Главни параметар који утиче на трајност ЛЕД-а је електрична струја, чија је вредност строго стандардизована за сваки тип ЛЕД елемента. Један уобичајени начин да се ограничи максимална струја је употреба ограничавајућег отпорника. Отпорник за ЛЕД може се израчунати без употребе сложених прорачуна заснованих на Охмовом закону, користећи техничке вредности параметара диоде и напона у прекидачком колу.
Садржај
Карактеристике укључивања ЛЕД-а
Радећи на истом принципу као исправљачке диоде, елементи који емитују светлост, међутим, имају карактеристичне карактеристике. Најважније су:
- Изузетно негативна осетљивост на напон обрнутог поларитета. ЛЕД спојен на коло са погрешним поларитетом скоро тренутно не ради.
- Уски опсег дозвољене радне струје кроз п-н спој.
- Зависност прелазног отпора од температуре, што је типично за већину полупроводничких елемената.
О последњој тачки треба детаљније разговарати, јер је она главна за израчунавање отпорника за гашење. У документацији за зрачеће елементе је назначен дозвољени опсег називне струје у коме они остају у функцији и дају наведене карактеристике зрачења. Потцењивање вредности није фатално, али доводи до извесног смањења осветљености. Почевши од одређене граничне вредности, пролаз струје кроз прелаз се зауставља, а сјај ће изостати.
Прекорачење струје прво доводи до повећања осветљености сјаја, али се радни век нагло смањује. Даље повећање доводи до квара елемента. Дакле, избор ЛЕД отпорника има за циљ да ограничи максималну дозвољену струју у најгорим условима.
Напон на споју полупроводника ограничен је физичким процесима на њему и налази се у уском опсегу од око 1-2 В. Светлеће диоде од 12 волти, које се често постављају на аутомобиле, могу садржати ланац серијски повезаних елемената или ограничавајући коло укључено у дизајн.
Зашто вам је потребан отпорник за ЛЕД
Коришћење ограничавајућих отпорника приликом укључивања ЛЕД диода је, иако није најефикасније, али најлакше и најјефтиније решење за ограничавање струје у прихватљивим границама. Решења кола која вам омогућавају да стабилизујете струју у кругу емитера са високом прецизношћу је прилично тешко поновити, а готова имају високу цену.
Употреба отпорника вам омогућава да самостално извршите осветљење и позадинско осветљење. Главна ствар у овом случају је способност коришћења мерних инструмената и минималне вештине лемљења. Добро дизајниран лимитер, узимајући у обзир могуће толеранције и температурне флуктуације, у стању је да обезбеди нормално функционисање ЛЕД диода током читавог декларисаног радног века уз минималне трошкове.
Паралелно и серијско повезивање ЛЕД диода
Да би се комбиновали параметри струјних кола и карактеристике ЛЕД диода, широко је распрострањено серијско и паралелно повезивање неколико елемената. Свака врста везе има и предности и недостатке.
Паралелна веза
Предност такве везе је употреба само једног лимитера за цело коло. Треба напоменути да је ова предност једина, па се паралелна веза практично никада не налази, са изузетком индустријских производа ниског квалитета. Недостаци су:
- Расипање снаге на граничном елементу расте пропорционално броју ЛЕД диода повезаних паралелно.
- Расипање параметара елемената доводи до неравномерне расподеле струја.
- Прегоревање једног од емитера доводи до лавинског квара свих осталих услед повећања пада напона у групи која је паралелно повезана.
Веза донекле повећава оперативна својства, где је струја кроз сваки зрачи елемент ограничена посебним отпорником. Тачније, ради се о паралелном повезивању појединачних кола која се састоје од ЛЕД диода са ограничавајућим отпорницима.Главна предност је већа поузданост, јер квар једног или више елемената ни на који начин не утиче на рад осталих.
Недостатак је чињеница да због ширења ЛЕД параметара и технолошке толеранције за вредност отпора, осветљеност сјаја појединих елемената може у великој мери да варира. Таква шема садржи велики број радио елемената.
Паралелна веза са појединачним лимитерима налази примену у нисконапонским колима, почевши од минимума, ограниченог падом напона на п-н споју.
Серијска веза
Серијско повезивање зрачећих елемената постало је најраспрострањеније, пошто је несумњива предност серијског кола апсолутна једнакост струје која пролази кроз сваки елемент. Пошто је струја кроз појединачни ограничавајући отпорник и кроз диоду иста, онда ће дисипација снаге бити минимална.
Значајан недостатак је то што ће квар барем једног од елемената довести до неоперабилности читавог ланца. За серијски прикључак потребан је повећан напон чија се минимална вредност повећава пропорционално броју укључених елемената.
мешовито укључивање
Употреба великог броја емитера је могућа при извођењу мешовите везе, када се користи неколико паралелно повезаних ланаца и серијски спој једног ограничавајућег отпорника и неколико ЛЕД диода.
Прегоревање једног од елемената ће довести до нефункционисања само једног кола у којем је овај елемент уграђен.Остатак ће функционисати како треба.
Формуле за прорачун отпорника
Прорачун отпора отпорника за ЛЕД диоде је заснован на Охмовом закону. Почетни параметри за израчунавање отпорника за ЛЕД су:
- напон кола;
- радна струја ЛЕД-а;
- пад напона на емитујућој диоди (напон напајања ЛЕД).
Вредност отпора се одређује из израза:
Р = У/И
где је У пад напона на отпорнику, а И је струја унапред кроз ЛЕД.
Пад напона ЛЕД-а се одређује из израза:
У \у003д Упит - Усв,
где је Упит напон кола, а Усв је пад напона на плочици са натписом на зрачи диоди.
Израчунавање ЛЕД диоде за отпорник даје вредност отпора која неће бити у стандардном опсегу вредности. Морате узети отпорник са отпором који је најближи израчунатој вредности на већој страни. Ово узима у обзир могуће повећање напона. Боље је узети следећу вредност у низу отпора. Ово ће донекле смањити струју кроз диоду и смањити осветљеност сјаја, али се у исто време изједначава свака промена величине напона напајања и отпора диоде (на пример, када се температура промени).
Пре него што изаберете вредност отпора, требало би да процените могуће смањење струје и осветљености у поређењу са оним назначеним формулом:
(Р — Рст)Р•100%
Ако је добијена вредност мања од 5%, онда морате узети већи отпор, ако је од 5 до 10%, онда се можете ограничити на мањи.
Једнако важан параметар који утиче на поузданост рада је дисипација снаге елемента за ограничавање струје. Струја која пролази кроз део са отпором изазива његово загревање.Да бисте одредили снагу која ће бити расипана, користите формулу:
П = У•У/Р
Користите ограничавајући отпорник чија ће дисипација снаге премашити израчунату вредност.
Пример:
Постоји ЛЕД са падом напона на њему од 1,7 В са називном струјом од 20 мА. Мора бити прикључен на 12 В коло.
Пад напона на ограничавајућем отпорнику је:
У = 12 - 1,7 = 10,3 В
Отпор отпорника:
Р = 10,3 / 0,02 = 515 ома.
Најближа виша вредност у стандардном опсегу је 560 ома. Са овом вредношћу, смањење струје у односу на задату вредност је нешто мање од 10%, тако да нема потребе да се узима већа вредност.
Расипана снага у ватима:
П = 10,3•10,3/560 = 0,19 В
Дакле, за ово коло можете користити елемент са дозвољеном снагом дисипације од 0,25 В.
Повезивање ЛЕД траке
ЛЕД траке су доступне за различите напоне напајања. На траци је коло серијски повезаних диода. Број диода и отпор ограничавајућих отпорника зависе од напона напајања траке.
Најчешћи типови ЛЕД трака су дизајнирани да се прикључе на коло од 12 В. Овде је такође могуће коришћење веће вредности напона за рад. За исправан прорачун отпорника, потребно је знати струју која тече кроз један део траке.
Повећање дужине траке изазива пропорционално повећање струје, пошто су минимални делови технолошки повезани паралелно. На пример, ако је минимална дужина сегмента 50 цм, онда ће трака од 5 м од 10 таквих сегмената имати 10 пута повећање тренутне потрошње.
Слични чланци:
