LED direnci nasıl hesaplanır - örneklerle formüller + çevrimiçi hesap makinesi

Farklı renk tonlarındaki LED'ler farklı doğrudan çalışma voltajlarına sahiptir. LED'in akım sınırlayıcı direnci seçilerek ayarlanırlar. Aydınlatma cihazını nominal moda getirmek için p-n bağlantısına çalışma akımı ile güç vermeniz gerekir. Bunu yapmak için, LED'in direncini hesaplayın.

Renge bağlı olarak LED voltaj tablosu

LED'lerin çalışma voltajları farklıdır. Yarı iletken p-n bağlantısının malzemelerine bağlıdırlar ve ışık emisyonunun dalga boyu ile ilgilidir, yani. parlayan renk gölgesi.

Sönüm direncini hesaplamak için farklı renk tonlarındaki nominal modların tablosu aşağıda verilmiştir.

Tablodan da anlaşılacağı 3 volt, her türlü ışımanın yayıcılarını açabilir, beyaz renk tonu, kısmen mor ve tamamı ultraviyole olan cihazlar hariç. Bunun nedeni, kristal üzerinden akımı sınırlamak için güç kaynağı voltajının bir kısmını "harcamanız" gerektiğidir.

5, 9 veya 12 V'luk güç kaynakları ile tek diyotlara veya bunların 3 ve 5-6 parçalık seri zincirlerine güç verebilirsiniz.

Seri zincirler, kullanıldıkları cihazların güvenilirliğini yaklaşık LED sayısına karşılık gelen bir faktör kadar azaltır. Ve paralel bağlantı aynı oranda güvenilirliği artırır: 2 zincir - 2 kez, 3 - 3 kez, vb.

Ancak, ışık kaynakları için benzeri görülmemiş, 30-50 ila 130-150 bin saat arasındaki çalışma süreleri, güvenilirlikteki düşüşü haklı çıkarır, çünkü. cihazın hizmet ömrü buna bağlıdır. Günde 5 saat 30-50 bin saat çalışma bile - Her gün akşam 4 saat sabah 1 saat 16-27 yıllık çalışma. Bu süre zarfında lambaların çoğu eskiyecek ve atılacaktır. Bu nedenle, seri bağlantı, tüm LED cihaz üreticileri tarafından yaygın olarak kullanılmaktadır.

LED'leri hesaplamak için çevrimiçi hesap makinesi

Otomatik hesaplama için aşağıdaki verilere ihtiyacınız olacak:

• kaynak veya güç kaynağı voltajı, V;
• cihazın nominal ileri gerilimi, V;
• doğrudan anma çalışma akımı, mA;
• bir zincirdeki veya paralel bağlı LED'lerin sayısı;
• LED bağlantı şeması(s).

İlk veriler diyotun pasaportundan alınabilir.

Bunları hesap makinesinin ilgili pencerelerine girdikten sonra, "Hesapla" düğmesine tıklayın ve direncin nominal değerini ve gücünü alın.

Direnç-akım sınırlayıcı değerinin hesaplanması

Uygulamada, belirli bir diyotun akım-voltaj özelliğine göre grafiksel ve pasaport verilerine göre matematiksel olmak üzere iki tür hesaplama kullanılır.

Vericiyi güç kaynağına bağlamanın şematik diyagramı.

Resimde:

• E - çıkışta E değerine sahip bir güç kaynağı;
• "+" / "-" - LED bağlantısının polaritesi: "+" - diyagramlarda üçgen olarak gösterilen anot, diyagramlarda "-" - katot - enine çizgi;
• R – akım sınırlayıcı direnç;
• sen_{neden olmuş} - doğrudan, aynı zamanda çalışma voltajıdır;
• ben - cihaz üzerinden çalışma akımı;
• direnç üzerindeki voltaj U olarak gösterilir_R.

Ardından hesaplama şeması şu şekilde olacaktır:

Direnci hesaplamak için şema.

Akımı sınırlamak için direnci hesaplayın. Gerilim sen zincirde şu şekilde dağıtılır:

U = U_R + U_{neden olmuş} veya U_R + I×R_{neden olmuş}, volt cinsinden,

nerede R_{neden olmuş}- pn bağlantısının dahili diferansiyel direnci.

Matematiksel dönüşümlerle şu formülü elde ederiz:

R = (U-U_{neden olmuş})/I, Ohm cinsinden.

değer sen_{neden olmuş} pasaport değerlerinden seçilebilir.

T6 kutusuna sahip Cree LED modeli Cree XM–L için akım sınırlayıcı direncin değerini hesaplayalım.

Pasaport verileri: tipik nominal sen_{NEDEN OLMUŞ} = 2,9 V maksimum sen_{NEDEN OLMUŞ} = 3,5 V, çalışma akımı ben_{NEDEN OLMUŞ}\u003d 0,7 A

Hesaplama için kullandığımız sen_{NEDEN OLMUŞ} = 2,9 V

R = (U-U_{neden olmuş}) / I \u003d (5-2.9) / 0.7 \u003d 3 Ohm.

Hesaplanan değer 3 ohm'dur. ± %5 doğruluk toleransına sahip bir eleman seçiyoruz. Bu doğruluk, çalışma noktasını 700 mA'ya ayarlamak için fazlasıyla yeterlidir.

Direnç değerini yuvarlayın. Bu, diyotun akımını, ışık akısını azaltacak ve kristalin daha yumuşak bir termal rejimi ile çalışmanın güvenilirliğini artıracaktır.

Bu direnç için gerekli güç tüketimini hesaplayın:

P = I² × R = 0,7² × 3 = 1,47 W

Güvenilirlik için, en yakın büyük değere - 2 watt'a yuvarlarız.

Seriler ve Paralel Şemalar LED'ler yaygın olarak kullanılmaktadır ve bu tip bağlantıların özelliklerini göstermektedir. Özdeş elemanları seri olarak bağlamak, kaynak gerilimini aralarında eşit olarak böler. Farklı iç dirençlerle - dirençlerle orantılı olarak. Paralel bağlandığında, voltaj aynıdır ve akım, elemanların iç dirençleriyle ters orantılıdır.

Seri LED'e bağlandığında

Seri olarak bağlandığında, zincirdeki ilk diyot anot ile güç kaynağının “+” ucuna ve katot ile ikinci diyotun anotuna bağlanır. Ve böylece, katodu "-" kaynağına bağlı olan zincirdeki sonuncuya kadar. Seri devrede akım tüm elemanlarında aynıdır. Şunlar. herhangi bir ışık cihazı aracılığıyla aynı büyüklüktedir. Açıklığın iç direnci, yani. ışık kristali yayan, onlarca veya yüzlerce ohm'dur. Devreden 100 ohm'luk bir dirençte 15-20 mA akarsa, her bir eleman 1.5-2 V'a sahip olacaktır. Tüm cihazlardaki voltajların toplamı, güç kaynağınınkinden daha az olmalıdır. Fark genellikle iki işlevi yerine getiren özel bir dirençle söndürülür:

• nominal çalışma akımını sınırlar;
• LED'e nominal ileri voltajı sağlar.

Ayrıca okuyun

Bir LED'i 12 volta bağlama

 

Paralel bağlandığında

Paralel bağlantı iki şekilde yapılabilir.

Paralel bağlantının elektrik devresi.

En üstteki resim, bunun nasıl etkinleştirileceğini gösterir, arzu edilmez. Bu bağlantı ile bir direnç, yalnızca ideal kristaller ve aynı uzunluktaki kurşun teller ile akımların eşitliğini sağlayacaktır. Ancak, üretim sırasında yarı iletken cihazların parametrelerindeki değişiklik, onları aynı hale getirmeyi mümkün kılmaz. Ve aynı seçimi - fiyatı önemli ölçüde artırır. Fark %50-70 veya daha fazlasına ulaşabilir. Yapıyı monte ettikten sonra, parıltıda en az% 50-70 oranında bir fark elde edeceksiniz. Ek olarak, bir emitörün arızalanması hepsinin çalışmasını değiştirecektir: devre bozulursa biri sönecek, geri kalanı %33 daha parlak olacak ve daha fazla ısınmaya başlayacak. Aşırı ısınma, bozulmalarına katkıda bulunacaktır - parlaklığın gölgesinde bir değişiklik ve parlaklıkta bir azalma.

Kristalin aşırı ısınması ve yanması sonucu kısa devre olması durumunda akım sınırlayıcı direnç bozulabilir.

Alt seçenek, farklı anma güçleriyle bile herhangi bir diyotun istenen çalışma noktasını ayarlamanıza olanak tanır.

Cihazların seri-paralel bağlantı şeması.

4,5 V'luk bir voltaj için, seri olarak üç LED elemanı ve bir akım sınırlayıcı direnç bağlanır. Ortaya çıkan zincirler paralel olarak bağlanır. Her diyottan 20 mA akar ve hepsi birlikte 60 mA akar. Her birinde 1,5 V'tan az ve akım sınırlayıcıda - 0,2-0,5 V'tan az değil. İlginç bir şekilde, 4,5 V'luk bir güç kaynağı kullanıyorsanız, yalnızca kızılötesi diyotlar ileri voltajla çalışabilir. 1,5 V'tan az veya beslemeyi en az 5 V'a yükseltmeniz gerekiyor.

% 30-50 veya daha fazla parametre dağılımı nedeniyle LED elemanlarının (devrenin üst kısmı) doğrudan paralel bağlanması önerilmez.Her diyot (alt kısım) için ayrı dirençli bir devre kullanın ve zaten diyot-direnç çiftlerini paralel olarak bağlayın.

ne zaman bir LED

Tek LED için direnç sadece 50-100 mW'a kadar olan güçlerinde kullanılır. Yüksek güç değerlerinde, güç devresinin verimliliği önemli ölçüde azalır.

Diyotun ileri çalışma voltajı, güç kaynağı voltajından önemli ölçüde düşükse, sınırlayıcı bir direnç kullanılması büyük kayıplara yol açar. Güç kaynağının 3-5 tip korumasıyla sağlanan, dikkatlice filtrelenmiş dalgalanmalarla yüksek kalite ve istikrarın gücü, ışığa dönüştürülmez, sadece ısı şeklinde pasif olarak dağıtılır.

Yüksek güçlerde giderler sürücüler – nominal değerdeki akım stabilizatörleri.

Çalışma durumunu ayarlamak için akım sınırlayıcı bir direnç kullanma LED özellikleri optimal çalışmasını sağlamak için basit ve güvenilir bir yoldur.

En basit direnç hesaplamasının video örnekleri.

Ancak yüz miliwatt'tan fazla bir diyot gücüyle, otonom veya yerleşik mevcut stabilizasyon veya sürücü kaynaklarını kullanmak gerekir.