Hogyan kell kiszámítani a LED-ellenállást - képletek példákkal + online számológép

A különböző színárnyalatú LED-ek eltérő közvetlen működési feszültséggel rendelkeznek. Beállításuk a LED áramkorlátozó ellenállásának kiválasztásával történik. A világítóeszköz névleges üzemmódba állításához a p-n átmenetet működő árammal kell táplálni. Ehhez számítsa ki a LED ellenállását.

LED feszültség táblázat színtől függően

A LED-ek működési feszültsége eltérő. A félvezető p-n átmenet anyagaitól függenek, és a fénykibocsátás hullámhosszához kapcsolódnak, azaz. ragyogó színárnyalat.

A csillapítási ellenállás kiszámításához a különböző színárnyalatok névleges üzemmódjainak táblázata az alábbiakban található.

A táblázatból látszik, hogy A 3 voltos feszültség mindenféle izzítást képes bekapcsolni, kivéve a fehér árnyalatú, részben lila és teljesen ultraibolya színű készülékeket. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a tápfeszültség egy részét a kristályon keresztüli áram korlátozására kell „költenie”.

5, 9 vagy 12 V-os tápegységekkel 3 és 5-6 darabos egydiódákat vagy azok soros láncait táplálhatod.

A soros láncok körülbelül a LED-ek számának megfelelő tényezővel csökkentik azoknak az eszközöknek a megbízhatóságát, amelyekben használják őket. A párhuzamos csatlakozás pedig ugyanolyan arányban növeli a megbízhatóságot: 2 lánc - 2-szer, 3-3-szor stb.

De a fényforrásoknál példátlan működési időtartamuk, 30-50-130-150 ezer óra, indokolja a megbízhatóság csökkenését, mert. a készülék élettartama attól függ. Akár 30-50 ezer óra munka napi 5 órában - Minden nap este 4 óra és reggel 1 óra 16-27 év munka. Ez idő alatt a lámpák többsége elavulttá válik, és ártalmatlanításra kerül. Ezért a soros csatlakozást széles körben alkalmazza a LED-eszközök minden gyártója.

Online számológép LED-ek kiszámításához

Az automatikus számításhoz a következő adatokra lesz szüksége:

• forrás- vagy tápfeszültség, V;
• a készülék névleges előremenő feszültsége, V;
• egyen névleges üzemi áram, mA;
• a láncban lévő vagy párhuzamosan kapcsolt LED-ek száma;
• LED kapcsolási rajz(s).

A kezdeti adatokat a dióda útleveléből lehet venni.

Miután beírta őket a számológép megfelelő ablakaiba, kattintson a "Számítás" gombra, és kapja meg az ellenállás névleges értékét és teljesítményét.

Az ellenállás-áramkorlátozó értékének kiszámítása

A gyakorlatban kétféle számítást alkalmaznak - grafikus, egy adott dióda áram-feszültség karakterisztikája szerint, és matematikai - az útlevél adatai szerint.

Az emitter áramforráshoz való csatlakoztatásának sematikus diagramja.

A képen:

• E - E értékű áramforrás a kimeneten;
• "+" / "-" - a LED csatlakozás polaritása: "+" - anód, háromszögként ábrázolva a diagramokon, "-" - katód, az ábrákon - keresztirányú kötőjel;
• R – áramkorlátozó ellenállás;
• U_vezette - közvetlen, ez egyben az üzemi feszültség is;
• én - üzemi áram a készüléken keresztül;
• az ellenálláson lévő feszültséget U-val jelöljük_R.

Ezután a számítási séma a következő formában lesz:

Az ellenállás kiszámításának sémája.

Számítsa ki az ellenállást az áram korlátozásához. Feszültség U így oszlik el a láncban:

U = U_R + U_vezette vagy U_R + I×R_vezette, voltban,

ahol R_vezette- a p-n átmenet belső differenciálellenállása.

Matematikai transzformációkkal a következő képletet kapjuk:

R = (U-U_vezette)/I, Ohm.

az érték U_vezette útlevél értékek közül választható.

Számítsuk ki az áramkorlátozó ellenállás értékét a Cree XM–L modellhez, amely T6 binnel rendelkezik.

Útlevéladatai: tipikus névleges U_VEZETTE = maximum 2,9 V U_VEZETTE = 3,5 V, üzemi áram én_VEZETTE\u003d 0,7 A.

Számításhoz használjuk U_VEZETTE = 2,9 V.

R = (U-U_vezette) / I \u003d (5-2,9) / 0,7 \u003d 3 Ohm.

A számított érték 3 ohm. Olyan elemet választunk ki, amelynek pontossági tűrése ± 5%. Ez a pontosság több mint elegendő a működési pont 700 mA-re való beállításához.

Kerekítse fel az ellenállás értékét. Ez csökkenti az áramot, a dióda fényáramát, és növeli a működés megbízhatóságát a kristály kíméletesebb hőkezelésével.

Számítsa ki ennek az ellenállásnak a szükséges teljesítménydisszipációját:

P = I² × R = 0,7² × 3 = 1,47 W

A megbízhatóság érdekében felkerekítjük a legközelebbi nagyobb értékre - 2 wattra.

Sorozatok és párhuzamos sémák A LED-eket széles körben használják, és az ilyen típusú csatlakozások jellemzőit mutatják be. Azonos elemek sorba kapcsolása egyenlően osztja el közöttük a forrásfeszültséget. Különböző belső ellenállásokkal - az ellenállások arányában. Párhuzamos bekötés esetén a feszültség azonos, az áramerősség pedig fordítottan arányos az elemek belső ellenállásával.

Soros LED-be kapcsolva

Sorba kapcsolva a lánc első diódáját az anód az áramforrás „+”, a katód pedig a második dióda anódjához köti. És így tovább a lánc utolsó részéig, amelynek katódja a "-" forráshoz csatlakozik. A soros áramkör áramerőssége minden elemében azonos. Azok. bármely fényeszközön keresztül azonos nagyságú. A nyitott belső ellenállása, i.e. fénykristályt bocsát ki, több tíz vagy száz ohm. Ha 15-20 mA áramlik át az áramkörön 100 ohmos ellenállás mellett, akkor minden elem 1,5-2 V lesz. Az összes eszköz feszültségének összege kisebb legyen, mint az áramforrásé. A különbséget általában egy speciális ellenállással oltják ki, amely két funkciót lát el:

• korlátozza a névleges üzemi áramot;
• a névleges előremenő feszültséget biztosítja a LED-nek.

Olvassa el is

LED csatlakoztatása 12 voltra

 

Ha párhuzamosan csatlakozik

A párhuzamos csatlakoztatás kétféleképpen történhet.

Párhuzamos csatlakozás elektromos áramköre.

A felső képen látható, hogyan lehet engedélyezni, nem kívánatos. Ezzel a csatlakozással egyetlen ellenállás csak ideális kristályok és azonos hosszúságú vezetékek esetén biztosítja az áramok egyenlőségét. De a félvezető eszközök paramétereinek változása a gyártás során nem teszi lehetővé, hogy azonosak legyenek. És az azonos kiválasztása - drámaian növeli az árat. A különbség elérheti az 50-70%-ot vagy még többet is. A szerkezet összeszerelése után legalább 50-70% különbséget fog kapni a ragyogásban. Ráadásul egy emitter meghibásodása megváltoztatja az összes működését: ha az áramkör megszakad, az egyik kialszik, a többi 33%-kal fényesebben fog világítani, és jobban felmelegszik. A túlmelegedés hozzájárul a degradációjukhoz - a ragyogás árnyalatának megváltozásához és a fényerő csökkenéséhez.

A kristály túlmelegedése és égése következtében fellépő rövidzárlat esetén az áramkorlátozó ellenállás meghibásodhat.

Az alsó opció lehetővé teszi bármely dióda kívánt működési pontjának beállítását, még az eltérő névleges teljesítmény mellett is.

Eszközök soros-párhuzamos csatlakoztatásának sémája.

4,5 V feszültséghez három LED elem és egy áramkorlátozó ellenállás van sorba kötve. A kapott láncokat párhuzamosan kapcsoljuk össze. 20 mA áramlik át minden diódán, és 60 mA együtt. Mindegyiken 1,5 V-nál kisebb, az áramkorlátozón pedig nem kevesebb, mint 0,2-0,5 V. Érdekes módon, ha 4,5 V-os tápegységet használ, akkor csak az infravörös diódák működhetnek vele 2,5 V-os előremenő feszültséggel. 1,5 V-nál kisebb, vagy legalább 5 V-ra kell növelnie a tápfeszültséget.

A LED-elemek (az áramkör felső része) közvetlenül párhuzamos csatlakoztatása nem javasolt a 30-50%-os vagy annál nagyobb paraméter-szórás miatt.Használjon különálló ellenállású áramkört minden diódához (alsó rész), és már csatlakoztassa párhuzamosan a dióda-ellenállás párokat.

Amikor egy LED

Ellenállás egyetlen LED-hez csak 50-100 mW teljesítményükön használják. Nagy teljesítményértékeknél az áramkör hatásfoka jelentősen csökken.

Ha a dióda előremenő üzemi feszültsége lényegesen kisebb, mint a tápfeszültség, a korlátozó ellenállás használata nagy veszteségekhez vezet. Kiváló minőségű és stabil teljesítmény, gondosan szűrt hullámzásokkal, a tápegység 3-5 féle védelmével nem alakul át fénnyé, hanem egyszerűen passzívan, hő formájában disszipálódik.

Nagy erőkkel mennek járművezetők – névleges értékű áramstabilizátorok.

Áramkorlátozó ellenállás használata a működés beállításához LED jellemzők egy egyszerű és megbízható módja annak optimális működésének biztosítására.

Videópéldák az ellenállás legegyszerűbb kiszámításához.

De száz milliwattnál nagyobb diódateljesítmény esetén autonóm vagy beépített áramstabilizáló forrásokat vagy meghajtókat kell használni.