كيفية اختيار المقاوم المحدد الحالي لمصباح LED

تعتبر مصادر الإضاءة LED الحديثة مناسبة تمامًا للتشغيل طويل الأمد في الظروف الصعبة. ومع ذلك ، للحماية الحالية ، يتم استخدام مقاومة كهربائية محدودة. سيساعد الحساب الدقيق لمقاوم LED في تحديد المكونات الوظيفية للدائرة بدون أخطاء.

تطبيق المقاوم المحدد الحالي لمصباح LED

تُستخدم مصابيح LED للزينة الزخرفية ، لضمان الرؤية الجيدة في الممر المظلمة ولحل المشكلات العملية الأخرى. إنها اقتصادية أكثر بكثير من المصابيح المتوهجة الكلاسيكية. تمنع القوة العالية تلوث البيئة بالمركبات الكيميائية الضارة ، وهو أمر ممكن بعد تلف لمبة مصدر ضوء تفريغ الغاز.

مع الأخذ في الاعتبار التوصيل أحادي الجانب لتقاطع أشباه الموصلات ، من الواضح أنه يجب توصيل LED ببطارية تخزين ، مصدر طاقة تيار مستمر آخر. يتم تصحيح جهد الشبكة المنزلية القياسية ، وخفضه إلى المستوى الاسمي. يستخدم المقاوم للحد من التيار.

ميزات العمل والحسابات

على الرغم من المزايا المهمة ، يوصي المستخدمون اليقظون بالاهتمام بالعيوب المهمة لأجهزة LED:

• تحدد تقنيات أشباه الموصلات خصائص الجهد الحالي غير الخطي (VAC) ؛
• زيادة الجهد فوق عتبة معينة مصحوبة بتدهور تقاطع pn ؛
• عند مستوى معين (مع الاتصال المباشر أو العكسي) ، تؤدي الزيادة الحادة في القوة الحالية إلى إتلاف المنتج.

أهمية خاصة هي مقاومتها المنخفضة في العملية. يمكن أن يؤدي تغيير بسيط نسبيًا في المعلمات الأساسية لمصدر الطاقة إلى إتلاف تقاطع أشباه الموصلات. لهذا السبب ، يتم إضافة المقاوم المحدد الحالي إلى الدائرة.

يزيد العنصر السلبي الإضافي من استهلاك الطاقة. لهذا السبب ، يوصى باستخدام مثل هذه الحلول مع مصابيح LED منخفضة الطاقة ، أو لإنشاء أجهزة ذات دورات عمل صغيرة.

الحساب الرياضي

في أبسط دائرة ، يتم توصيل المقاوم المحدد للتيار (R) والصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) في سلسلة بمصدر تيار ثابت (I) بجهد معين (Ui) عند أطراف الخرج. يمكنك حساب المقاومة الكهربائية باستخدام الصيغة المعروفة لقانون أوم (I = U / R).

الافتراض الثاني لكيرشوف مفيد أيضًا. في هذا المثال ، تحدد المساواة التالية: Ui = Ur + Ucأين أور (جامعة كاليفورنيا) - الجهد عبر المقاوم (LED) ، على التوالي. بمجرد تحويل هذه التعبيرات ، يمكنك الحصول على التبعيات الأساسية:

• واجهة المستخدم = I * R + I * Rc ؛
• R = (Ui - Uc) / I.

هنا RC يشير إلى المقاومة التفاضلية لجهاز أشباه الموصلات ، والتي تتغير بشكل غير خطي اعتمادًا على الجهد والتيار. في الجزء الخلفي من خاصية الجهد الحالي ، يمكن تمييز منطقة الحظر. زيادة كبيرة RC في هذا المجال يمنع حركة الإلكترونات (Iobr = 0). ومع ذلك ، مع زيادة لاحقة في الجهد عند مستوى معين (Urev-m) ، يحدث انهيار في مفترق pn.

نظرًا لأن برنامج التشغيل يوفر طاقة التيار المستمر ، فأنت بحاجة إلى دراسة الاتصال "المباشر" المقابل بعناية. ميزات خاصية I - V:

• في القسم الأول إلى Uн تنخفض المقاومة بسلاسة ويزداد التيار وفقًا لذلك ؛
• من عند Uн قبل ام - منطقة العمل (الإشعاع في نطاق الضوء) ؛
• علاوة على ذلك - يؤدي الانخفاض الحاد في المقاومة إلى زيادة أسية في القوة الحالية مع الفشل اللاحق للمنتج.

يتم حساب المصابيح على أساس جهد التشغيل. جامعة كاليفورنيا... تشير الشركات المصنعة إلى هذه المعلمة في الوثائق المصاحبة. لحساب المقاومة الكهربائية لمقاوم حد تيار مناسب ، استخدم الصيغة: R = (Ui - Uc) / أنا.

حساب رسومي

إذا كنت تأخذ رمز التحقق من البطاقة (CVC) ، فيمكنك تطبيق تقنية رسومية. يتم أخذ المعلومات الرسومية والرقمية الأصلية من جواز السفر أو على الموقع الرسمي للشركة المصنعة. خوارزمية الإجراءات (مثال):

• وفقًا للبيانات الأولية ، يبلغ تيار LED الاسمي (In) 25 مللي أمبير ؛
• يتم رسم خط منقط من النقطة المقابلة (1) على المحور الرأسي للإحداثيات إلى التقاطع مع منحنى الخاصية I - V (2) ؛
• لاحظ جهد مزود الطاقة (Ui = 5.5 V) على محور الإحداثي (3) ؛
• ارسم خطًا من خلال النقطتين (2) و (3) ؛
• سيُظهر التقاطع مع المحور y الحد الأقصى للتيار المسموح به (Im = 60 مللي أمبير).

علاوة على ذلك ، وفقًا للصيغة الكلاسيكية ، ليس من الصعب حساب المقاوم المطلوب لمصباح LED في هذه الحالة: R = Ui / Im = 5.5 / 0.06 91.7... في السطر التسلسلي ، تحتاج إلى تحديد أقرب فئة بهامش صغير - 100 أوم. هذا الحل سوف يقلل قليلا من الكفاءة. ولكن في الوضع اللطيف ، ستسخن المكونات الوظيفية بدرجة أقل. سيتم تقليل الحمل على تقاطع أشباه الموصلات وفقًا لذلك. توقع زيادة عمر مصدر الضوء.

لتحديد المقاوم الصحيح ، تحتاج إلى معرفة الطاقة (P). القيم القياسية (W): 0.125 ؛ 0.25 ؛ 0.5 ؛ واحد؛ 2 ؛ 5. يمكن إجراء الحسابات لأي معلمات معروفة باستخدام الصيغ: P = Im2 * R = Ur2 / R.... إذا أخذنا البيانات الأولية للمثال قيد الدراسة: P = 0.06 * 0.06 * 100 = 0.36 W. مع الأخذ في الاعتبار نطاق النموذج النموذجي ، من الضروري اختيار مقاوم 100 أوم بقوة تبديد تبلغ 0.5 وات.

تتراوح التفاوتات في دقة المقاومة الكهربائية للمقاومات من 0.001 إلى 30٪ من القيمة الاسمية. في وضع العلامات وفقًا للمعايير الدولية ، يتم تحديد الفئات المقابلة بأحرف لاتينية (D - 0.5٪ ؛ G - 2٪ ؛ J - 5٪).

توصيل الصمام من خلال المقاوم

مع الأخذ في الاعتبار البيانات المقدمة ، يمكن استخلاص العديد من الاستنتاجات الوسيطة المهمة:

• يتم استخدام دوائر الحماية المقاومة بطاقة منخفضة ؛
• لا يؤدون وظائف الاستقرار ؛
• العنصر السلبي غير قادر على التخميد من اندفاعات الجهد.

يمكن الحصول على مؤشرات الأداء المقبولة من خلال إنشاء:

• مجسات.
• المؤشرات.
• أجهزة الإشارات.

هذا الحل مناسب لإضاءة حوض السمك المحلي الصغير. ومع ذلك ، من غير المحتمل أن يكون الاستهلاك المطول لكميات كبيرة من الطاقة مقبولاً. يتجلى نقص الثبات من خلال تغير ملحوظ في السطوع مع زيادة / نقصان الجهد.

يوصي الخبراء باستخدام مصادر الطاقة مع استقرار التيار الموثوق به باستهلاك إجمالي يزيد عن 1.5-2 وات. تستخدم هذه الأجهزة (المخفتات) لتوصيل مجموعات من أجهزة الإضاءة وأجهزة أشباه الموصلات عالية الطاقة.

حساب المقاوم لمصباح LED

يمكنك إجراء الحسابات اللازمة عبر الإنترنت باستخدام آلة حاسبة متخصصة. يتم تقديم الاستخدام الكامل لهذه البرامج مجانًا.

ومع ذلك ، لا يتوفر الوصول إلى الإنترنت دائمًا.بعد دراسة تقنية بسيطة إلى حد ما ، يمكن لأي شخص تحديد المقاوم بسرعة لمصباح LED دون البحث عن البرنامج المناسب.

للحصول على عرض توضيحي مرئي للخوارزمية ، تحتاج إلى التفكير في توصيل المقاوم الواقي بدائرة إمداد الطاقة (5 فولت) لمصباح LED محدد (Epistar 1W HP).

المواصفات الفنية:

• قوة التبديد ، W - 1 ؛
• التيار ، مللي أمبير - 350 ؛
• الجهد الأمامي (نموذجي / الحد الأقصى) ، V - 2.35 / 2.6.

للحد من تيار LED ، مع مراعاة توصيات الشركة المصنعة ، المقاوم ذو المقاومة الكهربائية R = (5-2.35) / 0.35 = 7.57 أوم مناسب. وفقًا لمعيار E24 ، فإن أقرب القيم هي 7.5 و 8.2 أوم. إذا كنت تستخدم القواعد القياسية ، فسيتعين عليك اختيار قيمة أكبر تختلف عن القيمة المحسوبة بنسبة 8.5٪ تقريبًا. سيتم إنشاء هامش خطأ إضافي من خلال تسامح بنسبة 5 ٪ للمنتجات الرخيصة المنتجة بكميات كبيرة. مع هذا الانحراف ، من الصعب الحصول على خصائص دائرة مقبولة من حيث وظائف الحماية واستهلاك الطاقة.

الطريقة الأولى لحل المشكلة هي اختيار عدة مقاومات أقل. بعد ذلك ، يتم استخدام خيار توصيل متسلسل أو متوازي أو مدمج للحصول على المقاومة المكافئة المطلوبة لقسم الدائرة. الطريقة الثانية هي إضافة ماكينة حلاقة.

حساب تبديد الطاقة

في أي من الخيارات ، عند اختيار المقاومة الكهربائية للدائرة ، يجب ضبط تيار أقل قليلاً من أجل إطالة عمر LED. لمنع التلف الناتج عن الحرارة ، يتم استخدام المنتج ضمن نطاق درجة الحرارة الموصى به. بالنسبة لـ Epistar 1W HP - من -40 درجة مئوية إلى +80 درجة مئوية. إذا لزم الأمر ، استخدم التثبيت على مبرد "نجمي" متخصص. هذه الإضافة تزيد من منطقة تبديد الحرارة الفعالة.

من أجل التحديد الدقيق ، يتم تقدير تبديد طاقة المقاوم: P = I2 * R = (0.35) 2 * 7.57 = 0.1225 * 7.57 ≈0.93 W. يتم إجراء احتياطي لهذه المعلمة بنسبة 20-25 ٪ على الأقل. تصنيف 1 W ليس كافيًا ، لذلك يتم اختيار التصنيف التالي في الصف القياسي - 2W.

يتم التحقق من كفاءة الدائرة المجمعة بواسطة نسبة Uc / Ui = 2.35 / 5 = 0.47 (47٪). تظهر النتيجة النهائية أن أكثر من نصف الكهرباء في هذه الحالة ضائعة. في الواقع ، يكون المؤشر أسوأ ، حيث لا يستهلك مؤشر LED كل طاقة الاستهلاك للإشعاع في الجزء المرئي من الطيف. جزء مهم هو الموجات الكهرومغناطيسية في نطاق الأشعة تحت الحمراء.

اتصال موازية

في أي نقطة في الدائرة التسلسلية ، يكون التيار هو نفسه. هذا يبسط الحساب ، ويمنع حالات الطوارئ. عندما يفشل أحد العناصر ، يتم إيقاف تشغيل جميع مصابيح LED. لذلك يتم استبعاد التلف الناتج عن زيادة الجهد. توضح الأسباب المذكورة شعبية هذه الطريقة في إنشاء المصابيح الشريطية والتصميمات الأخرى.

يوفر استخدام اتصال متوازي مزايا معينة. في هذا الإصدار ، يحتفظ المنتج بوظائف جزئية في حالة تلف دائرة واحدة. يضمن هذا الحل نفس الجهد عند نقاط الاتصال بمصدر الطاقة لكل فرع.

الاتصال المتوازي مناسب لتنظيم مخططات التحكم المستقلة. تستند مبادئ أكاليل رأس السنة الجديدة على هذه التكنولوجيا. ترتبط الفروع المنفصلة بمصدر الطاقة وفقًا للخوارزمية المحددة بواسطة البرنامج.

لا يمكنك استخدام مقاوم واحد لعدة صمامات ثنائية متوازية. الاختيار الدقيق للمقاومة يرجع إلى الحاجة إلى تنظيم دقيق للتيار. في بعض الحالات ، تسبب أخطاء 0.1-0.5 A أعطالًا ، انخفاض جذري في المورد.

تختلف الخصائص التقنية الفعلية لمصابيح LED اختلافًا كبيرًا حتى في نفس الشحنة. لهذا السبب ، كل دائرة محمية بمقاوم منفصل.

ميزات ICE الرخيصة

التكلفة المنخفضة وحدها ليست دليلاً على الجودة الرديئة. إن زيادة الإنتاج وتحسين العمليات التكنولوجية يقللان من التكاليف.ومع ذلك ، في قطاع السوق المقابل ، هناك منتجات من الشركات المصنعة لا تتوافق في الواقع مع الخصائص المعلنة.

لتحديد المشاكل المحتملة ، انتبه إلى المعلمات التالية:

• في الموديلات الرخيصة ، الأجزاء الرئيسية للهيكل مصنوعة من الألومنيوم ؛
• نظائر النحاس أثقل ، تزيل الحرارة بشكل أكثر كفاءة ، ومقاومة للإجهاد الميكانيكي ؛
• في منتج عالي الجودة ، يتوافق الحجم البلوري مع المعيار (0.762 × 0.762 مم أو غير ذلك) ؛
• يتم إثبات العيوب بشكل غير مباشر من خلال تشويه نسب منطقة العمل (مستطيل بدلاً من مربع) ؛
• لزيادة الموثوقية ، يقوم المصنعون المسؤولون بزيادة عدد الموصلات باستخدام خيوط مصنوعة من معادن نبيلة.

تخلق مصابيح LED عالية الجودة تدفقًا ضوئيًا من 150 إلى 220 لومن لكل 1 وات من الاستهلاك. مزيفة - لا تزيد عن 50-70 شمعة. في حالة الشك ، يجب اختيار مكونات الحماية بعناية خاصة.