כיצד לבחור נגד מגביל זרם לד

מקורות תאורת LED מודרניים מתאימים היטב להפעלה לטווח ארוך בתנאים קשים. עם זאת, להגנה על זרם, נעשה שימוש בהתנגדות חשמלית מגבילה. חישוב מדויק של הנגד עבור ה- LED יסייע בבחירת הרכיבים הפונקציונליים של המעגל ללא שגיאות.

יישום של נגד מגביל זרם לד

נוריות LED משמשות לקישוט דקורטיבי, כדי להבטיח נראות טובה במסדרון חשוך וכדי לפתור בעיות מעשיות אחרות. הם חסכוניים בהרבה מנורות ליבון קלאסיות. חוזק גבוה מונע זיהום של הסביבה בתרכובות כימיות מזיקות, דבר אפשרי לאחר נזק לנורה של מקור האור לפריקת גז.

אם לוקחים בחשבון את המוליכות החד-צדדית של צומת המוליכים למחצה, ברור שצריך לחבר את ה- LED לסוללת אחסון, מקור כוח DC אחר. המתח של רשת ביתית סטנדרטית מתוקן, מצטמצם לרמה סמלית. הנגד משמש להגבלת הזרם.

מאפייני עבודה וחישובים

למרות היתרונות המשמעותיים, משתמשים קשובים ממליצים לשים לב לחסרונות המשמעותיים של מכשירי LED:

• טכנולוגיות מוליכים למחצה קובעות מאפייני מתח זרם לא ליניארי (CVC);
• עלייה במתח מעל לסף מסוים מלווה בהידרדרות צומת ה- pn;
• ברמה מסוימת (עם מיתוג ישיר או לאחור), עלייה חדה בכוח הנוכחי פוגעת במוצר.

חשיבות מיוחדת היא ההתנגדות הפנימית הנמוכה במצב ההפעלה. שינוי קטן יחסית בפרמטרים הבסיסיים של ספק הכוח עלול לפגוע בצומת המוליכים למחצה. מסיבה זו מתווסף למעגל נגד מגביל זרם.

אלמנט פסיבי נוסף מגדיל את צריכת האנרגיה. מסיבה זו, מומלץ להשתמש בפתרונות כאלה בשילוב נוריות צריכת חשמל נמוכות, או ליצור מכשירים עם מחזורי עבודה קטנים.

חישוב מתמטי

במעגל הפשוט ביותר, נגד מגביל זרם (R) ו- LED מחוברים בסדרה למקור זרם קבוע (I) עם מתח מסוים (Ui) במסופי הפלט. ניתן לחשב את ההתנגדות החשמלית באמצעות הנוסחה הידועה של חוק אוהם (I = U / R).

התואר השני של קירכהוף מועיל גם הוא. בדוגמה זו הוא מגדיר את השוויון הבא: Ui = Ur + Ucאיפה Ur (Uc) - מתח על פני הנגד (LED), בהתאמה. פשוט על ידי שינוי ביטויים אלה, תוכל לקבל את התלות הבסיסית:

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

פה RC מציין התנגדות דיפרנציאלית של מכשיר מוליך למחצה, המשתנה באופן לא ליניארי עם המתח והזרם. בחלק האחורי של מאפיין המתח הנוכחי ניתן להבחין בין אזור החסימה. עלייה משמעותית RC באזור זה מונע תנועה של אלקטרונים (Iobr = 0). עם זאת, עם עליית מתח שלאחר מכן ברמה מסוימת (Urev-m), מתרחשת פירוק של צומת ה- p-n.

מכיוון שהנהג מספק כוח DC, עליכם ללמוד היטב את החיבור ה"ישיר "המתאים. מאפייני המאפיין I - V:

• על החלק הראשון עד לא ההתנגדות פוחתת בצורה חלקה והזרם עולה בהתאם;
• מ לא לפני אממ - אזור עבודה (קרינה בטווח האור);
• יתר על כן - ירידה חדה בהתנגדות מעוררת עלייה אקספוננציאלית בחוזק הנוכחי עם כישלון המוצר שלאחר מכן.

נוריות LED מחושבות על בסיס מתח ההפעלה. Uc... היצרנים מציינים פרמטר זה בתיעוד הנלווה. כדי לחשב את ההתנגדות החשמלית של הנגד להגבלת זרם מתאים, השתמש בנוסחה: R = (Ui - Uc) / I.

חישוב גרפי

אם אתה לוקח את ה- CVC, אתה יכול ליישם טכניקה גרפית. המידע הגרפי והדיגיטלי הראשוני נלקח מהדרכון, או באתר הרשמי של היצרן. אלגוריתם של פעולות (דוגמה):

• על פי הנתונים הראשוניים, זרם ה- LED הנומינלי (In) הוא 25 mA;
• קו מנוקד מצויר מהנקודה המתאימה (1) בציר האנכי של התווכים לצומת עם עקומת המאפיין I - V (2);
• שימו לב למתח אספקת החשמל (Ui = 5.5 V) על ציר הבסיס (3);
• שרטט קו בנקודות (2) ו- (3);
• הצומת עם ציר ה- y יציג את הזרם המרבי המותר (Im = 60 mA).

יתר על כן, על פי הנוסחה הקלאסית, לא קשה לחשב איזה נגן נדרש עבור ה- LED במקרה זה: R = Ui / Im = 5.5 / 0.06 ≈ 91.7... בשורה הסדרתית, עליכם לבחור את הערך הקרוב ביותר עם שוליים קטנים - 100 אוהם. פתרון זה יפחית מעט את היעילות. אך במצב עדין, רכיבים פונקציונליים יתחממו פחות. העומס על צומת מוליכים למחצה יופחת בהתאם. צפו להגדיל את אורך חיי מקור האור.

כדי לבחור את הנגד הנכון, עליך לדעת את ההספק (P). ערכים סטנדרטיים (W): 0.125; 0.25; 0.5; אחד; 2; 5. ניתן לבצע חישובים לכל פרמטרים ידועים באמצעות הנוסחאות: P = Im2 * R = Ur2 / R.... אם ניקח את הנתונים הראשוניים של הדוגמה הנבחנת: P = 0.06 * 0.06 * 100 = 0.36 W. אם לוקחים בחשבון את טווח הדגמים האופייני, יש צורך לבחור נגד 100 אוהם עם כוח פיזור של 0.5 וואט.

הסובלנות לדיוק ההתנגדות החשמלית של הנגדים הם 0.001 עד 30% מהנומינלי. בסימון על פי סטנדרטים בינלאומיים, הכיתות המקבילות מוגדרות באותיות לטיניות (D - 0.5%; G - 2%; J - 5%).

חיבור נורית דרך נגד

בהתחשב בנתונים שהוצגו, ניתן להסיק כמה מסקנות ביניים חשובות:

• מעגלי מגן התנגדות משמשים בהספק נמוך;
• הם אינם מבצעים פונקציות ייצוב;
• האלמנט הפסיבי אינו מסוגל לדכא נחשולי מתח דחפים.

ניתן להשיג מדדי ביצוע מקובלים על ידי יצירת:

• חיישנים;
• אינדיקטורים;
• מכשירי איתות.

לתאורת אקווריום מקומית קטנה, פתרון זה מתאים. עם זאת, סביר להניח שצריכה ממושכת של כמויות גדולות של אנרגיה אינה מקובלת. חוסר הייצוב מתבטא בשינוי ניכר של בהירות עם מתח הולך וגובר.

מומחים ממליצים להשתמש בספקי כוח עם ייצוב זרם אמין עם צריכה כוללת של יותר מ 1.5-2 וואט. מכשירים אלה (דימרים) משמשים לחיבור קבוצות של מכשירי תאורה והתקני מוליכים למחצה בעלי הספק גבוה.

חישוב נגד נגד לד

אתה יכול לבצע את החישובים הדרושים באופן מקוון באמצעות מחשבון מיוחד. שימוש מלא בתוכניות כאלה מוצע ללא תשלום.

עם זאת, גישה לאינטרנט אינה תמיד זמינה.לאחר לימוד טכניקה פשוטה למדי, כל אחד יכול לבחור במהירות נגד ל LED מבלי לחפש את התוכנה המתאימה.

לצורך הדגמה חזותית של האלגוריתם, עליך לשקול חיבור נגד מגן למעגל אספקת החשמל (5 וולט) של נורית LED ספציפית (Epistar 1W HP).

מפרט טכני:

• כוח פיזור, W - 1;
• זרם, mA - 350;
• מתח קדימה (אופייני / מקסימום), V - 2.35 / 2.6.

כדי להגביל את זרם ה- LED, בהתחשב בהמלצות היצרן, מתאים נגד עם התנגדות חשמלית R = (5-2.35) / 0.35 = 7.57 אוהם. על פי תקן E24, הערכים הקרובים ביותר הם 7.5 ו- 8.2 אוהם. אם אתה משתמש בכללים הסטנדרטיים, יהיה עליך לבחור בערך גדול יותר, השונה מהמחושב בכמעט 8.5%. שגיאה נוספת תיווצר על ידי סובלנות של 5% למוצרים לא יקרים בייצור המוני. עם סטייה כזו, קשה להשיג מאפייני מעגל מקובלים מבחינת פונקציות המגן וצריכת החשמל.

הדרך הראשונה לפתור את הבעיה היא לבחור כמה נגדים נמוכים יותר. לאחר מכן, נעשה שימוש באפשרות חיבור סדרתית, מקבילה או משולבת כדי להשיג את ההתנגדות המקבילה הנדרשת של קטע המעגל. השיטה השנייה היא להוסיף גוזם.

חישוב פיזור כוח

בכל אחת מהאפשרויות, בעת בחירת ההתנגדות החשמלית של המעגל, יש להגדיר זרם מעט נמוך יותר על מנת להאריך את חיי ה- LED. למניעת נזקי חום משתמשים במוצר בטווח הטמפרטורות המומלץ. עבור Epistar 1W HP - מ -40 ° C עד + 80 ° C. במידת הצורך, השתמש בהתקנה על רדיאטור "כוכב" מיוחד. תוספת זו מגדילה את אזור פיזור החום האפקטיבי.

לבחירה מדויקת, הערכת פיזור הכוח של הנגד: P = I2 * R = (0.35) 2 * 7.57 = 0.1225 * 7.57 ≈0.93 W. הרזרבה לפרמטר זה נעשית לפחות 20-25%. דירוג 1 W אינו מספיק, ולכן נבחר הדירוג הבא בשורה הסטנדרטית - 2W.

יעילות המעגל המורכב נבדקת על ידי היחס Uc / Ui = 2.35 / 5 = 0.47 (47%). התוצאה הסופית מראה כי יותר ממחצית החשמל במקרה זה מבוזבז. למעשה, המחוון גרוע עוד יותר, מכיוון שלא כל צריכת הצריכה נצרכת על ידי ה- LED לקרינה בחלק הגלוי של הספקטרום. חלק משמעותי הוא גלים אלקטרומגנטיים בתחום ה- IR.

חיבור מקביל

בכל נקודה במעגל הסדרה, הזרם זהה. זה מפשט את החישוב, מונע מקרי חירום. כאשר אלמנט אחד נכשל, כל נוריות הנורית כבויות. לכן נזק בגלל עליית מתח אינו נכלל. הסיבות שצוינו מסבירות את הפופולריות של שיטה זו ביצירת מנורות רצועה ועיצובים אחרים.

השימוש בחיבור מקביל מספק יתרונות מסוימים. בגרסה זו, המוצר שומר על פונקציונליות חלקית אם מעגל אחד ניזוק. פתרון זה מבטיח את אותו המתח בנקודות החיבור למקור החשמל של כל ענף.

חיבור מקביל מתאים לארגון תוכניות בקרה עצמאיות. עקרונות זרי השנה החדשה מבוססים על טכנולוגיה זו. ענפים נפרדים מחוברים למקור החשמל על פי האלגוריתם שצוין על ידי התוכנית.

אינך יכול להשתמש בנגד אחד למספר דיודות מקבילות. בחירה קפדנית של ההתנגדות נובעת מהצורך בוויסות זרם מדויק. במצבים מסוימים, שגיאות של 0.1-0.5 A גורמות לתקלות, לירידה רדיקלית במשאב.

המאפיינים הטכניים בפועל של נוריות נוריות שונים באופן משמעותי אפילו באותה משלוח. מסיבה זו, כל מעגל מוגן עם נגד נפרד.

תכונות של ICE זול

עלות נמוכה לבדה אינה הוכחה לאיכות ירודה. הגדלת הייצור ושיפור התהליכים הטכנולוגיים מצמצמים עלויות.עם זאת, בפלח השוק המקביל ישנם מוצרים של יצרנים אשר למעשה אינם תואמים את המאפיינים המוצהרים.

כדי לקבוע בעיות אפשריות, שימו לב לפרמטרים הבאים:

• בדגמים זולים, החלקים העיקריים של המבנה עשויים אלומיניום;
• אנלוגים מנחושת כבדים יותר, מסירים חום ביעילות רבה יותר ועמידים בפני לחץ מכני;
• במוצר איכותי, גודל הגביש מתאים לתקן (0.762 x 0.762 מ"מ או אחר);
• החסרונות מעידים בעקיפין על ידי עיוות הפרופורציות של אזור העבודה (מלבן במקום ריבוע);
• כדי להגביר את האמינות, יצרנים אחראיים מגדילים את מספר המוליכים, באמצעות חוטים עשויים מתכות אצילות.

נוריות LED איכותיות יוצרות שטף אור של 150-220 לומן לכל 1 וואט של צריכה. זיופים - לא יותר מ 50-70 לומן. אם יש ספק, יש לבחור בזהירות את רכיבי ההגנה.