Bir LED için akım sınırlama direnci nasıl seçilir

Modern LED ışık kaynakları, zorlu koşullarda uzun süreli kullanım için çok uygundur. Bununla birlikte, akım koruması için sınırlayıcı bir elektrik direnci kullanılır. LED için direncin doğru hesaplanması, devrenin fonksiyonel bileşenlerinin hatasız seçilmesine yardımcı olacaktır.

Bir LED için akım sınırlama direnci uygulaması

LED'ler dekoratif dekorasyon için kullanılır, karanlık bir koridorda iyi görünürlük sağlar ve diğer pratik sorunları çözer. Klasik akkor ampullerden çok daha ekonomiktirler. Yüksek mukavemet, gaz deşarjlı ışık kaynağının ampulüne zarar verdikten sonra oluşabilecek zararlı kimyasal bileşiklerle çevrenin kirlenmesini önler.

Yarı iletken bağlantının tek taraflı iletkenliği dikkate alındığında, LED'i başka bir DC güç kaynağı olan bir depolama piline bağlama ihtiyacı anlaşılabilir. Standart bir ev ağının voltajı düzeltilir, nominal seviyeye düşürülür. Direnç akımı sınırlar.

İşin özellikleri ve hesaplamalar

Önemli avantajlara rağmen, dikkatli kullanıcılar LED cihazlarının önemli dezavantajlarına dikkat etmenizi önerir:

• yarı iletken teknolojileri doğrusal olmayan akım-gerilim özelliklerini (VAC) belirler;
• belirli bir eşiğin üzerindeki voltaj artışına pn bağlantısının bozulması eşlik eder;
• belirli bir seviyede (doğrudan veya ters anahtarlama ile), akım gücündeki keskin bir artış ürüne zarar verir.

Özellikle önemli olan, çalışma modundaki düşük içsel dirençtir. Güç kaynağının temel parametrelerinde nispeten küçük bir değişiklik, yarı iletken bağlantıya zarar verebilir. Bu nedenle devreye bir akım sınırlayıcı direnç eklenir.

Ek bir pasif eleman enerji tüketimini artırır. Bu nedenle, bu tür çözümlerin düşük güçlü LED'lerle birlikte kullanılması veya küçük görev döngülerine sahip cihazlar oluşturulması önerilir.

matematiksel hesaplama

En basit devrede, bir akım sınırlayıcı direnç (R) ve bir LED, çıkış terminallerinde belirli bir voltaj (Ui) ile sabit bir akım kaynağına (I) seri olarak bağlanır. Ohm yasasının iyi bilinen formülünü (I = U / R) kullanarak elektrik direncini hesaplayabilirsiniz.

Kirchhoff'un ikinci önermesi de yararlıdır. Bu örnekte, aşağıdaki eşitliği tanımlar: Ui = Ur + Ucnerede Ur (Uc) - sırasıyla direnç (LED) üzerindeki voltaj. Bu ifadeleri basitçe dönüştürerek temel bağımlılıkları elde edebilirsiniz:

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

Buraya Rc gerilim ve akıma bağlı olarak doğrusal olmayan bir şekilde değişen bir yarı iletken cihazın diferansiyel direncini belirtir. Akım-voltaj karakteristiğinin arka tarafında, engelleme alanı ayırt edilebilir. önemli artış Rc bu alanda elektronların hareketini engeller (Iobr=0). Bununla birlikte, belirli bir seviyedeki (Urev-m) voltajda müteakip bir artışla, p-n bağlantısında bir bozulma meydana gelir.

Sürücü DC gücü sağladığından, ilgili "doğrudan" bağlantıyı dikkatlice incelemeniz gerekir. I - V karakteristiğinin özellikleri:

• için ilk bölümde BM direnç düzgün bir şekilde azalır ve buna göre akım artar;
• itibaren BM önce um - çalışma alanı (ışık aralığında radyasyon);
• ayrıca - dirençte keskin bir düşüş, ürünün sonraki arızasıyla mevcut güçte üstel bir artışa neden olur.

LED'ler çalışma voltajına göre hesaplanır. uc... Üreticiler bu parametreyi ekteki belgelerde belirtir. Uygun bir akım sınırlama direncinin elektrik direncini hesaplamak için aşağıdaki formülü kullanın: R = (Ui - Uc) / I.

Grafik hesaplama

CVC'yi alırsanız, grafiksel bir teknik uygulayabilirsiniz. İlk grafik ve dijital bilgiler pasaporttan veya üreticinin resmi web sitesinden alınır. Eylemlerin algoritması (örnek):

• ilk verilere göre, nominal LED akımı (In) 25 mA'dır;
• ordinatların dikey eksenindeki karşılık gelen noktadan (1) I - V karakteristik eğrisi (2) ile kesişme noktasına bir noktalı çizgi çizilir;
• apsis ekseni (3) üzerindeki güç kaynağının voltajını (Ui = 5,5 V) not edin;
• (2) ve (3) noktalarından geçen bir çizgi çizin;
• y ekseni ile kesişme izin verilen maksimum akımı gösterecektir (Im = 60 mA).

Ayrıca, klasik formüle göre, bu durumda LED için hangi direncin gerekli olduğunu hesaplamak zor değildir: R = Ui / Im = 5.5 / 0.06 ≈ 91,7... Seri hatta, 100 Ohm - küçük bir marjla en yakın değeri seçmeniz gerekir. Bu çözüm verimliliği biraz azaltacaktır. Ancak yumuşak modda, işlevsel bileşenler daha az ısınır. Yarı iletken bağlantı üzerindeki yük buna göre azaltılacaktır. Işık kaynağının ömrünü artırmayı bekleyin.

Doğru direnci seçmek için gücü (P) bilmeniz gerekir. Standart değerler (W): 0.125; 0.25; 0,5; bir; 2; 5. Formüller kullanılarak bilinen herhangi bir parametre için hesaplamalar yapılabilir: P = Im2 * R = Ur2 / R... Örnekteki başlangıç ​​verilerini dikkate alırsak: P = 0,06 * 0,06 * 100 = 0,36 W. Tipik model aralığını dikkate alarak, 0,5 W'lık bir dağıtım gücüne sahip 100 Ohm'luk bir direnç seçmek gerekir.

Dirençlerin elektrik direncinin doğruluğu için toleranslar, nominal değerin %0,001 ila %30'u arasındadır. Uluslararası standartlara göre işaretlemede, karşılık gelen sınıflar Latin harfleriyle belirtilmiştir (D - %0.5; G - %2; J - %5).

Bir LED'i bir direnç üzerinden bağlama

Sunulan veriler dikkate alınarak, birkaç önemli ara sonuç çıkarılabilir:

• düşük güçte dirençli koruyucu devreler kullanılır;
• stabilizasyon işlevlerini yerine getirmezler;
• pasif eleman, darbe voltaj dalgalanmalarını sönümleme yeteneğine sahip değildir.

Kabul edilebilir performans göstergeleri aşağıdakiler oluşturularak elde edilebilir:

• sensörler;
• göstergeler;
• sinyalizasyon cihazları

Küçük bir yerel akvaryum aydınlatması için bu çözüm uygundur. Bununla birlikte, büyük miktarlarda enerjinin uzun süreli tüketiminin kabul edilmesi olası değildir. Stabilizasyon eksikliği, artan / azalan voltajla parlaklıkta gözle görülür bir değişiklik ile kendini gösterir.

Uzmanlar, toplam tüketimi 1,5-2 W'tan fazla olan güvenilir akım stabilizasyonuna sahip güç kaynaklarının kullanılmasını tavsiye ediyor. Bu cihazlar (dimmerler), aydınlatma cihazları gruplarını ve yüksek güçlü yarı iletken cihazları bağlamak için kullanılır.

LED için direnç hesabı

Özel bir hesap makinesi kullanarak gerekli hesaplamaları çevrimiçi yapabilirsiniz. Bu tür programların tam kullanımı ücretsiz olarak sunulmaktadır.

Ancak, İnternet erişimi her zaman mevcut değildir.Oldukça basit bir teknik çalıştıktan sonra, herkes uygun yazılımı aramadan LED için bir direnç seçebilir.

Algoritmanın görsel bir gösterimi için, belirli bir LED'in (Epistar 1W HP) güç kaynağı devresine (5 V) koruyucu bir direnç bağlamayı düşünmeniz gerekir.

Teknik özellikler:

• dağılma gücü, W - 1;
• akım, mA - 350;
• ileri voltaj (tipik / maks.), V - 2.35 / 2.6.

LED akımını sınırlamak için, üreticinin tavsiyelerini dikkate alarak, R = (5-2,35) / 0,35 = 7,57 Ohm elektrik direncine sahip bir direnç uygundur. E24 standardına göre en yakın değerler 7.5 ve 8.2 ohm'dur. Standart kuralları kullanırsanız, hesaplanandan neredeyse %8,5 farklı olan daha büyük bir değer seçmeniz gerekecektir. Seri üretilen ucuz ürünler için %5'lik bir tolerans ek bir hata yaratacaktır. Böyle bir sapma ile, koruyucu işlevler ve güç tüketimi açısından kabul edilebilir devre özellikleri elde etmek zordur.

Sorunu çözmenin ilk yolu, birkaç düşük direnç seçmektir. Ardından, devre bölümünün gerekli eşdeğer direncini elde etmek için seri, paralel veya birleşik bağlantı seçeneği kullanılır. İkinci yöntem, bir düzeltici eklemektir.

Güç kaybı hesaplaması

Seçeneklerden herhangi birinde devrenin elektriksel direnci seçilirken LED'in ömrünü uzatmak için biraz daha düşük bir akım ayarlanmalıdır. Isı hasarını önlemek için ürün önerilen sıcaklık aralığında kullanılır. Epistar 1W HP için - -40 ° C'den + 80 ° C'ye Gerekirse, kurulumu özel bir "yıldız" radyatör üzerinde kullanın. Bu ilave, etkili ısı yayılım alanını arttırır.

Doğru seçim için direncin güç kaybı tahmin edilir: P = I2 * R = (0,35) 2 * 7,57 = 0,225 * 7,57 ≈0,93 W. Bu parametrenin rezervi en az %20-25 yapılır. 1 W derecelendirmesi yeterli değildir, bu nedenle standart satırdaki bir sonraki derecelendirme seçilir - 2W.

Monte edilen devrenin verimliliği Uc / Ui = 2,35 / 5 = 0,47 (%47) oranı ile kontrol edilir. Nihai sonuç, bu durumda elektriğin yarısından fazlasının boşa gittiğini gösteriyor. Aslında, gösterge daha da kötüdür, çünkü tüm tüketim gücü, spektrumun görünür kısmındaki radyasyon için LED tarafından tüketilmez. Önemli bir kısmı IR aralığındaki elektromanyetik dalgalardır.

Paralel bağlantı

Seri devrenin herhangi bir noktasında akım aynıdır. Bu, hesaplamayı basitleştirir, acil durumları önler. Bir eleman arızalandığında tüm LED'ler kapanır. Bu nedenle voltaj artışından kaynaklanan hasarlar hariç tutulur. Belirtilen nedenler, şerit lambaların ve diğer tasarımların oluşturulmasında bu yöntemin popülerliğini açıklamaktadır.

Paralel bağlantının kullanılması belirli avantajlar sağlar. Bu versiyonda, bir devre hasar gördüğünde ürün kısmi işlevselliği korur. Bu çözüm, her dalın güç kaynağına bağlantı noktalarında aynı voltajı sağlar.

Paralel bağlantı, bağımsız kontrol şemalarının düzenlenmesi için uygundur. Yılbaşı çelenklerinin ilkeleri bu teknolojiye dayanmaktadır. Program tarafından belirtilen algoritmaya göre güç kaynağına ayrı dallar bağlanır.

Birkaç paralel diyot için bir direnç kullanamazsınız. Direncin dikkatli seçimi, hassas akım düzenleme ihtiyacından kaynaklanmaktadır. Bazı durumlarda, 0.1-0.5 A'lık hatalar, arızalara, kaynakta radikal bir azalmaya neden olur.

LED'lerin gerçek teknik özellikleri, aynı sevkiyatta bile önemli ölçüde farklılık gösterir. Bu nedenle her devre ayrı bir dirençle korunmaktadır.

Ucuz ICE'nin özellikleri

Düşük maliyet tek başına kalitesizliğin kanıtı değildir. Üretimi büyütmek ve teknolojik süreçleri iyileştirmek maliyetleri düşürür.Bununla birlikte, ilgili pazar segmentinde, üreticilerin beyan edilen özelliklere gerçekten uymayan ürünleri var.

Olası sorunları belirlemek için aşağıdaki parametrelere dikkat edin:

• ucuz modellerde yapının ana parçaları alüminyumdan yapılmıştır;
• bakır analogları daha ağırdır, ısıyı daha verimli bir şekilde uzaklaştırır ve mekanik strese karşı dirençlidir;
• kaliteli bir üründe, kristal boyutu standarda karşılık gelir (0.762 x 0.762 mm veya diğer);
• eksiklikler, çalışma alanının oranlarının çarpıtılmasıyla dolaylı olarak kanıtlanır (kare yerine dikdörtgen);
• Güvenilirliği artırmak için sorumlu üreticiler, asil metallerden yapılmış iplikler kullanarak iletken sayısını artırıyor.

Yüksek kaliteli LED'ler, 1 W tüketim başına 150-220 lümenlik bir ışık akısı oluşturur. Sahte - en fazla 50-70 lümen. Şüphe durumunda, koruma bileşenleri özel bir dikkatle seçilmelidir.