Kā aprēķināt LED rezistoru - formulas ar piemēriem + tiešsaistes kalkulators

Dažādu krāsu toņu gaismas diodēm ir atšķirīgs tiešais darba spriegums. Tie tiek iestatīti, izvēloties gaismas diodes strāvu ierobežojošo pretestību. Lai apgaismojuma ierīci ieslēgtu nominālajā režīmā, p-n pāreja ir jāieslēdz ar darba strāvu. Lai to izdarītu, aprēķiniet LED rezistoru.

LED sprieguma tabula atkarībā no krāsas

Gaismas diožu darbības spriegumi ir atšķirīgi. Tie ir atkarīgi no pusvadītāju p-n savienojuma materiāliem un ir saistīti ar gaismas emisijas viļņa garumu, t.i. spīduma krāsas tonis.

Tālāk ir sniegta dažādu krāsu toņu nominālo režīmu tabula amortizācijas pretestības aprēķināšanai.

No tabulas var redzēt, ka 3 volti var ieslēgt visu veidu spīduma emitētājus, izņemot ierīces ar baltu nokrāsu, daļēji violetu un visu ultravioleto. Tas ir saistīts ar faktu, ka jums ir "jātērē" daļa no barošanas sprieguma, lai ierobežotu strāvu caur kristālu.

Izmantojot 5, 9 vai 12 V barošanas avotus, jūs varat darbināt atsevišķas diodes vai to sērijas ķēdes ar 3 un 5-6 gabaliem.

Seriālās ķēdes samazina to ierīču uzticamību, kurās tās tiek izmantotas, aptuveni par koeficientu, kas atbilst gaismas diožu skaitam. Un paralēlais savienojums palielina uzticamību tādā pašā proporcijā: 2 ķēdes - 2 reizes, 3 - 3 reizes utt.

Bet to darbības ilgums, kas bezprecedenta gaismas avotiem, no 30-50 līdz 130-150 tūkstošiem stundu, attaisno uzticamības kritumu, jo. no tā ir atkarīgs ierīces kalpošanas laiks. Pat 30-50 tūkstoši darba stundu 5 stundas dienā - 4 stundas vakarā un 1 no rīta katru dienu ir 16-27 darba gadi. Šajā laikā lielākā daļa lampu novecos un tiks likvidētas. Tāpēc seriālo savienojumu plaši izmanto visi LED ierīču ražotāji.

Tiešsaistes kalkulators gaismas diožu aprēķināšanai

Lai veiktu automātisku aprēķinu, jums būs nepieciešami šādi dati:

• avota vai barošanas avota spriegums, V;
• ierīces nominālais tiešais spriegums, V;
• tiešā nominālā darba strāva, mA;
• LED skaits ķēdē vai savienots paralēli;
• LED elektroinstalācijas shēma(s).

Sākotnējos datus var ņemt no diodes pases.

Pēc to ievadīšanas atbilstošajos kalkulatora logos noklikšķiniet uz pogas "Aprēķināt" un iegūstiet rezistora nominālvērtību un tā jaudu.

Rezistora-strāvas ierobežotāja vērtības aprēķins

Praksē tiek izmantoti divu veidu aprēķini - grafiskais, saskaņā ar konkrētas diodes strāvas-sprieguma raksturlielumu, un matemātiskais - saskaņā ar tās pases datiem.

Shematiska shēma emitētāja pieslēgšanai strāvas avotam.

Uz attēla:

• E - strāvas avots ar vērtību E pie izejas;
• "+" / "-" - LED savienojuma polaritāte: "+" - anods, diagrammās parādīts kā trīsstūris, "-" - katods, diagrammās - šķērsvirziena domuzīme;
• R – strāvu ierobežojoša pretestība;
• U_vadīja - tiešs, tas ir arī darba spriegums;
• es - darba strāva caur ierīci;
• spriegumu pāri rezistoram apzīmē ar U_R.

Tad aprēķinu shēma būs šāda:

Rezistora aprēķināšanas shēma.

Aprēķiniet pretestību, lai ierobežotu strāvu. spriegums U ķēdē sadalīts šādi:

U = U_R + U_vadīja vai U_R + I × R_vadīja, voltos,

kur R_vadīja- p-n krustojuma iekšējā diferenciālā pretestība.

Ar matemātiskām pārveidojumiem mēs iegūstam formulu:

R = (U-U_vadīja)/I, Ohm.

vērtība U_vadīja var izvēlēties no pases vērtībām.

Aprēķināsim strāvu ierobežojošā rezistora vērtību Cree LED modelim Cree XM–L, kuram ir T6 bin.

Viņa pases dati: tipisks nomināls U_LED = maksimums 2,9 V U_LED = 3,5 V, darba strāva es_LED\u003d 0,7 A.

Aprēķiniem mēs izmantojam U_LED = 2,9 V.

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

Aprēķinātā vērtība ir 3 omi. Mēs izvēlamies elementu ar precizitātes pielaidi ± 5%. Šī precizitāte ir vairāk nekā pietiekama, lai iestatītu darbības punktu 700 mA.

Noapaļo pretestības vērtību. Tas samazinās strāvu, diodes gaismas plūsmu un palielinās darbības uzticamību ar maigāku kristāla termisko režīmu.

Aprēķiniet nepieciešamo jaudas izkliedi šim rezistoram:

P = I² × R = 0,7² × 3 = 1,47 W

Uzticamības labad mēs to noapaļojam līdz tuvākajai lielākajai vērtībai - 2 vati.

Sērijas un paralēlās shēmas Gaismas diodes tiek plaši izmantotas un parāda šo savienojumu veidu īpašības. Savienojot identiskus elementus virknē, avota spriegums tiek sadalīts vienādi starp tiem. Ar dažādām iekšējām pretestībām - proporcionāli pretestībām. Pieslēdzot paralēli, spriegums ir vienāds, un strāva ir apgriezti proporcionāla elementu iekšējām pretestībām.

Ja ir pievienots virknē LED

Savienojot virknē, ķēdes pirmā diode ir savienota ar anodu ar barošanas avota “+” un ar katodu ar otrās diodes anodu. Un tā tālāk līdz pēdējam ķēdē, kuras katods ir savienots ar "-" avotu. Strāva virknes ķēdē visos tās elementos ir vienāda. Tie. caur jebkuru gaismas ierīci tas ir vienāda lieluma. Atvērtā iekšējā pretestība, t.i. izstaro gaismas kristālu, ir desmitiem vai simtiem omu. Ja caur ķēdi plūst 15-20 mA ar pretestību 100 omi, tad katram elementam būs 1,5-2 V. Sprieguma summai visās ierīcēs jābūt mazākai par strāvas avota spriegumu. Atšķirību parasti dzēš ar īpašu rezistoru, kas veic divas funkcijas:

• ierobežo nominālo darba strāvu;
• nodrošina nominālo priekšējo spriegumu LED.

Izlasi arī

LED pievienošana 12 voltiem

 

Pieslēdzot paralēli

Paralēlo savienojumu var veikt divos veidos.

Paralēlā savienojuma elektriskā ķēde.

Augšējā attēlā parādīts, kā to iespējot nav vēlams. Ar šo savienojumu viena pretestība nodrošinās strāvu vienādību tikai ar ideāliem kristāliem un vienāda garuma svina vadiem. Bet pusvadītāju ierīču parametru izmaiņas ražošanas laikā neļauj tās padarīt vienādas. Un to pašu izvēle - krasi palielina cenu. Atšķirība var sasniegt 50-70% vai vairāk. Pēc konstrukcijas montāžas jūs iegūsit atšķirību mirdzumā vismaz par 50-70%. Turklāt viena emitētāja atteice mainīs visu darbību: ja ķēde pārtrūks, viens nodzisīs, pārējie spīdēs spožāk par 33% un sāks vairāk uzkarst. Pārkaršana veicinās to degradāciju - mirdzuma nokrāsas izmaiņas un spilgtuma samazināšanos.

Ja kristāla pārkaršanas un sadegšanas rezultātā rodas īssavienojums, strāvu ierobežojošā pretestība var neizdoties.

Apakšējā opcija ļauj iestatīt vēlamo darbības punktu jebkurai diodei pat ar to atšķirīgo nominālo jaudu.

Ierīču seriāli paralēlā savienojuma shēma.

Spriegumam 4,5 V virknē ir savienoti trīs LED elementi un viena strāvu ierobežojoša pretestība. Iegūtās ķēdes ir savienotas paralēli. 20 mA plūst caur katru diodi, un 60 mA plūst cauri visiem kopā. Katrā no tiem tas izrādās mazāks par 1,5 V, bet uz strāvas ierobežotāja - ne mazāks par 0,2-0,5 V. Interesanti, ka, ja izmantojat 4,5 V barošanas avotu, tad ar to var strādāt tikai infrasarkanās diodes ar tiešo spriegumu mazāk nekā 1,5 V, vai arī jums jāpalielina barošana vismaz līdz 5 V.

LED elementu tieši paralēlais savienojums (ķēdes augšējā daļa) nav ieteicams, jo parametru izplatība ir 30-50% vai vairāk.Katrai diodei (apakšējai daļai) izmantojiet ķēdi ar atsevišķām pretestībām un jau paralēli pievienojiet diodes-rezistoru pārus.

Kad viens LED

Rezistors vienai LED to izmanto tikai ar to jaudu līdz 50-100 mW. Pie lielām jaudas vērtībām strāvas ķēdes efektivitāte ievērojami samazinās.

Ja diodes tiešā darba spriegums ir ievērojami mazāks par strāvas padeves spriegumu, ierobežojoša rezistora izmantošana rada lielus zudumus. Augstas kvalitātes un stabilitātes jauda, ​​ar rūpīgi filtrētu viļņošanos, ko nodrošina 3-5 strāvas padeves aizsardzības veidi, netiek pārvērsta gaismā, bet gan vienkārši pasīvi izkliedēta siltuma veidā.

Pie lieliem spēkiem viņi iet vadītājiem – nominālās vērtības strāvas stabilizatori.

Darbības iestatīšanai izmantojiet strāvu ierobežojošu rezistoru LED īpašības ir vienkāršs un uzticams veids, kā nodrošināt tā optimālu darbību.

Vienkāršākā pretestības aprēķina video piemēri.

Bet ar diodes jaudu, kas pārsniedz simts milivatus, ir jāizmanto autonomi vai iebūvēti strāvas stabilizācijas avoti vai draiveri.