Kako izračunati LED upor - formule s primeri + spletni kalkulator

LED diode različnih barvnih odtenkov imajo različne neposredne obratovalne napetosti. Nastavljeni so z izbiro tokovno omejevalne upornosti LED. Če želite svetlobno napravo spraviti v nazivni način, morate p-n stičišče napajati z delovnim tokom. Če želite to narediti, izračunajte upor za LED.

Tabela LED napetosti glede na barvo

Delovne napetosti LED diod so različne. Odvisne so od materialov polprevodniškega p-n spoja in so povezane z valovno dolžino emisije svetlobe, t.j. sijoč barvni odtenek.

Spodaj je podana tabela nazivnih načinov različnih barvnih odtenkov za izračun odpornosti dušenja.

Iz tabele je razvidno, da 3 volti lahko vklopijo oddajnike vseh vrst sijaja, razen naprav z belim odtenkom, delno vijoličnim in vsem ultravijoličnim. To je posledica dejstva, da morate del napajalne napetosti "porabiti" za omejevanje toka skozi kristal.

Z napajalniki 5, 9 ali 12 V lahko napajate posamezne diode ali njihove serijske verige po 3 in 5-6 kosov.

Serijske verige zmanjšajo zanesljivost naprav, v katerih se uporabljajo, za približno faktor, ki ustreza številu LED. In vzporedna povezava poveča zanesljivost v enakem razmerju: 2 verigi - 2-krat, 3-3-krat itd.

Toda trajanje njihovega delovanja, brez primere za svetlobne vire, od 30-50 do 130-150 tisoč ur, upravičuje padec zanesljivosti, ker. od tega je odvisna življenjska doba naprave. Celo 30-50 tisoč ur dela za 5 ur na dan - 4 ure zvečer in 1 zjutraj vsak dan je 16-27 let dela. V tem času bo večina svetilk zastarela in jih bodo odstranili. Zato serijsko povezavo pogosto uporabljajo vsi proizvajalci LED naprav.

Spletni kalkulator za izračun LED diod

Za samodejni izračun boste potrebovali naslednje podatke:

• vir ali napajalna napetost, V;
• nazivna napetost naprave, V;
• nazivni neposredni obratovalni tok, mA;
• število LED diod v verigi ali vzporedno povezanih;
• Diagram ožičenja LED(s).

Začetne podatke je mogoče vzeti iz potnega lista diode.

Ko jih vnesete v ustrezna okna kalkulatorja, kliknite na gumb "Izračunaj" in dobite nazivno vrednost upora in njegovo moč.

Izračun vrednosti omejevalnika toka upora

V praksi se uporabljata dve vrsti izračuna - grafični, glede na tokovno napetostno značilnost določene diode, in matematični - glede na podatke iz njenega potnega lista.

Shematski diagram priključitve oddajnika na vir napajanja.

Na sliki:

• E - vir napajanja z vrednostjo E na izhodu;
• "+" / "-" - polarnost povezave LED: "+" - anoda, prikazana kot trikotnik na diagramih, "-" - katoda, na diagramih - prečna črtica;
• R – upornost omejevanja toka;
• U_LED - direktno, je tudi delovna napetost;
• jaz - delovni tok skozi napravo;
• napetost na uporu je označena z U_R.

Nato bo shema izračuna naslednja:

Shema za izračun upora.

Izračunajte upor za omejitev toka. Napetost U porazdeljeno v verigi takole:

U = U_R + U_LED ali U_R + I×R_LED, v voltih,

kje R_LED- notranji diferenčni upor p-n stičišča.

Z matematičnimi transformacijami dobimo formulo:

R = (U-U_LED)/I, v Ohmih.

vrednost U_LED lahko izberete med vrednostmi potnega lista.

Izračunajmo vrednost tokovno omejevalnega upora za model Cree LED Cree XM–L, ki ima koš T6.

Podatki o njegovem potnem listu: tipična nominalna U_LED = največ 2,9 V U_LED = 3,5 V, obratovalni tok jaz_LED\u003d 0,7 A.

Za izračun uporabljamo U_LED = 2,9 V.

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

Izračunana vrednost je 3 ohma. Izberemo element s toleranco natančnosti ± 5%. Ta natančnost je več kot dovolj za nastavitev delovne točke na 700 mA.

Zaokrožite vrednost upora navzgor. To bo zmanjšalo tok, svetlobni tok diode in povečalo zanesljivost delovanja z bolj nežnim toplotnim režimom kristala.

Izračunajte potrebno odvajanje moči za ta upor:

P = I² × R = 0,7² × 3 = 1,47 W

Zaradi zanesljivosti ga zaokrožimo na najbližjo večjo vrednost - 2 vata.

Zaporedne in vzporedne sheme LED diode se pogosto uporabljajo in kažejo značilnosti teh vrst povezav. Zaporedna povezava enakih elementov razdeli izvorno napetost med njimi enako. Z različnimi notranjimi upori - sorazmerno z upori. Pri vzporedni povezavi je napetost enaka, tok pa je obratno sorazmeren z notranjimi upori elementov.

Pri serijski povezavi LED

Ko je povezana zaporedno, je prva dioda v verigi povezana z anodo na "+" vira napajanja, s katodo pa z anodo druge diode. In tako naprej do zadnjega v verigi, katere katoda je povezana z virom "-". Tok v zaporednem vezju je enak v vseh njegovih elementih. tiste. skozi katero koli svetlobno napravo je enake velikosti. Notranji upor odprtega, t.j. kristal, ki oddaja svetlobo, je desetine ali stotine ohmov. Če 15-20 mA teče skozi vezje pri upornosti 100 ohmov, bo imel vsak element 1,5-2 V. Vsota napetosti na vseh napravah mora biti manjša od napetosti vira napajanja. Razlika se običajno ugasne s posebnim uporom, ki opravlja dve funkciji:

• omejuje nazivni obratovalni tok;
• zagotavlja nazivno naprej napetost LED.

Preberite tudi

Priključitev LED na 12 voltov

 

Pri vzporedni povezavi

Vzporedno povezavo je mogoče izvesti na dva načina.

Električni tokokrog vzporedne povezave.

Zgornja slika prikazuje, kako omogočiti ni zaželeno. S to povezavo bo en upor zagotovil enakost tokov le z idealnimi kristali in enako dolžino vodilnih žic. Toda sprememba parametrov polprevodniških naprav med proizvodnjo ne omogoča, da bi bili enaki. In izbira enakega - dramatično poveča ceno. Razlika lahko doseže 50-70% ali več. Ko sestavite konstrukcijo, boste dobili razliko v sijaju vsaj 50-70%. Poleg tega bo okvara enega oddajnika spremenila delovanje vseh: če je vezje prekinjeno, bo eden ugasnil, ostali bodo zasijali močneje za 33% in se bodo začeli bolj segrevati. Pregrevanje bo prispevalo k njihovi degradaciji - spremembi odtenka sijaja in zmanjšanju svetlosti.

V primeru kratkega stika zaradi pregrevanja in zgorevanja kristala lahko odpove tokovno omejevalni upor.

Spodnja možnost vam omogoča, da nastavite želeno delovno točko katere koli diode, tudi z njihovo različno nazivno močjo.

Shema serijsko-vzporedne povezave naprav.

Za napetost 4,5 V so trije LED elementi in en tokovni omejevalni upor povezani zaporedno. Nastale verige so povezane vzporedno. Skozi vsako diodo teče 20 mA, skozi vse skupaj pa 60 mA. Na vsakem od njih se izkaže, da je manj kot 1,5 V, na omejevalniku toka pa ne manj kot 0,2-0,5 V. Zanimivo je, da če uporabljate napajalnik 4,5 V, potem lahko z njim delujejo samo infrardeče diode s prehodno napetostjo manj kot 1,5 V ali pa morate povečati napajanje na vsaj 5 V.

Neposredno vzporedna povezava LED elementov (zgornji del vezja) ni priporočljiva zaradi razmika parametrov 30-50% ali več.Uporabite vezje s posameznimi upori za vsako diodo (spodnji del) in že vzporedno povežite pare dioda-upor.

Ko ena LED

Upor za eno LED uporablja se le pri njihovih močeh do 50-100 mW. Pri visokih vrednostih moči se učinkovitost močnostnega tokokroga izrazito zmanjša.

Če je prednja delovna napetost diode bistveno manjša od napajalne napetosti, uporaba omejevalnega upora vodi do velikih izgub. Moč visoke kakovosti in stabilnosti, s skrbno filtriranimi valovi, ki jo zagotavlja 3-5 vrst zaščite napajalnika, se ne pretvori v svetlobo, ampak se preprosto pasivno razprši v obliki toplote.

Pri visokih moči gredo vozniki – tokovni stabilizatorji nazivne vrednosti.

Za nastavitev delovanja uporabite tokovni omejevalni upor LED značilnosti je preprost in zanesljiv način za zagotavljanje njegovega optimalnega delovanja.

Video primeri najpreprostejšega izračuna upora.

Toda z močjo diode več kot sto milivatov je treba uporabiti avtonomne ali vgrajene vire tokovne stabilizacije ali gonilnike.