Πώς να επιλέξετε μια τρέχουσα περιοριστική αντίσταση για ένα LED

Οι σύγχρονες πηγές φωτός LED είναι κατάλληλες για μακροχρόνια λειτουργία σε δύσκολες συνθήκες. Ωστόσο, για την τρέχουσα προστασία, χρησιμοποιείται μια περιοριστική ηλεκτρική αντίσταση. Ο ακριβής υπολογισμός της αντίστασης για το LED θα βοηθήσει στην επιλογή των λειτουργικών εξαρτημάτων του κυκλώματος χωρίς σφάλματα.

Εφαρμογή μιας τρέχουσας περιοριστικής αντίστασης για ένα LED

Τα LED χρησιμοποιούνται για διακοσμητική διακόσμηση, παρέχοντας καλή ορατότητα σε έναν σκοτεινό διάδρομο και επιλύοντας άλλα πρακτικά προβλήματα. Είναι πολύ πιο οικονομικοί από τους κλασικούς λαμπτήρες πυρακτώσεως. Η υψηλή αντοχή αποτρέπει τη μόλυνση του περιβάλλοντος με επιβλαβείς χημικές ενώσεις, κάτι που είναι δυνατό μετά από ζημιά στον λαμπτήρα της πηγής φωτός εκκένωσης αερίου.

Λαμβάνοντας υπόψη τη μονόπλευρη αγωγιμότητα της διασταύρωσης ημιαγωγού, είναι κατανοητή η ανάγκη σύνδεσης του LED σε μια μπαταρία αποθήκευσης, μια άλλη πηγή ισχύος DC. Η τάση ενός τυπικού οικιακού δικτύου διορθώνεται, μειώνεται σε ονομαστικό επίπεδο. Η αντίσταση περιορίζει το ρεύμα.

Χαρακτηριστικά της εργασίας και των υπολογισμών

Παρά τα σημαντικά πλεονεκτήματα, οι προσεκτικοί χρήστες συνιστούν προσοχή στα σημαντικά μειονεκτήματα των συσκευών LED:

• οι τεχνολογίες ημιαγωγών καθορίζουν τα μη γραμμικά χαρακτηριστικά τάσης ρεύματος (VAC).
• μια αύξηση της τάσης πάνω από ένα ορισμένο κατώφλι συνοδεύεται από υποβάθμιση της σύνδεσης pn.
• σε ένα ορισμένο επίπεδο (με άμεση ή αντίστροφη εναλλαγή), μια απότομη αύξηση της έντασης ρεύματος βλάπτει το προϊόν.

Ιδιαίτερης σημασίας είναι η χαμηλή εγγενής αντίσταση στον τρόπο λειτουργίας. Μια σχετικά μικρή αλλαγή στις βασικές παραμέτρους του τροφοδοτικού μπορεί να βλάψει τη σύνδεση ημιαγωγών. Για το λόγο αυτό, προστίθεται στο κύκλωμα μια αντίσταση περιορισμού ρεύματος.

Ένα επιπλέον παθητικό στοιχείο αυξάνει την κατανάλωση ενέργειας. Για αυτόν τον λόγο, συνιστάται η χρήση τέτοιων λύσεων σε συνδυασμό με LED χαμηλής ισχύος ή για τη δημιουργία συσκευών με μικρούς κύκλους λειτουργίας.

Μαθηματικός υπολογισμός

Στο απλούστερο κύκλωμα, μια αντίσταση περιορισμού ρεύματος (R) και ένα LED συνδέονται εν σειρά σε μια πηγή σταθερού ρεύματος (Ι) με μια ορισμένη τάση (Ui) στους ακροδέκτες εξόδου. Μπορείτε να υπολογίσετε την ηλεκτρική αντίσταση χρησιμοποιώντας τον γνωστό τύπο του νόμου του Ohm (I = U / R).

Το δεύτερο αξίωμα του Kirchhoff είναι επίσης χρήσιμο. Σε αυτό το παράδειγμα, ορίζει την ακόλουθη ισότητα: Ui = Ur + Ucόπου Ουρ (Uc) - τάση στην αντίσταση (LED), αντίστοιχα. Απλώς μετατρέποντας αυτές τις εκφράσεις, μπορείτε να λάβετε τις βασικές εξαρτήσεις:

• Ui = I * R + I * Rc;
• R = (Ui - Uc) / Ι.

Εδώ Rc υποδηλώνει τη διαφορική αντίσταση μιας συσκευής ημιαγωγού, η οποία αλλάζει μη γραμμικά ανάλογα με την τάση και το ρεύμα. Στο πίσω μέρος του χαρακτηριστικού ρεύματος-τάσης, μπορεί να διακριθεί η περιοχή αποκλεισμού. Σημαντική αύξηση Rc σε αυτήν την περιοχή αποτρέπει την κίνηση ηλεκτρονίων (Iobr = 0). Ωστόσο, με επακόλουθη αύξηση της τάσης σε ένα ορισμένο επίπεδο (Urev-m), εμφανίζεται μια ανάλυση της σύνδεσης p-n.

Δεδομένου ότι το πρόγραμμα οδήγησης παρέχει ισχύ DC, πρέπει να μελετήσετε προσεκτικά την αντίστοιχη "άμεση" σύνδεση. Χαρακτηριστικά του χαρακτηριστικού I - V:

• στην πρώτη ενότητα έως Uн Η αντίσταση μειώνεται ομαλά και το ρεύμα αυξάνεται ανάλογα.
• από Uн πριν Εμ - περιοχή εργασίας (ακτινοβολία στο φάσμα φωτός) ·
• περαιτέρω - μια απότομη μείωση της αντίστασης προκαλεί εκθετική αύξηση της ισχύος του ρεύματος με την επακόλουθη αποτυχία του προϊόντος.

Τα LED υπολογίζονται με βάση την τάση λειτουργίας. Uc... Οι κατασκευαστές δηλώνουν αυτήν την παράμετρο στα συνοδευτικά έγγραφα. Για να υπολογίσετε την ηλεκτρική αντίσταση μιας κατάλληλης περιοριστικής αντίστασης ρεύματος, χρησιμοποιήστε τον τύπο: R = (Ui - Uc) / I.

Γραφικός υπολογισμός

Εάν πάρετε το CVC, μπορείτε να εφαρμόσετε μια γραφική τεχνική. Οι αρχικές γραφικές και ψηφιακές πληροφορίες λαμβάνονται από το διαβατήριο ή στον επίσημο ιστότοπο του κατασκευαστή. Αλγόριθμος ενεργειών (παράδειγμα):

• σύμφωνα με τα αρχικά δεδομένα, το ονομαστικό ρεύμα LED (In) είναι 25 mA.
• μια διακεκομμένη γραμμή σχεδιάζεται από το αντίστοιχο σημείο (1) στον κατακόρυφο άξονα των τεταγμένων προς τη διασταύρωση με την χαρακτηριστική καμπύλη I - V (2)
• σημειώστε την τάση του τροφοδοτικού (Ui = 5,5 V) στον άξονα της τετμημένης (3).
• σχεδιάστε μια γραμμή μέσω των σημείων (2) και (3).
• η διασταύρωση με τον άξονα y θα δείξει το μέγιστο επιτρεπόμενο ρεύμα (Im = 60 mA).

Επιπλέον, σύμφωνα με τον κλασικό τύπο, δεν είναι δύσκολο να υπολογιστεί ποια αντίσταση απαιτείται για το LED σε αυτήν την περίπτωση: R = Ui / Im = 5,5 / 0,06 ≈ 91,7... Στη σειριακή γραμμή, πρέπει να επιλέξετε την πλησιέστερη ονομασία με μικρό περιθώριο - 100 Ohm. Αυτή η λύση θα μειώσει ελαφρώς την αποτελεσματικότητα. Αλλά σε απαλή λειτουργία, τα λειτουργικά εξαρτήματα θα θερμαίνονται λιγότερο. Το φορτίο στη σύνδεση ημιαγωγών θα μειωθεί ανάλογα. Αναμένετε να αυξήσετε τη διάρκεια ζωής της πηγής φωτός.

Για να επιλέξετε τη σωστή αντίσταση, πρέπει να γνωρίζετε την ισχύ (P). Τυπικές τιμές (W): 0,125 0,25; 0,5; ένας; 2; 5. Οι υπολογισμοί μπορούν να γίνουν για οποιαδήποτε γνωστή παράμετρο χρησιμοποιώντας τους τύπους: P = Im2 * R = Ur2 / R... Εάν λάβουμε υπόψη τα αρχικά δεδομένα του παραδείγματος: P = 0,06 * 0,06 * 100 = 0,36 W. Λαμβάνοντας υπόψη το τυπικό εύρος μοντέλου, είναι απαραίτητο να επιλέξετε μια αντίσταση 100 Ohm με ισχύ απόσβεσης 0,5 W.

Οι ανοχές για την ακρίβεια της ηλεκτρικής αντίστασης των αντιστάσεων είναι 0,001 έως 30% της ονομαστικής. Στη σήμανση σύμφωνα με τα διεθνή πρότυπα, οι αντίστοιχες τάξεις ορίζονται με λατινικά γράμματα (D - 0,5%, G - 2%, J - 5%).

Σύνδεση LED μέσω αντίστασης

Λαμβάνοντας υπόψη τα δεδομένα που παρουσιάζονται, μπορούν να εξαχθούν αρκετά σημαντικά ενδιάμεσα συμπεράσματα:

• Τα αντιστατικά προστατευτικά κυκλώματα χρησιμοποιούνται σε χαμηλή ισχύ.
• δεν εκτελούν λειτουργίες σταθεροποίησης.
• το παθητικό στοιχείο δεν είναι ικανό να μειώσει τις τάσεις παλμών τάσης.

Αποδεκτοί δείκτες απόδοσης μπορούν να ληφθούν δημιουργώντας:

• Αισθητήρες;
• δείκτες ·
• συσκευές σηματοδότησης.

Για έναν μικρό τοπικό φωτισμό ενυδρείου, αυτή η λύση είναι κατάλληλη. Ωστόσο, η παρατεταμένη κατανάλωση μεγάλων ποσοτήτων ενέργειας είναι απίθανο να γίνει αποδεκτή. Η έλλειψη σταθεροποίησης εκδηλώνεται από μια αισθητή αλλαγή στη φωτεινότητα με την αύξηση / μείωση της τάσης.

Οι ειδικοί προτείνουν τη χρήση τροφοδοτικών με αξιόπιστη τρέχουσα σταθεροποίηση με συνολική κατανάλωση μεγαλύτερη από 1,5-2 W. Αυτές οι συσκευές (dimmers) χρησιμοποιούνται για τη σύνδεση ομάδων συσκευών φωτισμού και συσκευών ημιαγωγών υψηλής ισχύος.

Υπολογισμός αντίστασης για LED

Μπορείτε να κάνετε τους απαραίτητους υπολογισμούς στο διαδίκτυο χρησιμοποιώντας έναν εξειδικευμένο υπολογιστή. Η πλήρης χρήση τέτοιων προγραμμάτων προσφέρεται δωρεάν.

Ωστόσο, η πρόσβαση στο Διαδίκτυο δεν είναι πάντα διαθέσιμη.Αφού μελετήσει μια αρκετά απλή τεχνική, ο καθένας μπορεί να επιλέξει γρήγορα μια αντίσταση για ένα LED χωρίς να ψάξει το κατάλληλο λογισμικό.

Για οπτική επίδειξη του αλγορίθμου, πρέπει να εξετάσετε το ενδεχόμενο να συνδέσετε μια προστατευτική αντίσταση στο κύκλωμα τροφοδοσίας (5 V) ενός συγκεκριμένου LED (Epistar 1W HP).

Τεχνικές προδιαγραφές:

• ισχύς διασκεδασμού, W - 1;
• ρεύμα, mA - 350;
• τάση προς τα εμπρός (τυπική / μέγ.), V - 2,35 / 2,6.

Για να περιορίσετε το ρεύμα LED, λαμβάνοντας υπόψη τις συστάσεις του κατασκευαστή, είναι κατάλληλη μια αντίσταση με ηλεκτρική αντίσταση R = (5-2,35) / 0,35 = 7,57 Ohm. Σύμφωνα με το πρότυπο E24, οι πλησιέστερες τιμές είναι 7,5 και 8,2 ohms. Εάν χρησιμοποιείτε τους τυπικούς κανόνες, θα πρέπει να επιλέξετε μια μεγαλύτερη τιμή, η οποία διαφέρει από την υπολογιζόμενη κατά περίπου 8,5%. Ένα επιπλέον σφάλμα θα δημιουργηθεί από ανοχή 5% για φθηνά προϊόντα μαζικής παραγωγής. Με μια τέτοια απόκλιση, είναι δύσκολο να ληφθούν αποδεκτά χαρακτηριστικά κυκλώματος όσον αφορά τις λειτουργίες προστασίας και την κατανάλωση ισχύος.

Ο πρώτος τρόπος επίλυσης του προβλήματος είναι να επιλέξετε αρκετές χαμηλότερες αντιστάσεις. Στη συνέχεια, χρησιμοποιείται μια σειρά, παράλληλη ή συνδυασμένη επιλογή σύνδεσης για να επιτευχθεί η απαιτούμενη ισοδύναμη αντίσταση του τμήματος κυκλώματος. Η δεύτερη μέθοδος είναι να προσθέσετε ένα trimmer.

Υπολογισμός απορρόφησης ισχύος

Σε οποιαδήποτε από τις επιλογές, κατά την επιλογή της ηλεκτρικής αντίστασης του κυκλώματος, πρέπει να ρυθμιστεί ένα ελαφρώς χαμηλότερο ρεύμα για να παραταθεί η διάρκεια ζωής του LED. Για την αποφυγή ζημιών από τη θερμότητα, το προϊόν χρησιμοποιείται εντός του συνιστώμενου εύρους θερμοκρασίας. Για Epistar 1W HP - από -40 ° C έως + 80 ° C. Εάν είναι απαραίτητο, χρησιμοποιήστε την εγκατάσταση σε ένα εξειδικευμένο καλοριφέρ "αστέρι". Αυτή η προσθήκη αυξάνει την αποτελεσματική περιοχή απαγωγής θερμότητας.

Για ακριβή επιλογή, εκτιμάται η απορρόφηση ισχύος της αντίστασης: P = I2 * R = (0.35) 2 * 7.57 = 0.1225 * 7.57 ≈0.93 W. Το αποθεματικό για αυτήν την παράμετρο γίνεται τουλάχιστον 20-25%. Η βαθμολογία 1 W δεν είναι αρκετή, επομένως επιλέγεται η επόμενη βαθμολογία στην τυπική σειρά - 2W.

Η απόδοση του συναρμολογημένου κυκλώματος ελέγχεται από την αναλογία Uc / Ui = 2,35 / 5 = 0,47 (47%). Το τελικό αποτέλεσμα δείχνει ότι περισσότερο από το ήμισυ της ηλεκτρικής ενέργειας στην περίπτωση αυτή σπαταλάται. Στην πραγματικότητα, η ένδειξη είναι ακόμη χειρότερη, καθώς δεν καταναλώνεται όλη η ισχύς κατανάλωσης από το LED για ακτινοβολία στο ορατό μέρος του φάσματος. Ένα σημαντικό μέρος είναι τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα στην περιοχή IR.

Παράλληλη σύνδεση

Σε οποιοδήποτε σημείο του κυκλώματος σειράς, το ρεύμα είναι το ίδιο. Αυτό απλοποιεί τον υπολογισμό, αποτρέπει έκτακτες ανάγκες. Όταν ένα στοιχείο αποτύχει, όλα τα LED σβήνουν. Συνεπώς, αποκλείεται ζημιά λόγω αύξησης τάσης. Οι παρατηρούμενοι λόγοι εξηγούν τη δημοτικότητα αυτής της μεθόδου στη δημιουργία λαμπτήρων και άλλων σχεδίων.

Η χρήση παράλληλης σύνδεσης παρέχει ορισμένα πλεονεκτήματα. Σε αυτήν την έκδοση, το προϊόν διατηρεί μερική λειτουργικότητα εάν έχει υποστεί ζημιά ένα κύκλωμα. Αυτή η λύση εξασφαλίζει την ίδια τάση στα σημεία σύνδεσης με την πηγή ισχύος κάθε κλάδου.

Η παράλληλη σύνδεση είναι κατάλληλη για την οργάνωση ανεξάρτητων συστημάτων ελέγχου. Οι αρχές των γιρλάντων της Πρωτοχρονιάς βασίζονται σε αυτήν την τεχνολογία. Ξεχωριστοί κλάδοι συνδέονται στην πηγή ισχύος σύμφωνα με τον αλγόριθμο που καθορίζεται από το πρόγραμμα.

Δεν μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μία αντίσταση για πολλές παράλληλες διόδους. Η προσεκτική επιλογή της αντίστασης οφείλεται στην ανάγκη για ακριβή τρέχουσα ρύθμιση. Σε ορισμένες περιπτώσεις, σφάλματα 0,1-0,5 Α προκαλούν βλάβες, ριζική μείωση του πόρου.

Τα πραγματικά τεχνικά χαρακτηριστικά των LED διαφέρουν σημαντικά ακόμη και στην ίδια αποστολή. Για το λόγο αυτό, κάθε κύκλωμα προστατεύεται με ξεχωριστή αντίσταση.

Χαρακτηριστικά του φθηνού ICE

Το χαμηλό κόστος και μόνο δεν αποτελεί απόδειξη κακής ποιότητας. Η αύξηση της παραγωγής και η βελτίωση των τεχνολογικών διαδικασιών μειώνουν το κόστος.Ωστόσο, στο αντίστοιχο τμήμα της αγοράς, υπάρχουν προϊόντα από κατασκευαστές που δεν αντιστοιχούν πραγματικά στα δηλωμένα χαρακτηριστικά.

Για να προσδιορίσετε πιθανά προβλήματα, προσέξτε τις ακόλουθες παραμέτρους:

• Σε φθηνά μοντέλα, τα κύρια μέρη της κατασκευής είναι κατασκευασμένα από αλουμίνιο.
• Τα ανάλογα χαλκού είναι βαρύτερα, απομακρύνουν τη θερμότητα πιο αποτελεσματικά και είναι ανθεκτικά στη μηχανική καταπόνηση.
• σε ποιοτικό προϊόν, το μέγεθος κρυστάλλου αντιστοιχεί στο πρότυπο (0,762 x 0,762 mm ή άλλο).
• τα μειονεκτήματα αποδεικνύονται έμμεσα από την παραμόρφωση των αναλογιών της περιοχής εργασίας (ορθογώνιο αντί για τετράγωνο) ·
• Για την αύξηση της αξιοπιστίας, οι υπεύθυνοι κατασκευαστές αυξάνουν τον αριθμό των αγωγών, χρησιμοποιώντας νήματα από ευγενή μέταλλα.

Τα υψηλής ποιότητας LED δημιουργούν φωτεινή ροή 150-220 lumens ανά 1 W κατανάλωσης. Πλαστά - όχι περισσότερο από 50-70 lumens. Σε περίπτωση αμφιβολίας, τα εξαρτήματα προστασίας πρέπει να επιλέγονται με ιδιαίτερη προσοχή.