Kuinka laskea vastus LEDeille - kaavat ja esimerkit + online laskin

Eri värisävyisillä LEDeillä on erilaiset suorat käyttöjännitteet. Nämä määräytyvät LEDin virranrajoitusvastuksen valinnan perusteella. Jotta valaisin saataisiin nimellistoimintakuntoon, p-n-liitokseen on syötettävä käyttövirtaa. Tämä tapahtuu laskemalla LEDin vastus.

Taulukko LED-jännitteistä värin mukaan

LEDien käyttöjännitteet ovat erilaiset. Ne riippuvat puolijohteen p-n-liitoksen materiaaleista ja liittyvät valon emittoiman aallonpituuteen eli valon värisävyyn.

Seuraavassa on taulukko eri värien nimellisjännitteistä vaimennusvastuksen laskemista varten.

Taulukosta käy ilmi, että 3 volttia voidaan käyttää kaikenlaisten luminesenssilähettimien virranlähteenä.lukuun ottamatta laitteita, joissa on valkoinen sävy, osittain violetti ja kokonaan ultravioletti. Tämä johtuu siitä, että osa virtalähteen jännitteestä on "käytettävä" kiteen läpi kulkevan virran rajoittamiseen.

5, 9 tai 12 V:n virtalähteillä voidaan syöttää virtaa yksittäisille diodeille tai 3 diodin ketjuille ja 5-6 diodin sarjaan.

Daisy-ketjut heikentävät niiden laitteiden luotettavuutta, joissa niitä käytetään, noin kertoimella ledien määrästä. Rinnakkaisliitäntä lisää luotettavuutta samassa suhteessa: 2 ketjua kertoimella 2, 3 kertoimella 3 jne.

Valonlähteiden osalta ennennäkemättömät 30-50 - 130-150 tuhatta tuntia oikeuttavat kuitenkin luotettavuuden heikkenemisen, koska laitteen käyttöikä riippuu siitä. Jopa 30-50 tuhatta käyttötuntia 5 tuntia päivässä - 4 tuntia illalla ja 1 tunti aamulla joka päivä - se on 16-27 vuoden toiminta-aika.. Tänä aikana useimmat valaisimet vanhentuvat ja romutetaan. Siksi kaikki LED-laitevalmistajat käyttävät laajalti sarjakytkentää.

Online LED-laskentalaskuri

Automaattista laskentaa varten tarvitaan seuraavat tiedot:

• lähteen tai virtalähteen jännite, V;
• laitteen nimellinen suora jännite, V;
• Suora nimellinen toimintavirta, mA;
• LEDien lukumäärä ketjussa tai rinnakkain kytkettynä;
• LED kytkentäkaaviopiiri(t).

Raakatiedot voidaan ottaa diodin datalehdestä.

Kun olet syöttänyt ne laskimen asianmukaisiin ikkunoihin, paina "Calculate" ja saat vastuksen nimellisarvon ja tehon.

Virran rajoitusvastuksen laskeminen

Käytännössä käytetään kahta laskentatapaa: graafista laskentaa diodin voltti-ampeeriominaisuuksien mukaan ja matemaattista laskentaa diodin nimellisarvojen mukaan.

Kaaviokuva lähettimen liittämisestä virtalähteeseen.

Kuva:

• Е - virtalähde, jonka lähtöarvo on E;
• "+"/"-" - LED-liitännän napaisuus: "+" - anodi, joka näkyy kaaviossa kolmiolla, "-" - katodi, joka näkyy kaaviossa katkoviivalla;
• R - virran rajoitusvastus;
• U_led - suora, myös käyttöjännite;
• I - toimintavirta laitteen läpi;
• merkitään vastuksen yli olevaa jännitettä nimellä U_R.

Sitten laskentapiiri näyttää seuraavalta:

Kaaviokuva vastuksen laskemiseksi.

Laske virran rajoitusvastus. Jännite U piirissä jakautuvat seuraavasti:

U = U_R + U_led tai U_R + I × R_led, voltteina,

jossa R_led- on p-n-liitoksen sisäinen differentiaaliresistanssi.

Matemaattisella muunnoksella saadaan kaava:

R = (U-U_led)/I, ohmina.

Arvo U_{U johti} voidaan valita tietolehden arvoista.

Lasketaan virranrajoitusvastuksen arvo Cree XM-L LED-mallille Cree XM-L, jossa on bin T6.

Sen tekniset tiedot: Tyypillinen nimellinen U_LED = 2,9 V, max. U_LED = 3,5 V, toimintavirta I_LED=0,7 А.

Laskennassa käytetään U_LED = 2,9 В.

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

Laskettu arvo on 3 ohmia. Valitse elementti, jonka tarkkuuden toleranssi on ± 5 %. Tämä tarkkuus on enemmän kuin riittävä toimintapisteen asettamiseksi 700 mA:aan.

Pyöristä vastusarvo ylöspäin. Tämä vähentää virtaa, diodin valovirtaa ja lisää toiminnan luotettavuutta kiteen hellävaraisemman lämpötilan ansiosta.

Laske tämän vastuksen tarvitsema häviöteho:

P = I² × R = 0.7² × 3 = 1.47 W

Pyöristetään ylöspäin lähimpään suurempaan arvoon, varmuuden vuoksi 2 W.

Sarja- ja rinnakkaiskytkentäjärjestelmät LEDit ovat laajalti käytettyjä, ja ne näyttävät näiden yhteyksien ominaisuudet. Samojen elementtien kytkeminen sarjaan jakaa lähdejännitteen tasan niiden kesken. Eri sisäisillä vastuksilla se on verrannollinen vastuksiin. Rinnankytkennässä jännite on sama ja virta on kääntäen verrannollinen elementtien sisäisiin vastuksiin.

LEDien kanssa sarjaan kytkettyinä

Sarjakytkennässä ketjun ensimmäisen diodin anodi on kytketty +-virtalähteeseen ja katodi toisen diodin anodiin. Ja niin edelleen ketjun viimeiseen diodiin asti, jonka katodi on kytketty virtalähteen "-":een. Virta sarjapiirissä on sama kaikissa sen elementeissä. Toisin sanoen se on samaa suuruusluokkaa minkä tahansa valolaitteen kautta. Avoimen sisäinen vastus, ts. on kymmeniä tai satoja ohmeja. Jos virtapiirin läpi virtaa 15-20 mA 100 ohmin resistanssilla, kussakin elementissä on 1,5-2 V. Jos virtapiirin läpi virtaa 15-20 mA 100 ohmin resistanssilla, kussakin elementissä on 1,5-2 V. Kaikkien laitteiden jännitteiden summan on oltava pienempi kuin virtalähteen jännitteen. Eroa vaimennetaan yleensä erityisellä vastuksella, jolla on kaksi tehtävää:

• Rajoittaa nimelliskäyttövirran;
• Antaa nimellisen eteenpäin suuntautuvan jännitteen LEDille.

Lue myös

LEDin kytkeminen 12 voltin jännitteeseen

 

Rinnakkaiskytkennässä

Rinnakkaiskytkentä voidaan tehdä kahdella tavalla.

Rinnakkaiskytkennän kytkentäkaavio.

Ylempi kuva osoittaa, että yhteys ei ole toivottava. Tässä kytkennässä sama resistanssi takaa virtojen yhtäläisyyden vain silloin, kun kiteet ovat täydellisiä ja syöttöjohtimien pituudet ovat samat. Puolijohdekomponenttien parametrien hajonta valmistuksen aikana ei kuitenkaan mahdollista niiden identtisyyttä. Ja samojen tuotteiden valitseminen nostaa hintaa dramaattisesti. Ero voi olla jopa 50-70 % tai enemmän.. Kun kokoat mallin, saat vähintään 50-70 prosentin eron luminesenssissä. Lisäksi yhden patterin vikaantuminen muuttaa kaikkien pattereiden toimintaa: jos virtapiiri katkeaa, yksi patteri sammuu, muut patterit loistavat 33 % kirkkaammin ja kuumenevat. Ylikuumeneminen vaikuttaa niiden heikkenemiseen - hehkun sävy muuttuu ja kirkkaus vähenee.

Jos oikosulku johtuu kiteen ylikuumenemisesta ja palamisesta, virranrajoitusvastus voi pettää.

Alemman vaihtoehdon avulla voidaan asettaa oikea toimintapiste mille tahansa diodille, vaikka niiden teho olisi erilainen.

Laitteiden sarja-rinnakkaiskytkentäpiiri.

Kolme LED-elementtiä ja yksi virranrajoitusvastus on kytketty sarjaan 4,5 V:n jännitteellä. Näin syntyvät ketjut kytketään rinnakkain. Kukin diodi johtaa 20 mA ja kaikki yhdessä 60 mA. Kummallakin niistä saat alle 1,5V, ja virranrajoittimella saat vähintään 0,2-0,5V. Mielenkiintoista on, että jos käytät 4,5 V:n virtalähdettä, vain infrapunadiodit, joiden suora jännite on alle 1,5 V, voivat toimia sen kanssa, tai sinun on nostettava virtalähde vähintään 5 V:iin.

LED-elementtien suoraa rinnakkaiskytkentää (virtapiirin yläosa) ei suositella, koska parametrien vaihtelu on 30-50 % ja enemmän. Käytä järjestelmää, jossa jokaiselle diodille on omat vastukset (alempi osa), ja kytke diodi-vastusparit rinnakkain.

Kun yksi LED

Vastus yhdelle LEDille käytetään vain enintään 50-100 mW:n tehoille.. Suuremmilla tehoarvoilla tehopiirin hyötysuhde laskee huomattavasti.

Jos diodin suora käyttöjännite on paljon pienempi kuin virtalähteen jännite, rajoitusvastuksen käyttö johtaa suuriin häviöihin. Laadukasta ja vakaata sähköä, jossa on huolellisesti suodatettu aaltoilu ja jota 3-5 virtalähdetyypin suojaus tuottaa, ei muunneta valoksi, vaan se yksinkertaisesti haihtuu passiivisesti lämpönä.

Suuren tehon tuottamiseen käytetään seuraavia ohjaimia. kuljettajat - Virranrajoittimet, joiden nimellisvirran nimellisarvot.

Virranrajoitusvastuksen käyttäminen toiminta-arvon asettamiseen. LED - on yksinkertainen ja luotettava tapa varmistaa LEDien optimaalinen toiminta.

Videoesimerkkejä yksinkertaisesta vastuslaskennasta.

Yli sadan milliwatin dioditehoilla on kuitenkin käytettävä erillisiä tai sisäänrakennettuja virran vakauttavia lähteitä tai ohjaimia.