Cara memilih perintang had semasa untuk LED

Sumber cahaya LED moden sangat sesuai untuk operasi jangka panjang dalam keadaan sukar. Walau bagaimanapun, untuk perlindungan semasa, rintangan elektrik yang membatasi digunakan. Pengiraan perintang yang tepat untuk LED akan membantu memilih komponen litar yang berfungsi tanpa ralat.

Penggunaan perintang penghad semasa untuk LED

LED digunakan untuk hiasan hiasan, untuk memastikan penglihatan yang baik di koridor yang gelap dan untuk menyelesaikan masalah praktikal yang lain. Mereka jauh lebih ekonomik daripada lampu pijar klasik. Kekuatan tinggi mencegah pencemaran persekitaran dengan sebatian kimia berbahaya, yang mungkin berlaku setelah kerosakan pada mentol sumber cahaya pembuangan gas.

Dengan mengambil kira kekonduksian satu sisi dari persimpangan semikonduktor, keperluan untuk menyambungkan LED ke bateri simpanan, sumber kuasa DC yang lain, jelas. Voltan rangkaian isi rumah standard diperbaiki, dikurangkan ke tahap nominal. Perintang digunakan untuk mengehadkan arus.

Ciri-ciri kerja dan pengiraan

Walaupun terdapat kelebihan yang ketara, pengguna yang berhati-hati mengesyorkan untuk memperhatikan kelemahan ketara peranti LED:

• teknologi semikonduktor menentukan ciri voltan arus tidak linier (VAC);
• peningkatan voltan di atas ambang tertentu disertai dengan penurunan persimpangan p-n;
• pada tahap tertentu (dengan sambungan langsung atau terbalik), peningkatan kekuatan semasa yang ketara merosakkan produk.

Yang sangat penting ialah rintangan intrinsik yang rendah dalam mod operasi. Perubahan yang agak kecil dalam parameter asas bekalan kuasa boleh merosakkan persimpangan semikonduktor. Atas sebab ini, perintang penghad semasa ditambahkan ke litar.

Unsur pasif tambahan meningkatkan penggunaan tenaga. Atas sebab ini, disarankan untuk menggunakan penyelesaian sedemikian dalam kombinasi dengan LED kuasa rendah, atau membuat peranti dengan kitaran tugas kecil.

Pengiraan matematik

Dalam litar paling sederhana, perintang penghad arus (R) dan LED disambungkan secara bersiri ke sumber arus tetap (I) dengan voltan tertentu (Ui) di terminal output. Anda boleh mengira rintangan elektrik menggunakan formula undang-undang Ohm yang terkenal (I = U / R).

Postulat kedua Kirchhoff juga berguna. Dalam contoh ini, ia menentukan persamaan berikut: Ui = Ur + Ucdi mana Ur (Uc) - voltan merentasi perintang (LED), masing-masing. Dengan hanya mengubah ungkapan ini, anda boleh mendapatkan pergantungan asas:

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

Di sini Rc menunjukkan rintangan pembezaan peranti semikonduktor, yang berubah secara tidak linear bergantung pada voltan dan arus. Pada bahagian belakang ciri voltan arus, kawasan penyekat dapat dibezakan. Kenaikan yang ketara Rc di kawasan ini menghalang pergerakan elektron (Iobr = 0). Walau bagaimanapun, dengan peningkatan voltan seterusnya pada tahap tertentu (Urev-m), berlaku kerosakan pada persimpangan p-n.

Oleh kerana pemandu memberikan kuasa DC, anda perlu mengkaji sambungan "langsung" yang sesuai. Ciri ciri I - V:

• pada bahagian pertama hingga Uн rintangan menurun dengan lancar dan arus meningkat dengan sewajarnya;
• dari Uн sebelum ini Um - kawasan kerja (sinaran dalam jarak cahaya);
• lebih jauh - penurunan rintangan yang mendadak menimbulkan peningkatan kekuatan semasa dengan kegagalan produk seterusnya.

LED dikira berdasarkan voltan operasi. Uc... Pengilang menunjukkan parameter ini dalam dokumentasi yang disertakan. Untuk mengira rintangan elektrik perintang penghad arus yang sesuai, gunakan formula: R = (Ui - Uc) / I.

Pengiraan grafik

Sekiranya anda mengambil CVC, anda boleh menggunakan teknik grafik. Maklumat grafik dan digital asal diambil dari pasport, atau di laman web rasmi pengeluar. Algoritma tindakan (contoh):

• mengikut data awal, arus undian LED (In) ialah 25 mA;
• garis putus-putus dilukis dari titik sepadan (1) pada paksi menegak ordinat ke persimpangan dengan lengkung ciri I - V (2);
• perhatikan voltan bekalan kuasa (Ui = 5.5 V) pada paksi absis (3);
• gariskan titik melalui titik (2) dan (3);
• persimpangan dengan paksi-y akan menunjukkan arus maksimum yang dibenarkan (Im = 60 mA).

Selanjutnya, mengikut formula klasik, tidak sukar untuk mengira perintang yang diperlukan untuk LED dalam kes ini: R = Ui / Im = 5.5 / 0.06 ≈ 91.7... Di baris bersiri, anda perlu memilih denominasi terdekat dengan margin kecil - 100 Ohm. Penyelesaian ini sedikit akan mengurangkan kecekapan. Tetapi dalam mod yang lembut, komponen berfungsi akan menjadi lebih panas. Beban pada persimpangan semikonduktor akan dikurangkan dengan sewajarnya. Berharap dapat meningkatkan jangka hayat sumber cahaya.

Untuk memilih perintang yang betul, anda perlu mengetahui daya (P). Nilai piawai (W): 0.125; 0.25; 0.5; satu; 2; 5. Pengiraan dapat dilakukan untuk parameter yang diketahui dengan menggunakan formula: P = Im2 * R = Ur2 / R... Sekiranya kita mengambil kira data awal contoh yang dipertimbangkan: P = 0.06 * 0.06 * 100 = 0.36 W. Dengan mengambil kira julat model biasa, perlu memilih perintang 100 Ohm dengan daya pelesapan 0.5 W.

Toleransi untuk ketepatan rintangan elektrik perintang adalah dari 0,001 hingga 30% daripada nominal. Dalam penandaan mengikut piawaian antarabangsa, kelas yang sesuai ditentukan dalam huruf Latin (D - 0,5%; G - 2%; J - 5%).

Menyambungkan LED melalui perintang

Dengan mengambil kira data yang disajikan, beberapa kesimpulan menengah penting dapat diambil:

• litar pelindung resistif digunakan pada kuasa rendah;
• mereka tidak melakukan fungsi penstabilan;
• unsur pasif tidak mampu meredam lonjakan voltan impuls.

Petunjuk prestasi yang boleh diterima dapat diperoleh dengan membuat:

• penderia;
• petunjuk;
• peranti isyarat.

Untuk pencahayaan akuarium tempatan yang kecil, penyelesaian ini sesuai. Walau bagaimanapun, penggunaan tenaga dalam jumlah yang lama tidak mungkin dapat diterima. Kurangnya penstabilan ditunjukkan oleh perubahan kecerahan yang ketara dengan peningkatan / penurunan voltan.

Pakar mengesyorkan menggunakan bekalan kuasa dengan penstabilan arus yang boleh dipercayai dengan jumlah penggunaan melebihi 1.5-2 W. Peranti ini (dimmer) digunakan untuk menghubungkan kumpulan peranti pencahayaan dan peranti semikonduktor berkuasa tinggi.

Pengiraan perintang untuk LED

Anda boleh membuat pengiraan yang diperlukan dalam talian menggunakan kalkulator khusus. Penggunaan sepenuhnya program seperti ini ditawarkan secara percuma.

Walau bagaimanapun, akses Internet tidak selalu tersedia.Setelah mempelajari teknik yang cukup mudah, sesiapa sahaja dapat memilih perintang untuk LED dengan cepat tanpa mencari perisian yang sesuai.

Untuk demonstrasi visual algoritma, anda perlu mempertimbangkan untuk menyambungkan perintang pelindung ke litar bekalan kuasa (5 V) LED tertentu (Epistar 1W HP).

Spesifikasi teknikal:

• daya pelesapan, W - 1;
• semasa, mA - 350;
• voltan hadapan (tipikal / maksimum), V - 2.35 / 2.6.

Untuk mengehadkan arus LED, dengan mengambil kira cadangan pengeluar, perintang dengan rintangan elektrik R = (5-2.35) / 0.35 = 7.57 Ohm sesuai. Mengikut standard E24, nilai terdekat ialah 7.5 dan 8.2 ohm. Sekiranya anda menggunakan peraturan standard, anda harus memilih nilai yang lebih besar, yang berbeza dengan yang dikira hampir 8.5%. Margin ralat tambahan akan dibuat oleh toleransi 5% untuk produk murah yang dihasilkan secara besar-besaran. Dengan penyimpangan seperti itu, sukar untuk memperoleh ciri litar yang boleh diterima dari segi fungsi pelindung dan penggunaan kuasa.

Cara pertama untuk menyelesaikan masalah adalah memilih beberapa perintang bawah. Seterusnya, pilihan sambungan siri, selari atau gabungan digunakan untuk mendapatkan rintangan setara yang diperlukan pada bahagian litar. Kaedah kedua ialah menambahkan perapi.

Pengiraan pelesapan kuasa

Dalam mana-mana pilihan, semasa memilih rintangan elektrik litar, arus yang sedikit lebih rendah harus ditetapkan untuk memanjangkan hayat LED. Untuk mengelakkan kerosakan haba, produk digunakan dalam julat suhu yang disyorkan. Untuk Epistar 1W HP - dari -40 ° C hingga + 80 ° C. Sekiranya perlu, gunakan pemasangan pada radiator "bintang" khusus. Penambahan ini meningkatkan kawasan pelesapan haba yang berkesan.

Untuk pemilihan tepat, pelesapan daya perintang dianggarkan: P = I2 * R = (0.35) 2 * 7.57 = 0.1225 * 7.57 ≈0.93 W. Cadangan untuk parameter ini dibuat sekurang-kurangnya 20-25%. Peringkat 1 W tidak mencukupi, jadi penilaian seterusnya dalam baris standard dipilih - 2W.

Kecekapan rangkaian dipasang diperiksa dengan nisbah Uc / Ui = 2,35 / 5 = 0,47 (47%). Hasil akhir menunjukkan bahawa lebih daripada separuh elektrik dalam kes ini terbuang. Sebenarnya, indikatornya lebih buruk lagi, kerana tidak semua daya penggunaan digunakan oleh LED untuk radiasi di bahagian spektrum yang dapat dilihat. Bahagian yang penting ialah gelombang elektromagnetik dalam julat IR.

Sambungan selari

Pada mana-mana titik dalam litar siri, arus adalah sama. Ini memudahkan pengiraan, mencegah keadaan darurat. Apabila satu elemen gagal, semua LED dimatikan. Oleh itu kerosakan akibat kenaikan voltan tidak termasuk. Sebab yang dinyatakan menjelaskan populariti kaedah ini dalam pembuatan lampu jalur dan reka bentuk lain.

Penggunaan sambungan selari memberikan kelebihan tertentu. Dalam versi ini, produk mengekalkan fungsi separa sekiranya satu litar rosak. Penyelesaian ini memastikan voltan yang sama pada titik sambungan ke sumber kuasa setiap cawangan.

Sambungan selari sesuai untuk mengatur skema kawalan bebas. Prinsip kalungan Tahun Baru didasarkan pada teknologi ini. Cabang yang terpisah disambungkan ke sumber kuasa mengikut algoritma yang ditentukan oleh program.

Anda tidak boleh menggunakan satu perintang untuk beberapa diod selari. Pemilihan rintangan yang teliti disebabkan oleh perlunya peraturan semasa yang tepat. Dalam beberapa keadaan, kesalahan 0.1-0.5 A menyebabkan kerosakan, pengurangan radikal sumber.

Ciri teknikal sebenar LED berbeza dengan ketara walaupun pada konsainan yang sama. Atas sebab ini, setiap litar dilindungi dengan perintang yang berasingan.

Ciri-ciri ICE murah

Kos rendah sahaja bukan bukti kualiti buruk. Meningkatkan pengeluaran dan meningkatkan proses teknologi mengurangkan kos.Namun, di segmen pasar yang sesuai, ada produk dari pengeluar yang sebenarnya tidak sesuai dengan ciri yang dinyatakan.

Untuk menentukan kemungkinan masalah, perhatikan parameter berikut:

• dalam model murah, bahagian utama struktur diperbuat daripada aluminium;
• rakan tembaga lebih berat, menghilangkan haba dengan lebih cekap, dan tahan terhadap tekanan mekanikal;
• dalam produk yang berkualiti, ukuran kristal sesuai dengan standard (0,762 x 0,762 mm atau yang lain);
• kelemahannya secara tidak langsung dapat dibuktikan dengan penyelewengan bahagian kawasan kerja (segi empat tepat bukan segi empat sama);
• untuk meningkatkan kebolehpercayaan, pengeluar yang bertanggungjawab meningkatkan bilangan konduktor, menggunakan benang yang diperbuat daripada logam mulia.

LED berkualiti tinggi menghasilkan fluks bercahaya 150-220 lumen per 1 W penggunaan. Palsu - tidak lebih daripada 50-70 lumens. Sekiranya ragu-ragu, komponen perlindungan harus dipilih dengan berhati-hati.