostszym przypadku?
Aby prawidłowo podłączyć diodę LED w najprostszym przypadku, należy podłączyć ją przez rezystor ograniczający prąd.
Przykład 1
Jest dioda LED o napięciu roboczym 3 V i prądzie roboczym 20 mA. Konieczne jest podłączenie go do źródła o napięciu 5 woltów.
Oblicz rezystancję rezystora ograniczającego prąd
R = Absolute / LED
U gaszenia = U moc - U LED
Moc = 5 V
LED = 3 V
Diody LED = 20 mA = 0,02 A
R = (5-3) / 0,02 = 100 omów = 0,1 kΩ
Oznacza to, że musisz wziąć rezystor 100 omów
P.S. Możesz użyć kalkulatora on-line do obliczenia rezystora dla diody LED
2. Jak podłączyć wiele diod LED?
Łączymy kilka diod LED szeregowo lub równolegle, obliczając wymagane rezystancje.
Przykład 1
Istnieją diody LED o napięciu roboczym 3 V i prądzie roboczym 20 mA. Konieczne jest podłączenie 3 diod LED do źródła 15 woltów.
Wykonaj obliczenia: 3 diody LED o napięciu 3 woltów = 9 woltów, czyli 15 woltowe źródło wystarcza do włączenia diod LED w szeregu
Obliczenia są podobne do poprzedniego przykładu.
R = Absolute / LED
Moc = 15 V
LED = 3 V
Diody LED = 20 mA = 0,02 A
R = (15-3 * 3) / 0,02 = 300 omów = 0,3 kΩ
Przykład 2
Niech będą diody LED o napięciu roboczym 3 V i prądzie roboczym 20 mA. Konieczne jest podłączenie 4 diod LED do źródła 7 woltów
Wykonujemy obliczenia: 4 diody LED dla 3 woltów = 12 woltów, więc nie mamy wystarczająco dużo napięcia, aby połączyć diody LED szeregowo, więc połączymy je szeregowo i równolegle. Dzielimy je na dwie grupy po 2 diody LED. Teraz należy wykonać obliczenia rezystorów ograniczających prąd. Podobnie jak w poprzednich punktach, wykonujemy obliczenia prądowych rezystorów ograniczających dla każdego odgałęzienia.
R = Absolute / LED
UDue = U power - N * LED
Moc = 7 V
LED = 3 V
Diody LED = 20 mA = 0,02 A
R = (7-2 * 3) / 0,02 = 50 omów = 0,05 kΩ
Ponieważ diody LED w gałęziach mają te same parametry, opory w gałęziach są takie same.
Przykład 3
Jeżeli istnieją diody LED różnych marek, to łączymy je w taki sposób, aby w każdym oddziale były diody LED tylko jednego typu (lub z takim samym prądem roboczym). Jednocześnie nie jest konieczne przestrzeganie tego samego napięcia, ponieważ dla każdego odgałęzienia obliczamy nasz własny opór
Na przykład jest 5 różnych diod LED:
Pierwsze czerwone napięcie 3 V 20 mA
Drugie zielone napięcie 2,5 V 20 mA
3 niebieskie napięcie 3 V 50 mA
Czwarte białe napięcie 2,7 V 50 mA
5. żółte napięcie 3,5 V 30 mA
Ponieważ dzielimy diody LED na grupy według prądu
1) 1 i 2
2) 3 i 4
3) 5
obliczamy dla każdego rezystora w gałęzi:
R = Absolute / LED
Gaszenie = U mocy - (Y LED + Y LED X + ...)
Moc = 7 V
LED1 = 3 V
LED2 = 2,5 V
Diody LED = 20 mA = 0,02 A
R1 = (7- (3 + 2,5)) / 0,02 = 75 omów = 0,075 kΩ
podobnie
R2 = 26 omów
R3 = 117 Ohm
Podobnie można ustawić dowolną liczbę diod LED.
WAŻNA INFORMACJA !!!
Przy obliczaniu rezystancji granicznej uzyskuje się wartości liczbowe, które nie mieszczą się w standardowym zakresie rezystancji. W związku z tym dobieramy rezystor o rezystancji nieco większej niż obliczono.
3. Co się stanie, jeśli występuje źródło napięcia o napięciu 3 woltów (i mniej) oraz dioda LED o napięciu roboczym 3 woltów?
Dopuszczalne jest (ALE UNDESIRABLE) włączenie diody LED w obwodzie bez ograniczania prądu. Wady są oczywiste - jasność zależy od napięcia zasilania. Lepiej jest korzystać z konwerterów DC-DC (konwerterów napięcia).
4. Czy można włączyć kilka diod LED o tym samym napięciu roboczym 3 woltów równolegle względem siebie o wartości 3 woltów (i mniej)? W tak "chińskich" lampionach.
Ponownie, jest to dopuszczalne w praktyce amatorskiego radia. Wady takiego włączenia: ponieważ diody LED mają pewną zmienność parametrów, obserwowany będzie następujący obraz, niektóre będą jaśniejsze, a inne ciemniejsze, co nie jest estetyczne, co widzimy w powyższych latarkach. Lepiej jest korzystać z konwerterów DC-DC (konwerterów napięcia).
Diody LED o różnych kolorach mają własną strefę napięcia roboczego. Jeśli widzimy 3-woltową diodę LED, może ona dać białe, niebieskie lub zielone światło. Bezpośrednie podłączenie go do źródła zasilania, które generuje więcej niż 3 V, nie może.
Aby obniżyć napięcie na diodzie LED, rezystor jest sekwencyjnie podłączony do obwodu przed nim. Głównym zadaniem elektryka lub amatora będzie wybór właściwego oporu.
Nie jest to szczególnie trudne. Najważniejsze to znać parametry elektryczne żarówki LED, zapamiętać prawo Ohma i definicję aktualnej mocy.
R = U na rezystorze / LED
LED jest dopuszczalny prąd dla LED. Jest to koniecznie wskazane w charakterystyce urządzenia wraz z bezpośrednim spadkiem napięcia. Prąd płynący przez obwód nie może przekraczać dopuszczalnej wartości. Może to spowodować uszkodzenie urządzenia LED.
Często na gotowych do użycia urządzeniach LED zapisują moc (W) i napięcie lub prąd. Ale znając dwie z tych cech, zawsze można znaleźć trzecią. Najprostsze urządzenia oświetleniowe zużywają około 0,06 wata mocy.
Po podłączeniu szeregowym całkowite napięcie źródła zasilania U składa się z U na pow. i na ledzie. Następnie U na res. = U-U na diodzie LED
Załóżmy, że musisz podłączyć lampę LED z bezpośrednim napięciem 3 V i prądem 20 mA do źródła zasilania 12 woltów. Otrzymujemy:
R = (12-3) / 0,02 = 450 omów.
Zwykle opór jest podejmowany z marginesem. W tym celu prąd jest mnożony przez współczynnik 0,75. Jest to równoznaczne z pomnożeniem rezystancji przez 1,33.
Dlatego konieczne jest przyjęcie rezystancji 450 * 1,33 = 598,5 = 0,6 kOhm lub nieco więcej.
Aby określić moc rezystancji, stosuje się wzór:
P = U² / R = I LED * (U-U na LED)
W naszym przypadku: P = 0,02 * (12-3) = 0,18 W
Takie rezystory mocy nie są dostępne, dlatego konieczne jest przyjęcie najbliższego elementu o dużej wartości, czyli 0,25 W. Jeśli nie masz rezystora o mocy 0,25 W, możesz połączyć równolegle dwie rezystancje o niższej mocy.
Podobnie, rezystor jest obliczany, jeśli kilka 3-woltowych diod LED jest połączonych szeregowo szeregowo. W tym przypadku całkowite napięcie wszystkich żarówek jest odejmowane od całkowitego napięcia.
Wszystkie diody LED girlandy kilku żarówek powinny być identyczne, aby ten sam stały prąd przepływał przez obwód.
Maksymalną liczbę żarówek można podzielić dzieląc sieć U przez jedną diodę LED i współczynnik bezpieczeństwa 1,15.
N = 12: 3: 1,15 = 3,48
Do źródła 12 woltów można bezpiecznie podłączyć 3 emitujące światło półprzewodniki o napięciu 3 woltów i uzyskać jasny blask każdego z nich.
Siła takiego girlandy jest raczej niewielka. To jest zaleta Żarówki LED. Nawet duży feston zużyje minimalną ilość energii. Projektanci z powodzeniem dekorują wnętrza, wykonując oświetlenie mebli i technologii.
Do chwili obecnej produkowane są super jasne modele o napięciu 3 woltów i wyższym dopuszczalnym prądzie. Moc każdego z nich osiąga 1 W i więcej, a korzystanie z takich modeli jest nieco inne. Dioda LED, która zużywa 1-2 W, jest wykorzystywana w modułach do reflektorów punktowych, lamp, reflektorów i oświetlenia w pomieszczeniu roboczym.
Przykładem są produkty firmy CREE, które oferują produkty LED o mocy 1 W, 3 W itp. Są tworzone przez technologie otwierające nowe możliwości w tej branży.
Dioda emitująca światło, podobnie jak człowiek, musi być prawidłowo podawana. Tylko w tym przypadku gwarantuje to długotrwałą i bezproblemową eksploatację. Diody LED mają nieliniową charakterystykę prądowo-napięciową, podobną do konwencjonalnej diody. Dlatego ich moc musi być realizowana przez stały prąd - to jedna z kluczowych zasad.Jeśli go nie zastosujesz, konsekwencje dla diod LED mogą być najgorsze.
Aby ustalić, który schemat zasilania będzie optymalny w danym przypadku, najpierw należy poznać dane początkowe:
Najważniejszymi parametrami są prąd znamionowy i maksymalny. Przy nominalnej charakterystyki świetlnej są zwykle znormalizowane - natężenie światła w kandelach lub strumień świetlny w lumenach. Maksymalny prąd jest wartością graniczną, przy której urządzenie to może być obsługiwane. Wartości tych parametrów w nowoczesnych jednoukładowych urządzeniach wahają się od kilku mA do 3 A.
Spadek napięcia w kierunku przewodzenia to napięcie zasilania diod LED, które spada na złącze pn przy prądzie znamionowym. Jego wartość jest przydatna przy obliczaniu parametrów wyjściowych źródła zasilania.
Maksymalna temperatura obudowy i złącza pn, maksymalne napięcie wsteczne są również ważnymi parametrami, ale w przypadkach, w których obserwuje się bieżące tryby, a obwód nie zapewnia przełączania wstecznego, można je zignorować.
Przy produkcji dowolnego urządzenia własnymi rękami, konieczne jest określenie parametrów źródła, które będzie zasilać diody LED. Sieć 220 V akumulator samochodowy dla napięcia 12 V lub prostych baterii - w każdym przypadku konieczne jest określenie zakresu napięcia zasilania, to jest jego minimalnej i maksymalnej wartości. Dla sieci 220 V podano tolerancję ± 10% (ale nie zawsze jest to przestrzegane). Akumulator uwzględnia napięcie po pełnym naładowaniu i rozładowaniu. Z bateriami i wszystko jest jasne.
W przypadku autonomicznych źródeł zasilania ważna jest również znajomość ich pojemności i maksymalnego prądu wyjściowego.
Pozwól, że zadanie będzie wykonywać własnymi rękami prymitywny, zasilany pojedynczą baterią. Weźmy na przykład LED C503C (CREE) z prąd znamionowy I LED = 20 mA i spadek napięcia U LED = 3,2 V.
Jako źródło zasilania stosujemy baterię litową o napięciu 3,7 V (jeśli używasz baterii paluszkowych, wtedy nie będziesz w stanie jej wykonać).
Jeśli bezpośrednio włączysz diodę LED, prąd płynący przez diodę LED będzie ograniczony tylko wewnętrzną rezystancją baterii, co w najlepszym przypadku doprowadzi do jej bardzo szybkiego rozładowania, aw najgorszym wypadku doprowadzi do awarii diody LED. Najprostszy schemat Włączenia pokazano na poniższym rysunku.
Do ograniczenia prądu służy e R = (U B -U LED) / I LED. W naszym przypadku oporność wyniesie 25 omów.
Wraz ze wzrostem mocy diody obwód stanie się bardziej skomplikowany, ponieważ przy wysokich prądach niepraktyczne jest używanie rezystora - zbyt dużej utraty mocy. Jeśli napięcie zasilania ma duży zakres, obwód ten również nie jest odpowiedni, ponieważ nie zapewnia on bieżącej stabilizacji.
Diody LED zasilane są za pomocą stabilizatorów prądu. Mogą być wykonane na podstawie dyskretnych komponentów i przy użyciu specjalistycznych układów. Sterownik można kupić w gotowej formie, ale możesz sam zrobić sobie rękę - nie jest to trudne, zważywszy, że istnieje wiele schematów i zaleceń w Internecie.
Kolejny ważny punkt w organizacji zasilania półprzewodnikowych źródeł światła: przy łączeniu diod LED w grupy, są one zalecane. Wynika to z faktu, że spadek napięcia na złączu pn ma pewne zróżnicowanie od instrumentu do instrumentu, a prądy przez nie przepływające będą się różnić.
Diody LED zasilania z sieci 220 V, organizowane przez tzw. Sterowniki sieciowe. Zasadniczo to źródła impulsów zasilanie diod LED, przekształcają napięcie sieciowe w stały prąd stały. Trudno jest zrobić takie źródło samodzielnie, jeśli nie jesteś ekspertem w tej dziedzinie, a biorąc pod uwagę szeroką gamę prezentowaną na współczesnym rynku, jest to również niepraktyczne.
W poprzednich artykułach opisano różne problemy z podłączeniem diod LED. Ale w jednym artykule po prostu nie pisz, więc musisz kontynuować ten temat. Omówimy tutaj różne sposoby włączania diod LED.
Jak wspomniano we wspomnianych artykułach, tj. prąd płynący przez niego musi być ograniczony przez rezystor. Jak obliczyć ten rezystor, to już zostało opisane, nie będziemy tu powtarzać, ale formuła, na wszelki wypadek, dajemy ponownie.
Rysunek 1.
Tutaj, Upit. - napięcie zasilania, Upad. - spadek napięcia na diodzie LED, R - rezystancja rezystora ograniczającego, I - prąd przez diodę LED.
Jednak, pomimo całej teorii, chiński przemysł produkuje wszelkiego rodzaju pamiątki, breloczki, zapalniczki, w których dioda LED jest włączana bez ograniczającego rezystora: tylko dwie lub trzy baterie dyskowe i jedna dioda LED. W tym przypadku prąd jest ograniczony wewnętrzną rezystancją baterii, której moc nie jest wystarczająca do spalenia diody LED.
Ale tutaj, oprócz wypalenia, istnieje jeszcze jedna nieprzyjemna właściwość - degradacja diod LED, najbardziej charakterystyczna dla diod białych i niebieskich kolorów: po chwili jasność blasku staje się nieistotna, chociaż prąd płynący przez diodę LED jest dość wystarczający, na poziomie nominalnym.
Nie można powiedzieć, że w ogóle nie świeci, blask ledwie zauważalny, ale to już nie latarka. Jeżeli przy spadku prądu nominalnego nastąpi nie wcześniej niż po roku ciągłej luminescencji, to przy zwiększonym natężeniu zjawisko to może być odczekane za pół godziny. Taki obrót diody LED należy nazwać złym.
Taki schemat można wytłumaczyć jedynie chęcią zaoszczędzenia na jednym rezystorze, lutowiu i kosztach pracy, co wydaje się uzasadnione w przypadku masowej produkcji. Ponadto zapalniczka lub breloczek to rzecz jednorazowa, tania: gaz skończył się albo bateria się wyczerpała - pamiątka została po prostu wyrzucona.
Rysunek 2. Schemat jest zły, ale jest często używany.
Bardzo ciekawe rzeczy uzyskuje się (oczywiście przypadkiem), jeśli podłączymy diodę LED do zasilacza o napięciu wyjściowym 12V i prądzie co najmniej 3A zgodnie z tym schematem: oślepiający błysk pojawia się, głośne klaśnięcie, słychać dym i dusi zapach. Przypomina się więc ta przypowieść: "Czy można patrzeć na słońce przez teleskop? Tak, ale tylko dwa razy. Raz z lewym okiem, drugi z prawą. " Nawiasem mówiąc, podłączenie diody LED bez ograniczającego rezystora jest najczęstszym błędem dla początkujących i chciałbym o tym ostrzec.
Aby poprawić tę sytuację, przedłużyć żywotność diody LED, schemat powinien trochę zmienić.
Rysunek 3. Dobry schemat, poprawny.
Taki schemat należy uznać za dobry lub poprawny. Aby sprawdzić, czy wartość nominalna rezystora R1 jest prawidłowo wskazana, można użyć wzoru pokazanego na rysunku 1. Przyjmujemy, że spadek napięcia na diodzie LED wynosi 2V, prąd wynosi 20 mA, napięcie zasilania wynosi 3 V z powodu użycia dwóch baterii palców.
Ogólnie rzecz biorąc, nie należy dążyć do ograniczenia prądu na poziomie maksymalnego dopuszczalnego prądu 20 mA, możliwe jest zasilanie diody LED przy mniejszym prądzie, a co najmniej miliamperie 15 ... 18. W takim przypadku nastąpi nieznaczny spadek jasności, którego oko ludzkie, ze względu na charakterystykę urządzenia, nie zauważy w ogóle, ale żywotność diody LED znacznie wzrośnie.
Kolejny przykład słabego włączenia diod LED można znaleźć w różnych latarkach, które są już silniejsze niż amulety i zapalniczki. W tym przypadku pewna liczba diod LED, czasem dość dużych, jest po prostu włączana równolegle, a także bez ograniczającego rezystora, który ponownie jest wewnętrznym rezystorem baterii. Te latarki często trafiają do naprawy właśnie z powodu spalania diod LED.
Rysunek 4. Bardzo zły schemat połączeń.
Wydaje się, że obwód pokazany na rysunku 5 może poprawić sytuację - tylko jeden rezystor, a sprawa wydaje się być coraz lepsza.
Rysunek 5. Tak więc trochę lepiej.
Ale takie włączenie trochę pomoże. Faktem jest, że w naturze nie można znaleźć dwóch identycznych urządzenia półprzewodnikowe. Dlatego na przykład tranzystory tego samego typu mają różne wzmocnienia, nawet jeśli pochodzą z tej samej partii produkcyjnej. Tyrystory i symulatory również są różne. Niektóre otwierają się łatwo, podczas gdy inne są tak trudne, że muszą zostać porzucone. To samo można powiedzieć o diodach LED - dwa absolutnie identyczne, zwłaszcza trzy lub całe sterty, są po prostu niemożliwe do znalezienia.
Uwaga na temat. W DataSheet na zespole LED SMD-5050 (trzy niezależne diody LED w jednym pakiecie) nie zaleca się włączenia pokazanego na rysunku 5. Mówią, że ze względu na zmienność parametrów poszczególnych diod LED, może wystąpić zauważalna różnica w ich luminescencji. I wydaje się, że w jednym przypadku!
Oczywiście nie ma zysku na diodach LED, ale jest tak ważny parametr jak spadek napięcia w przód. I nawet jeśli diody LED zostaną pobrane z tej samej partii technologicznej, z tego samego pakietu, to po prostu nie będą w niej dwa identyczne. Dlatego prąd dla wszystkich diod LED będzie różny. Dioda LED, która jest najbardziej aktualna i prędzej czy później przewyższa znamionową, wypali się przed kimkolwiek innym.
W związku z tym niefortunnym zdarzeniem, cały możliwy prąd przejdzie przez dwie pozostałe diody LED, naturalnie przekraczające znamionową. W końcu rezystor został obliczony "na trzy" dla trzech diod LED. Zwiększony prąd spowoduje zwiększone ogrzewanie kryształów LED, a ten, który okazuje się "słabszy", również wypali się. Ostatnia dioda również nie ma nic do roboty, ale podąża za przykładem swoich towarzyszy. Taką reakcję łańcuchową otrzymano.
W tym przypadku słowo "wypalony" oznacza po prostu przerwanie łańcucha. Może się jednak zdarzyć, że w jednej z diod LED pojawi się elementarne zwarcie, a pozostałe dwie diody LED. Oczywiście, będą musieli wyjść, choć pozostaną przy życiu. Kiedy wystąpi taka usterka, rezystor rozgrzeje się i ewentualnie może się zapalić.
Aby temu zapobiec, obwód musi być nieznacznie zmodyfikowany: dla każdej diody LED zainstalować własny rezystor, co pokazano na rys. 6.
Rysunek 6. I tak diody LED będą trwać bardzo długo.
Tutaj wszystko jest zgodne z wymaganiami, wszystko zgodnie z zasadami obwodów elektrycznych: prąd każdej diody LED będzie ograniczony przez rezystor. W tym schemacie prądy przez diody LED są niezależne od siebie.
Ale włączenie to nie powoduje wiele emocji, ponieważ liczba rezystorów jest równa liczbie diod LED. Chciałbym mieć więcej diod LED i mniej rezystorów. Jak być?
Wyjście jest bardzo proste. Każdą diodę LED należy zastąpić łańcuchem połączonych szeregowo diod LED, jak pokazano na rysunku 7.
Rysunek 7. Równoległe włączenie girland.
Ceną za tę poprawę będzie wzrost napięcia zasilania. Jeśli jedna dioda wystarczy tylko trzy woltów, a nawet dwie diody połączone szeregowo, o napięciu nie zapalić. Jakiego napięcia potrzebujesz, aby włączyć girlandę LED? Lub w inny sposób, ile diod LED można podłączyć do źródła zasilania o napięciu, na przykład 12V?
Uwaga Nazywany „festoon” poniżej, powinny być rozumiane nie tylko dekoracje choinkowe, ale również każde urządzenie oświetlające z diodami LED, w którym diody LED są połączone szeregowo lub równolegle. Najważniejsze jest to, że dioda LED nie jest. Garland, ona i w girlandę Afryki!
Aby uzyskać odpowiedź na to pytanie, wystarczy po prostu podzielić napięcie zasilania przez spadek napięcia na diodzie LED. W większości przypadków przy obliczaniu tego napięcia pobiera się 2V. Wtedy okazuje się, że 12/2 = 6. Ale nie wolno nam zapominać, że część napięcia musi pozostać dla rezystora wygaszającego, przynajmniej o wartości 2.
Okazuje się, że tylko 10 V pozostaje na diodach LED, a liczba diod LED zmieni się na 10/2 = 5. W tej sytuacji, aby uzyskać prąd do 20mA, rezystor ograniczający powinien być 2V / 100 omów = 20mA. Moc rezystora będzie wynosić P = U * I = 2V * 20mA = 40 mW.
Takie obliczenie jest uzasadnione, jeśli napięcie diod LED w girlandzie, jak wspomniano, wynosi 2V. Wartość ta jest często uwzględniana w obliczeniach, jako średnia. Ale w rzeczywistości to napięcie zależy od rodzaju diod LED, od koloru blasku. Dlatego przy obliczaniu girlandy należy skupić się na typie diod LED. Spadek napięcia dla diod LED różnych typów podano w tabeli pokazanej na rysunku 8.
Rysunek 8. Spadek napięcia na diodach LED o różnych kolorach.
Tak więc, gdy napięcie zasilania wynosi 12 V, minus spadek napięcia na oporniku ograniczającym prąd, można podłączyć 10 / 3,7 = 2,7027 białych diod LED. Ale nie można odciąć kawałka diody LED, więc można podłączyć tylko dwie diody LED. Wynik ten uzyskuje się, gdy z tabeli przyjmuje się maksymalną wartość spadku napięcia.
Jeśli jednak podstawimy 3V do obliczeń, to jest oczywiste, że możliwe jest podłączenie trzech diod LED. W tym przypadku za każdym razem trzeba skrupulatnie przeliczać rezystancję ograniczającego rezystora. Jeśli rzeczywiste diody LED okażą się na 3,7 V lub wyższe, trzy diody LED mogą się nie zapalać. Więc lepiej pozostać we dwoje.
Zasadniczo nie ma znaczenia, jaki kolor będą miały diody LED, tylko podczas obliczania trzeba będzie wziąć pod uwagę różne spadki napięcia w zależności od koloru diody LED. Najważniejsze jest to, że są zaprojektowane dla jednego prądu. Nie można zebrać kolejnej girlandy diod LED, z których część ma prąd 20 mA, a druga część 10 miliamperów.
Oczywiste jest, że przy prądzie 20mA diody LED o prądzie znamionowym 10mA po prostu się przepalają. Jeśli ograniczymy prąd do 10 mA, wtedy 20 miliamperów nie będzie wystarczająco jasne, tak jak w przełączniku z diodą LED: w nocy widać, nie ma światła dziennego.
Aby ułatwić sobie życie, radioamatorzy opracowują różne programy kalkulacyjne, które ułatwiają wszelkiego rodzaju rutynowe obliczenia. Na przykład programy do obliczania indukcyjności, filtry różnych typów, stabilizatory prądu. Istnieje taki program do obliczania girland LED. Zrzut ekranu takiego programu pokazano na rysunku 9.
Rysunek 9. Zrzut ekranu programu "Calculation_resistance_resistor__Ledz_".
Program działa bez instalacji w systemie, wystarczy go pobrać i wykorzystać. Wszystko jest tak proste i jasne, że nie jest wymagane żadne wyjaśnienie zrzutu ekranu. Oczywiście wszystkie diody LED powinny mieć ten sam kolor i ten sam prąd.
Ograniczające rezystory są oczywiście dobre. Ale tylko wtedy, gdy wiadomo, że girlanda będzie zasilana ze stałego napięcia 12V, a prąd przez diody LED nie przekroczy wartości obliczonej. A co, jeśli po prostu nie ma źródła o napięciu 12V?
Taka sytuacja może wystąpić na przykład w ciężarówce z napięciem sieć pokładowa 24V. Aktualny stabilizator, na przykład "SSC0018 - Regulowany stabilizator prąd 20..600mA ". Jego wygląd pokazano na rys. 10. Takie urządzenie można kupić w sklepach internetowych. Cena emisyjna 140 ... 300 rubli: wszystko zależy od wyobraźni i arogancji sprzedającego.
Rysunek 10. Regulowany regulator prądu SSC0018
Specyfikacje techniczne Stabilizator pokazano na rysunku 11.
Rysunek 11. Charakterystyka techniczna regulatora prądu SSC0018
Oryginalny stabilizator prądu SSC0018 został zaprojektowany do użytku w oprawy LEDale może również służyć do ładowania małych baterii. Używanie SSC0018 jest całkiem proste.
Rezystancja obciążenia na wyjściu regulatora prądu może wynosić zero, można po prostu zwierać zaciski wyjściowe. W końcu stabilizatory i źródła prądu nie boją się zwarcie. W tym przypadku prąd wyjściowy będzie nominalny. Cóż, jeśli ustawisz 20mA, to niech tak będzie.
Z tego możemy wywnioskować, że miliamperomierz może być "bezpośrednio" połączony z wyjściem obecnego stabilizatora prąd stały. Połączenie to należy rozpocząć od największego ograniczenia pomiarowego, ponieważ nikt nie wie, jaki prąd jest w nim regulowany. Następnie wystarczy obrócić trymer, aby ustawić wymagany prąd. W tym przypadku oczywiście nie zapomnij podłączyć regulatora prądu SSC0018 do zasilania. Rysunek 12 pokazuje obwód zasilania SSC0018 do zasilania diod LED połączonych równolegle.
Rysunek 12. Podłączenie do zasilania diod LED połączonych równolegle
Tutaj wszystko wynika z programu. Dla czterech diod LED o poborze prądu 20 mA na wyjściu stabilizatora konieczne jest ustawienie prądu 80 mA. W takim przypadku wejście stabilizatora SSC0018 będzie wymagało napięcia nieco wyższego niż spadek napięcia na jednej diodzie LED, jak wspomniano powyżej. Oczywiście będzie więcej napięcia, ale to tylko doprowadzi do dodatkowego ogrzewania układu stabilizatora.
Uwaga Jeżeli do ograniczenia prądu za pomocą rezystora napięcie zasilania musi nieznacznie przekroczyć całkowite napięcie na diodach LED, tylko dwa wolt dla normalna praca regulator prądu SSC0018 ten nadmiar powinien być nieco wyższy. Nie mniej niż 3 ... 4B, w przeciwnym razie element regulacyjny stabilizatora po prostu się nie otworzy.
Rysunek 13 pokazuje połączenie stabilizatora SSC0018 przy użyciu szeregu kilku połączonych szeregowo diod LED.
Rysunek 13. Zasilanie ciągu sekwencyjnego przez stabilizator SSC0018
Zdjęcie pochodzi z dokumentacji technicznej, więc spróbujemy obliczyć liczbę diod LED w girlandzie i stałe napięciewymagane od zasilania.
Prąd pokazany na wykresie 350mA pozwala wnioskować, że girlanda składa się z diod LED o dużej mocy, ponieważ, jak wspomniano powyżej, głównym celem stabilizatora SSC0018 są źródła światła. Spadek napięcia na białej diodzie LED mieści się w zakresie 3 ... 3,7 V. Do obliczenia należy przyjąć maksymalną wartość 3,7V.
Maksymalne napięcie wejściowe stabilizatora SSC0018 wynosi 50V. Odejmij od tej wartości 5V, wymaganej do działania samego stabilizatora, pozostaje 45V. To napięcie może "zapalić" 45 / 3,7 = 12,1621621 ... LED. Oczywiście należy to zaokrąglić do 12.
Liczba diod LED może być mniejsza. Wtedy napięcie wejściowe będzie musiało zostać zredukowane (w tym przypadku prąd wyjściowy nie ulegnie zmianie, a 350mA pozostanie, jak to było ustawione), dlaczego daje 50V do 3 diod LED, nawet mocnych? Takie kpiny mogą zakończyć się łzami, ponieważ mocne diody LED wcale nie są tanie. Jakie napięcie jest potrzebne do podłączenia trzech diod LED dużej mocy, ale zawsze można je znaleźć, same mogą je obliczyć.
Regulowany stabilizator prądu SSC0018 jest całkiem niezły. Ale całe pytanie brzmi: czy zawsze jest to konieczne? Cena urządzenia jest nieco myląca. Co może być wyjściem z tej sytuacji? To bardzo proste. Doskonały stabilizator prądu uzyskano z integralne stabilizatory napięcie, na przykład, seria 78XX lub LM317.
Aby utworzyć taki stabilizator prądu na podstawie regulatora napięcia będzie potrzebował tylko 2 części. Właściwie sam stabilizator i pojedynczy rezystor, którego oporność i moc można obliczyć za pomocą programu StabDesign, którego zrzut ekranu pokazano na rysunku 14.
Ryc. 14. Obliczanie aktualnego stabilizatora za pomocą programu StabDesign.
Program nie wymaga specjalnych wyjaśnień. W menu rozwijanym Typ wybrany jest rodzaj stabilizatora, w linii W ustawiany jest wymagany prąd i przycisk Oblicz. Rezultatem jest rezystor R1 i jego moc. Rysunek pokazuje obliczenia dla prądu 20mA. Jest tak w przypadku, gdy diody LED są połączone szeregowo. Dla połączenie równoległe prąd jest obliczany w sposób pokazany na rysunku 12.
Girlanda LED jest podłączona zamiast rezystora Rn, symbolizującego obciążenie regulatora prądu. Możliwe jest nawet podłączenie tylko jednej diody LED. W tym przypadku katoda jest podłączona do wspólnego przewodu, a anoda do rezystora R1.
Napięcie wejściowe rozważanego stabilizatora prądu mieści się w zakresie 15 ... 39 V, ponieważ zastosowano stabilizator 7812 o napięciu stabilizującym 12V.
Wydaje się, że ta historia diod LED może być zakończona. Ale wciąż jest pasek led, które zostaną omówione w następnym artykule.
Boris Aladyshkin
P.S. Jeśli artykuł "Dobre i złe schematy przełączania diod LED" był dla Ciebie przydatny, kliknij ikonę sieci społecznościowej i udostępnijwszystko przez odniesienie do artykułu ztwoi przyjaciele!
