Pagrindinis parametras, turintis įtakos šviesos diodo ilgaamžiškumui, yra elektros srovė, kurios vertė yra griežtai standartizuota kiekvienam LED elemento tipui. Vienas dažniausių būdų apriboti maksimalią srovę yra naudoti ribojantį rezistorių. Šviesos diodo rezistorius gali būti apskaičiuojamas nenaudojant sudėtingų skaičiavimų, pagrįstų Omo dėsniu, naudojant technines diodo parametrų vertes ir įtampą perjungimo grandinėje.
Turinys
LED įjungimo ypatybės
Tačiau šviesą skleidžiantys elementai, veikiantys tuo pačiu principu kaip ir lygintuvai, turi išskirtinių bruožų. Svarbiausi iš jų yra:
- Itin neigiamas jautrumas atvirkštinio poliškumo įtampai. Šviesos diodas, prijungtas prie grandinės netinkamu poliškumu, sugenda beveik akimirksniu.
- Siauras leistinos darbinės srovės per p-n sandūrą diapazonas.
- Pereinamosios varžos priklausomybė nuo temperatūros, būdinga daugumai puslaidininkinių elementų.
Paskutinis punktas turėtų būti aptartas išsamiau, nes jis yra pagrindinis apskaičiuojant gesinimo rezistorių. Spinduliuojančių elementų dokumentacijoje nurodomas leistinas vardinės srovės diapazonas, kuriame jie veikia ir suteikia nurodytas spinduliavimo charakteristikas. Vertės neįvertinimas nėra mirtinas, tačiau šiek tiek sumažėja ryškumas. Pradedant nuo tam tikros ribinės vertės, srovės perėjimas per perėjimą sustoja ir švytėjimo nebus.
Viršijus srovę pirmiausia padidėja švytėjimo ryškumas, tačiau labai sumažėja tarnavimo laikas. Tolesnis padidėjimas sukelia elemento gedimą. Taigi, pasirenkant LED rezistorių, siekiama apriboti didžiausią leistiną srovę blogiausiomis sąlygomis.
Įtampa puslaidininkių sandūroje yra apribota joje vykstančių fizinių procesų ir yra siaurame, maždaug 1–2 V diapazone. 12 voltų šviesos dioduose, dažnai montuojamuose automobiliuose, gali būti nuosekliai sujungtų elementų grandinė arba ribojantis elementas. grandinė įtraukta į dizainą.
Kodėl jums reikia LED rezistoriaus
Ribuojančių rezistorių naudojimas įjungiant šviesos diodus yra, nors ir ne pats efektyviausias, bet lengviausias ir pigiausias sprendimas apriboti srovę priimtinose ribose. Grandinės sprendimus, leidžiančius labai tiksliai stabilizuoti srovę emiterio grandinėje, pakartoti gana sunku, o paruošti kainuoja brangiai.
Rezistorių naudojimas leidžia savarankiškai atlikti apšvietimą ir foninį apšvietimą. Svarbiausia šiuo atveju yra galimybė naudoti matavimo priemones ir minimalūs litavimo įgūdžiai. Gerai suprojektuotas ribotuvas, atsižvelgiant į galimus leistinus nuokrypius ir temperatūros svyravimus, minimaliomis sąnaudomis gali užtikrinti normalų šviesos diodų veikimą per visą deklaruojamą tarnavimo laiką.
Lygiagretus ir nuoseklus šviesos diodų prijungimas
Siekiant sujungti maitinimo grandinių parametrus ir šviesos diodų charakteristikas, plačiai paplitęs kelių elementų nuoseklusis ir lygiagretus sujungimas. Kiekvienas jungties tipas turi ir privalumų, ir trūkumų.
Lygiagretus ryšys
Tokio ryšio privalumas yra tik vieno ribotuvo naudojimas visai grandinei. Pažymėtina, kad šis pranašumas yra vienintelis, todėl lygiagrečios jungties praktiškai nerasta, išskyrus žemos kokybės pramoninius gaminius. Trūkumai yra šie:
- Ribuojančio elemento galios išsklaidymas didėja proporcingai lygiagrečiai prijungtų šviesos diodų skaičiui.
- Elementų parametrų sklaida lemia netolygų srovių pasiskirstymą.
- Vieno iš emiterių perdegimas sukelia laviną primenantį visų kitų gedimą dėl įtampos kritimo padidėjimo lygiagrečiai prijungtoje grupėje.
Ryšys šiek tiek padidina eksploatacines savybes, kai srovė per kiekvieną spinduliuojantį elementą ribojama atskiru rezistoriumi. Tiksliau, tai lygiagretus atskirų grandinių, susidedančių iš šviesos diodų su ribojančiais rezistoriais, sujungimas.Pagrindinis privalumas yra didesnis patikimumas, nes vieno ar kelių elementų gedimas jokiu būdu neturi įtakos kitų veikimui.
Trūkumas yra tas, kad dėl LED parametrų išplitimo ir technologinės varžos vertės tolerancijos atskirų elementų švytėjimo ryškumas gali labai skirtis. Tokioje schemoje yra daug radijo elementų.
Lygiagretus ryšys su atskirais ribotuvais naudojamas žemos įtampos grandinėse, pradedant nuo minimumo, kurį riboja įtampos kritimas p-n sandūroje.
Serijinis ryšys
Spinduliuojančių elementų nuoseklusis sujungimas tapo plačiausiai paplitęs, nes neabejotinas nuoseklios grandinės pranašumas yra absoliuti srovės, einančios per kiekvieną elementą, lygybė. Kadangi srovė per vieną ribojantį rezistorių ir per diodą yra vienoda, galios išsklaidymas bus minimalus.
Reikšmingas trūkumas yra tas, kad sugedus bent vienam iš elementų, visa grandinė suges. Nuosekliam prijungimui reikalinga padidinta įtampa, kurios minimali vertė didėja proporcingai įtrauktų elementų skaičiui.
mišrus įtraukimas
Atliekant mišrų jungtį, kai naudojamos kelios lygiagrečiai sujungtos kelios grandinės, ir nuosekliai sujungti vieną ribojantį rezistorių ir kelis šviesos diodus, galima naudoti daug emiterių.
Vieno iš elementų perdegimas sukels tik vienos grandinės, kurioje yra sumontuotas šis elementas, neveikimą.Likusi dalis veiks tinkamai.
Rezistorių skaičiavimo formulės
Šviesos diodų rezistorių varža apskaičiuojama pagal Ohmo dėsnį. Pradiniai LED rezistoriaus apskaičiavimo parametrai yra šie:
- grandinės įtampa;
- šviesos diodo veikimo srovė;
- įtampos kritimas skleidžiančiame diode (LED maitinimo įtampa).
Atsparumo reikšmė nustatoma pagal išraišką:
R = U/I
kur U yra įtampos kritimas per rezistorių, o I yra tiesioginė srovė per šviesos diodą.
Šviesos diodo įtampos kritimas nustatomas pagal išraišką:
U \u003d Upit - Usv,
kur Upit yra grandinės įtampa, o Usv yra vardinės lentelės įtampos kritimas per spinduliavimo diodą.
Apskaičiuojant rezistoriaus šviesos diodą, gaunama varžos vertė, kuri nebus standartiniame verčių diapazone. Turite paimti rezistorių, kurio varža arčiausiai apskaičiuotos vertės didesnėje pusėje. Tai atsižvelgia į galimą įtampos padidėjimą. Geriau paimti kitą vertę pasipriešinimo serijoje. Tai šiek tiek sumažins srovę per diodą ir sumažins švytėjimo ryškumą, tačiau tuo pačiu metu bet koks maitinimo įtampos ir diodo varžos dydžio pokytis (pavyzdžiui, pasikeitus temperatūrai) yra išlygintas.
Prieš pasirinkdami varžos vertę, turėtumėte įvertinti galimą srovės ir ryškumo sumažėjimą, palyginti su nurodyta formule:
(R–Rst)R•100 %
Jei gauta vertė yra mažesnė nei 5%, tuomet reikia paimti didesnį pasipriešinimą, jei nuo 5 iki 10%, tuomet galite apsiriboti mažesniu.
Ne mažiau svarbus parametras, turintis įtakos veikimo patikimumui, yra srovės ribojimo elemento galios išsklaidymas. Srovė, einanti per sekciją su varža, sukelia jos įkaista.Norėdami nustatyti galią, kuri bus išsklaidyta, naudokite formulę:
P = U•U/R
Naudokite ribojantį rezistorių, kurio galios išsklaidymas viršys apskaičiuotą vertę.
Pavyzdys:
Yra šviesos diodas, kurio įtampos kritimas yra 1,7 V, o vardinė srovė yra 20 mA. Jis turi būti prijungtas prie 12 V grandinės.
Įtampos kritimas ribojančiame rezistoriuje yra:
U = 12 - 1,7 = 10,3 V
Rezistoriaus varža:
R \u003d 10,3 / 0,02 \u003d 515 omų.
Artimiausia didesnė vertė standartiniame diapazone yra 560 omų. Esant šiai vertei, srovės sumažėjimas, palyginti su nustatyta reikšme, yra šiek tiek mažesnis nei 10%, todėl nereikia imti didesnės vertės.
Išsklaidyta galia vatais:
P = 10,3•10,3/560 = 0,19 W
Taigi šiai grandinei galite naudoti elementą, kurio leistina sklaidos galia yra 0,25 W.
LED juostos prijungimas
Galimos skirtingos maitinimo įtampos LED juostos. Ant juostos yra nuosekliai sujungtų diodų grandinė. Diodų skaičius ir ribojančių rezistorių varža priklauso nuo juostos maitinimo įtampos.
Labiausiai paplitę LED juostų tipai yra skirti prijungti prie 12 V grandinės. Čia taip pat galima naudoti ir didesnės įtampos vertę. Norint teisingai apskaičiuoti rezistorius, būtina žinoti srovę, tekančią per vieną juostos dalį.
Padidėjus juostos ilgiui, proporcingai padidėja srovė, nes minimalios sekcijos yra technologiškai sujungtos lygiagrečiai. Pavyzdžiui, jei mažiausias segmento ilgis yra 50 cm, tada 5 m juosta iš 10 tokių segmentų srovės suvartojimas padidės 10 kartų.
Panašūs straipsniai:
