Kuidas arvutada LED-ide takistit - valemid koos näidetega + veebikalkulaator

Erinevate värvitoonidega LED-idel on erinev otsetööpinge. Need määratakse, valides LED-i voolu piirava takistuse. Valgusseadme nominaalrežiimi viimiseks peate p-n-ristmikule toite andma töövooluga. Seda tehakse LED-i takisti arvutamisega.

LED pingete tabel olenevalt värvist

LED-i tööpinged on erinevad. Need sõltuvad pooljuhtide p-n-siirde materjalidest ja on seotud valguse emissiooni lainepikkusega, st helendusvärvi tooniga.

Allpool on näidatud erinevate värvitoonide nimirežiimide tabel summutustakistuse arvutamiseks.

Tabelist näeme seda 3 volti saab kasutada igasuguste emitterite sisselülitamiseks, välja arvatud valge varjundiga, osaliselt violetse ja täielikult ultraviolettkiirgusega seadmed. See on tingitud asjaolust, et kristalli läbiva voolu piiramiseks on vaja "ära kasutada" mingi osa toitepingest.

5, 9 või 12 V toiteallikatega saate toita üksikuid dioode või 3 ja 5-6 dioodist koosnevaid ahelaid järjestikku.

Jadaketid vähendavad nende seadmete töökindlust, milles neid kasutatakse, umbes LED-ide arvu teguri võrra. Paralleelühendus suurendab töökindlust samas proportsioonis: 2 ketti - 2 korda, 3 - 3 korda jne.

Kuid valgusallikate enneolematu kestus 30–50–130–150 tuhat tundi õigustab töökindluse langust, kuna sellest sõltub seadme kasutusiga. Isegi 30-50 tuhat töötundi 5 tundi päevas - Iga päev 4 tundi õhtul ja 1 hommikul – see on 16-27 tegevusaastat. Selle aja jooksul vananeb enamik seadmeid ja lammutatakse. Seetõttu kasutavad seeriaühendust laialdaselt kõik LED-seadmete tootjad.

Interneti-kalkulaator LED-ide arvutamiseks

Automaatse arvutuse jaoks on vaja järgmisi andmeid:

• allika või toiteallika pinge, V;
• seadme nimialalispinge, V;
• alalisnimi töövool, mA;
• LED-ide arv ahelas või paralleelselt;
• LED ühendusskeemdiagramm(id).

Algandmed saab võtta dioodi andmelehelt.

Pärast nende sisestamist kalkulaatori vastavatesse akendesse vajutage "Arvuta" ja saate takisti nimiväärtuse ja selle võimsuse.

Dioodi voolupiiraja takisti suuruse arvutamine

Praktikas kasutatakse kahte tüüpi arvutusi - graafilist - vastavalt dioodi volt-ampri karakteristikule ja matemaatilist - vastavalt selle reitinguandmetele.

Skemaatiline diagramm saatja ühendamisest toiteallikaga.

Joonisel:

• Е - on toiteallikas, mille väljundil on väärtus E;
• "+"/"-" - LED-ühenduse polaarsus: "+" - anood, skeemidel näidatud kolmnurgaga, "-" - katood, diagrammidel kriipsuga;
• R - voolu piirav takistus;
• U_juhitud - otsene, see on ka tööpinge;
• I - töövool läbi seadme;
• tähistame takisti pinget U-ga_R.

Siis näeb arvutamise skeem välja selline:

Takisti arvutamise skeem.

Arvutame voolupiirangu takistuse. Pinge U vooluringis jaotatakse järgmiselt:

U = U_R + U_juhitud või U_R + I × R_juhitud, voltides,

kus R_juhitud- p-n-siirde sisemine diferentsiaaltakistus.

Matemaatiliste teisenduste abil saame valemi:

R = (U-U_juhitud)/I, oomi keeles.

Väärtus U saab valida andmelehe väärtustest.

Arvutame välja voolu piirava takisti väärtuse Cree LED mudelile Cree XM-L, millel on T6 salv.

Selle spetsifikatsioonid: Tüüpiline nimiväärtus U_LED = 2,9 V, maksimaalne U_LED = 3,5 V, töövool I_LED=0,7 А.

Arvutamiseks kasutame U_LED = 2,9 В.

R = (U-U_juhitud)/I = (5-2,9)/0,7 = 3 oomi.

Arvutatud väärtus on 3 oomi. Valime elemendi täpsustolerantsiga ± 5%. See täpsus on enam kui piisav, et seada tööpunktiks 700 mA.

Ümardage takistuse väärtus üles. See vähendab voolu, dioodi valgusvoogu ja suurendab töökindlust kristalli õrnema termilise režiimi abil.

Arvutame selle takisti jaoks vajaliku võimsuse hajumise:

P = I² × R = 0,7² × 3 = 1,47 W

Ohutuse tagamiseks ümardage see lähima suurema väärtuseni, 2 W.

Jada- ja paralleelühenduse skeemid LED-e kasutatakse laialdaselt ja need näitavad nende ühenduste omadusi. Samade elementide järjestikku ühendamine jagab allika pinge nende vahel võrdselt. Erinevate sisetakistuste korral on see võrdeline takistustega.Paralleelsel ühendamisel on pinge sama ja vool on pöördvõrdeline elementide sisetakistustega.

Kui LED-id on järjestikku ühendatud.

Jadaühenduses on ahela esimese dioodi anood ühendatud toiteallika "+"-ga ja katood teise dioodi anoodiga. Ja nii kuni ahela viimase dioodini, mille katood on ühendatud allika "-"-ga. Jadaahela vool on kõigis selle elementides sama. See tähendab, et see on sama suurusega läbi mis tahes valgusseadme. Avatud, st valgust kiirgava kristalli sisetakistus on kümnetes või sadades oomides. Kui 15-20 mA voolab läbi vooluahela takistusega 100 oomi, on iga elemendi juures 1,5-2 V. Kõigi seadmete pingete summa peab olema väiksem kui toiteallika pinge. Erinevus summutatakse tavaliselt spetsiaalse takistiga, mis täidab kahte funktsiooni:

• Piirab nimitöövoolu;
• Annab LED-i nimipinge edasi.

Loe ka

LED-i ühendamine 12 voltiga

 

Kui ühendatud paralleelselt

Paralleelühendust saab teha kahel viisil.

Paralleelühenduse juhtmestiku skeem.

Ülemine pilt näitab, kuidas sisselülitamine pole soovitav. Selle ühendusega tagab üks takistus voolude võrdsuse ainult siis, kui kristallid on täiuslikud ja toitejuhtmete pikkus on sama. Kuid pooljuhtseadmete parameetrite hajumine tootmise ajal ei võimalda neid identseks muuta. Ja samade valimine tõstab hinda järsult. Erinevus võib olla 50-70% või rohkem. Disaini kokkupanemisel saate luminestsentsi erinevuse vähemalt 50-70%. Lisaks muudab ühe radiaatori rike kõigi nende tööd: vooluringi katkemisel kustub üks, teised säravad 33% võrra heledamalt ja soojenevad.Ülekuumenemine aitab kaasa nende lagunemisele - helendava varjundi muutumisele ja heleduse vähenemisele.

Kristalli ülekuumenemise ja põlemise tagajärjel tekkinud lühise korral võib voolu piirav takisti rikki minna.

Alumine valik võimaldab teil määrata mis tahes dioodi soovitud tööpunkti, isegi kui neil on erinevad võimsused.

Seadmete jada-paralleelühenduse skeem.

Kolm LED-elementi ja üks voolu piirav takisti on ühendatud järjestikku pingega 4,5 V. Saadud ketid on ühendatud paralleelselt. Iga diood kannab 20 mA ja kõik kokku 60 mA. Igaühel neist saate alla 1,5 V ja voolupiirajal - mitte vähem kui 0,2-0,5 V. Huvitaval kombel saavad 4,5 V toiteallika kasutamisel töötada ainult infrapunadioodid, mille alalispinge on alla 1,5 V. või peate suurendama toiteallikat vähemalt 5 V-ni.

LED-elementide otsene paralleelühendus (ahela ülemine osa) ei ole soovitatav, kuna parameetrid varieeruvad 30-50% või rohkem. Kasutage iga dioodi jaoks eraldi takistitega skeemi (alumine osa) ja ühendage paralleelselt juba dioodi-takisti paarid.

Kui üks LED

Takisti ühele LED-ile kasutatakse ainult siis, kui nende võimsus on kuni 50-100 mW. Suuremate võimsusväärtuste korral väheneb toiteahela kasutegur oluliselt.

Kui dioodi otsene tööpinge on toitepingest palju madalam, põhjustab piirava takisti kasutamine suuri kadusid. Kvaliteetne ja stabiilne, hoolikalt filtreeritud pulsatsiooniga, 3-5 tüüpi toiteallika kaitsega elekter ei muutu valguseks, vaid hajub lihtsalt passiivselt soojusena.

Suure võimsusega väljundi jaoks kasutatakse järgmisi draivereid autojuhid - Suure võimsusega väljundi jaoks kasutatakse voolu piiravaid takisteid.

Voolu piirava takisti kasutamine töö seadistamiseks LED - on lihtne ja usaldusväärne viis LED-ide optimaalse töö tagamiseks.

Videonäited lihtsa takistuse arvutamise kohta.

Kuid dioodi võimsusega üle saja millivati ​​peate kasutama eraldiseisvaid või sisseehitatud voolu stabiliseerivaid allikaid või draivereid.