Iepriekšējos rakstos ir aprakstīti dažādi LED savienošanas jautājumi. Bet jūs nevarat uzrakstīt visu vienā rakstā, tāpēc jums ir jāturpina šī tēma. Šeit mēs runāsim par dažādos veidos ieslēdzot gaismas diodes.

Kā teikts atsauces rakstos, t.i. strāvai caur to jāierobežo ar rezistoru. Kā aprēķināt šo rezistoru, jau ir teikts, mēs šeit neatkārtosimies, bet mēs katram gadījumam sniegsim formulu vēlreiz.

1. attēls.

Šeit Upit. - barošanas spriegums, Upad. - sprieguma kritums pāri LED, R - ierobežojošā rezistora pretestība, I - strāva caur LED.

Tomēr, neskatoties uz visu teoriju, Ķīnas rūpniecība ražo visu veidu suvenīrus, atslēgu piekariņus, šķiltavas, kurās gaismas diode tiek ieslēgta bez ierobežojoša rezistora: tikai divas vai trīs diska baterijas un viena LED. Šajā gadījumā strāvu ierobežo akumulatora iekšējā pretestība, kurai vienkārši nepietiek jaudas, lai sadedzinātu LED.

Bet šeit bez izdegšanas ir vēl viena nepatīkama īpašība - gaismas diožu degradācija, kas visvairāk raksturīga baltajām un zilajām gaismas diodēm: pēc kāda laika spīduma spilgtums kļūst diezgan nenozīmīgs, lai gan strāva caur LED plūst diezgan. pietiekoši, nominālā līmenī.

Nevarētu teikt, ka tas nemaz nespīd, mirdzums ir tik tikko manāms, bet šis vairs nav lukturītis. Ja nominālajā strāvā degradācija notiek ne agrāk kā pēc gada nepārtrauktas spīdēšanas, tad pie pārvērtētas strāvas šo parādību var sagaidīt pēc pusstundas. Šādu LED iekļaušanu vajadzētu saukt par sliktu.

Šāda shēma ir izskaidrojama tikai ar vēlmi ietaupīt uz viena rezistora, lodēšanas un darbaspēka izmaksām, kas ar masveida ražošanas apjomu acīmredzot ir pamatoti. Turklāt šķiltavas vai atslēgu piekariņš ir vienreiz lietojama, lēta lieta: beidzās gāze vai beidzās akumulators - suvenīrs tika vienkārši izmests.

Attēls 2. Shēma ir slikta, bet to izmanto diezgan bieži.

Ļoti interesantas lietas notiek (protams, nejauši), ja saskaņā ar šo shēmu LED tiek pievienots barošanas avotam ar izejas spriegumu 12 V un strāvu vismaz 3 A: notiek žilbinoša zibspuldze, diezgan skaļš blīkšķis, ir dzirdami dūmi, un paliek smacējoša smaka. Tāpēc es atceros šo līdzību: “Vai ir iespējams skatīties uz Sauli caur teleskopu? Jā, bet tikai divas reizes. Vienreiz ar kreiso aci, vienreiz ar labo. Starp citu, gaismas diodes pievienošana bez ierobežojoša rezistora ir visizplatītākā kļūda iesācējiem, un es vēlos par to brīdināt.

Lai labotu šo situāciju, lai pagarinātu LED kalpošanas laiku, ķēde ir nedaudz jāmaina.

3. attēls Laba shēma, pareizi.

Tieši šī shēma ir jāuzskata par labu vai pareizu. Lai pārbaudītu, vai rezistora R1 vērtība ir norādīta pareizi, varat izmantot formulu, kas parādīta 1. attēlā. Pieņemsim, ka sprieguma kritums uz gaismas diodes ir 2V, strāva 20mA, barošanas spriegums 3V divu AA bateriju izmantošanas dēļ. .

Kopumā nav jācenšas ierobežot strāvu maksimāli pieļaujamā 20 mA līmenī, jūs varat darbināt LED ar zemāku strāvu, labi, vismaz 15 ... 18 miliamperi. Šajā gadījumā būs ļoti neliels spilgtuma samazinājums, ko cilvēka acs ierīces īpašību dēļ nemaz nepamanīs, bet LED kalpošanas laiks ievērojami palielināsies.

Vēl viens piemērs sliktai gaismas diožu ieslēgšanai ir atrodams dažādos lukturīšos, kas jau ir jaudīgāki par atslēgu piekariņiem un šķiltavām. Šajā gadījumā noteikts skaits gaismas diožu, dažreiz diezgan liels, ir vienkārši savienotas paralēli un arī bez ierobežojoša rezistora, kas atkal darbojas kā akumulatora iekšējā pretestība. Šādi lukturīši diezgan bieži nokļūst remontā tieši gaismas diožu izdegšanas dēļ.

4. attēls. Ļoti slikta komutācijas ķēde.

Šķiet, ka 5. attēlā redzamā shēma var labot situāciju. Tikai viens rezistors, un viss, šķiet, ir sakārtots.

5. attēls. Šis jau ir nedaudz labāks.

Bet šāda iekļaušana neko daudz nepalīdzēs. Fakts ir tāds, ka dabā vienkārši nav iespējams atrast divas identiskas pusvadītāju ierīces. Tāpēc, piemēram, viena veida tranzistoriem ir atšķirīgs pastiprinājums, pat ja tie ir no vienas ražošanas partijas. Tiristori un triaki arī atšķiras. Daži atveras viegli, bet citi ir tik grūti, ka no tiem ir jāatsakās. To pašu var teikt par LED - vienkārši nav iespējams atrast divus absolūti identiskus, īpaši trīs vai veselu ķekaru.

Piezīme par tēmu. SMD-5050 LED komplekta datu lapā (trīs neatkarīgi gaismas diodes vienā korpusā) 5. attēlā parādītā iekļaušana nav ieteicama. Tāpat kā atsevišķu gaismas diožu parametru izplatības dēļ var būt manāma atšķirība to mirdzumā. Un šķiet, ka vienā gadījumā!

Protams, gaismas diodēm nav pastiprinājuma, taču ir tik svarīgs parametrs kā tiešā sprieguma kritums. Un pat tad, ja gaismas diodes ir ņemtas no vienas tehnoloģiskās partijas, no vienas un tās pašas paketes, tad tajā vienkārši nebūs divu vienādu. Tāpēc strāva visām gaismas diodēm būs atšķirīga. Gaismas diode, kurai ir vislielākā strāva un kas agrāk vai vēlāk pārsniedz nominālo strāvu, izdegs pirms jebkura cita.

Saistībā ar šo nelaimīgo notikumu visa iespējamā strāva iet cauri divām izdzīvojušajām gaismas diodēm, dabiski pārsniedzot nominālo. Galu galā rezistors tika aprēķināts “trīs”, trim gaismas diodēm. Pāri strāvai izraisīs arī pastiprinātu LED kristālu uzkaršanu, un izdeg arī tas, kurš izrādās “vājāks”. Arī pēdējam LED neatliek nekas cits kā sekot savu biedru piemēram. Tāda ir ķēdes reakcija.

Šajā gadījumā vārds "sadedzināt" nozīmē vienkārši ķēdes pārtraukšanu. Bet var gadīties, ka viena no gaismas diodēm iegūs elementāru īssavienojumu, manevrējot pārējās divas gaismas diodes. Dabiski, ka viņi noteikti izies, lai gan paliks dzīvi. Rezistors ar šādu darbības traucējumu intensīvi uzkarsēs un galu galā, iespējams, izdegs.

Lai tas nenotiktu, ķēde ir nedaudz jāmaina: katrai gaismas diodei uzstādiet savu rezistoru, kas parādīts 6. attēlā.

6. attēls. Un šādi gaismas diodes kalpos ļoti ilgi.

Šeit viss ir kā nepieciešams, viss notiek saskaņā ar shēmas noteikumiem: katras gaismas diodes strāvu ierobežos tā rezistors. Šādā shēmā strāvas caur gaismas diodēm ir neatkarīgas viena no otras.

Bet pat šī iekļaušana neizraisa lielu entuziasmu, jo rezistoru skaits ir vienāds ar gaismas diožu skaitu. Es vēlos, lai būtu vairāk gaismas diožu un mazāk rezistoru. Kā būt?

Izeja no šīs situācijas ir pavisam vienkārša. Katrs LED jāaizstāj ar virkni LED, kas savienotas virknē, kā parādīts 7. attēlā.

7. attēls Paralēlais savienojums vītnes.

Šāda uzlabojuma cena būs barošanas sprieguma pieaugums. Ja vienai LED pietiek tikai ar trim voltiem, tad no tāda sprieguma nevar iedegties pat divas virknē savienotas gaismas diodes. Tātad, kāds spriegums ir nepieciešams, lai ieslēgtu gaismas diožu virkni? Vai citiem vārdiem sakot, cik LED var pieslēgt barošanas avotam ar spriegumu, piemēram, 12 V?

komentēt. Nosaukums "vītne" turpmāk jāsaprot ne tikai kā Ziemassvētku eglītes rotājums, bet arī kā jebkura LED apgaismojuma ierīce, kurā gaismas diodes ir savienotas virknē vai paralēli. Galvenais ir tas, ka gaismas diode nav viena. Vītne, tā ir arī vītne Āfrikā!

Lai iegūtu atbildi uz šo jautājumu, pietiek vienkārši sadalīt barošanas spriegumu ar sprieguma kritumu visā LED. Vairumā gadījumu aprēķinos tiek pieņemts, ka šis spriegums ir 2 V. Tad sanāk 12/2=6. Bet mēs nedrīkstam aizmirst, ka daļai sprieguma jāpaliek dzēšanas rezistoram, vismaz 2 volti.

Izrādās, ka LED paliek tikai 10 V, un LED skaits kļūs 10/2=5. Šādā situācijā, lai iegūtu 20mA strāvu, ierobežojošajam rezistoram jābūt 2V / 20mA \u003d 100Ω. Rezistora jauda šajā gadījumā būs P=U*I=2V*20mA=40mW.

Šāds aprēķins ir diezgan taisnīgs, ja gaismas diožu tiešais spriegums vītnē, kā norādīts, ir 2 V. Tieši šī vērtība aprēķinos bieži tiek uzskatīta par vidējo. Bet patiesībā šis spriegums ir atkarīgs no gaismas diožu veida, no mirdzuma krāsas. Tāpēc, aprēķinot vītnes, jākoncentrējas uz gaismas diožu veidu. Sprieguma kritumi gaismas diodēm dažādi veidi ir doti tabulā, kas parādīta 8. attēlā.

8. attēls. Sprieguma kritums dažādu krāsu gaismas diodēs.

Tādējādi ar strāvas padeves spriegumu 12 V, atskaitot sprieguma kritumu strāvu ierobežojošajam rezistoram, kopā var pieslēgt 10 / 3,7 = 2,7027 baltas gaismas diodes. Bet jūs nevarat izgriezt gabalu no gaismas diodes, tāpēc varat savienot tikai divas gaismas diodes. Šo rezultātu iegūst, ja no tabulas ņemam maksimālo sprieguma krituma vērtību.

Ja aprēķinos aizvietojam 3V, tad ir pilnīgi skaidrs, ka ir iespējams pieslēgt trīs LED. Šajā gadījumā katru reizi ir rūpīgi jāpārrēķina ierobežojošā rezistora pretestība. Ja izrādās, ka īstām gaismas diodēm sprieguma kritums ir 3,7 V vai lielāks, trīs gaismas diodes var neiedegties. Tāpēc labāk apstāties pie diviem.

Principā nav nozīmes, kādā krāsā būs gaismas diodes, vienkārši aprēķinot būs jāņem vērā dažādi sprieguma kritumi atkarībā no gaismas diodes spīduma krāsas. Galvenais, lai tie būtu paredzēti vienai strāvai. Nav iespējams salikt sērijveida gaismas diožu vītni, no kurām daži ir ar strāvu 20 mA, bet otra daļa ir 10 miliamperi.

Ir skaidrs, ka pie strāvas 20mA gaismas diodes ar nominālo strāvu 10mA vienkārši izdegs. Ja tomēr strāva ir ierobežota līdz 10mA, tad 20 miliampēri neiedegsies pietiekami spilgti, tāpat kā slēdzī ar LED: naktī to var redzēt, bet ne dienā.

Lai sev atvieglotu dzīvi, radioamatieri izstrādā dažādas kalkulatoru programmas, kas atvieglo visa veida ikdienas aprēķinus. Piemēram, programmas induktivitātes aprēķināšanai, dažāda veida filtri, strāvas stabilizatori. Ir šāda programma LED vītņu aprēķināšanai. Šādas programmas ekrānuzņēmums ir parādīts 9. attēlā.

9. attēls. Programmas "Rezistora_pretestības_aprēķins__Ledz__aprēķins".

Programma darbojas bez instalēšanas sistēmā, jums tā vienkārši jālejupielādē un jāizmanto. Viss ir tik vienkārši un skaidri, ka ekrānuzņēmumam vispār nav nepieciešams paskaidrojums. Protams, visām gaismas diodēm jābūt vienā krāsā un ar tādu pašu strāvu.

Ierobežojošie rezistori, protams, ir labi. Bet tikai tad, kad ir zināms, ka šī vītne tiks darbināta ar pastāvīgu 12 V spriegumu, un strāva caur gaismas diodēm nepārsniegs aprēķināto vērtību. Bet ko tad, ja vienkārši nav avota ar spriegumu 12V?

Šāda situācija var rasties, piemēram, kravas automašīnā ar borta tīkla spriegumu 24 V. No šādas krīzes situācijas palīdzēs izkļūt pašreizējais stabilizators, piemēram, “SSC0018 - Regulējams stabilizators strāva 20..600mA". Tās izskats ir parādīts 10. attēlā. Šādu ierīci var iegādāties tiešsaistes veikalos. Emisijas cena ir 140 ... 300 rubļu: tas viss ir atkarīgs no pārdevēja iztēles un bezkaunības.

10. attēls. Regulējams strāvas stabilizators SSC0018

Stabilizatora specifikācijas ir parādītas 11. attēlā.

11. attēls. SSC0018 strāvas stabilizatora specifikācijas

Pašreizējais stabilizators SSC0018 sākotnēji bija paredzēts lietošanai LED lampas, bet var izmantot arī mazu bateriju uzlādēšanai. SSC0018 lietošana ir diezgan vienkārša.

Slodzes pretestība pie strāvas stabilizatora izejas var būt nulle, jūs varat vienkārši īssavienot izejas spailes. Galu galā stabilizatori un strāvas avoti nebaidās no īssavienojumiem. Šajā gadījumā izejas strāva būs nomināla. Ja jūs iestatāt 20mA, tad tas būs tik daudz.

No iepriekš minētā mēs varam secināt, ka miliammetru var "tieši" savienot ar strāvas stabilizatora izeju līdzstrāva. Šāds savienojums jāsāk no lielākās mērījumu robežas, jo neviens nezina, kāda strāva tur tiek regulēta. Pēc tam, vienkārši pagriežot regulēšanas rezistoru, iestatiet nepieciešamo strāvu. Šajā gadījumā, protams, neaizmirstiet strāvas avotam pievienot strāvas stabilizatoru SSC0018. 12. attēlā parādīta SSC0018 elektroinstalācijas shēma paralēli pievienoto gaismas diožu barošanai.

12. attēls. Elektroinstalācija paralēli pievienotajām gaismas diodēm

Šeit viss ir skaidrs no diagrammas. Četrām gaismas diodēm ar strāvas patēriņu 20mA katram stabilizatora izejā jāiestata 80mA strāva. Tajā pašā laikā SSC0018 stabilizatora ieejā būs nepieciešams spriegums, kas ir nedaudz lielāks par sprieguma kritumu vienā LED, kā minēts iepriekš. Protams, ir piemērots arī lielāks spriegums, taču tas tikai novedīs pie stabilizatora mikroshēmas papildu sildīšanas.

komentēt. Ja, lai ierobežotu strāvu ar rezistoru, strāvas avota spriegumam ir nedaudz jāpārsniedz kopējais spriegums uz gaismas diodēm, tikai divi volti, tad normālai strāvas regulatora SSC0018 darbībai šim pārsniegumam vajadzētu būt nedaudz lielākam. Ne mazāk kā 3 ... 4V, pretējā gadījumā stabilizatora regulējošais elements vienkārši netiks atvērts.

13. attēlā parādīts stabilizatora SSC0018 savienojums, izmantojot vairāku sērijveidā savienotu gaismas diožu vītni.

13. attēls. Sērijas virknes barošana caur SSC0018 stabilizatoru

Skaitlis ir ņemts no tehniskās dokumentācijas, tāpēc mēģināsim aprēķināt gaismas diožu skaitu vītnē un pastāvīgs spiediens nepieciešams no barošanas avota.

Diagrammā norādītā strāva 350mA ļauj secināt, ka vītne ir salikta no jaudīgām baltām gaismas diodēm, jo, kā minēts nedaudz augstāk, SSC0018 stabilizatora galvenais mērķis ir apgaismojuma avoti. Baltās gaismas diodes sprieguma kritums ir robežās no 3 ... 3,7 V. Aprēķinam jāņem maksimālā vērtība 3,7 V.

SSC0018 maksimālais ieejas spriegums ir 50 V. No šīs vērtības atņemam 5V, kas nepieciešami paša stabilizatora darbībai, paliek 45V. Šis spriegums var "iedegties" 45/3,7=12,1621621... LED. Acīmredzot tas ir jānoapaļo līdz 12.

Gaismas diožu skaits var būt mazāks. Tad būs jāsamazina ieejas spriegums (kamēr izejas strāva nemainīsies, paliks 350mA kā tika noregulēts), kāpēc uz 3 LED, pat jaudīgām, jāliek 50V? Šāda ņirgāšanās var beigties slikti, jo jaudīgas gaismas diodes nekādā gadījumā nav lētas. Kāds spriegums ir nepieciešams, lai savienotu trīs jaudīgas gaismas diodes tie, kas vēlas, un tie vienmēr tiks atrasti, var rēķināties paši.

Regulējams strāvas stabilizators SSC0018 ierīce ir diezgan laba. Bet jautājums ir, vai tas vienmēr ir vajadzīgs? Un ierīces cena ir nedaudz apkaunojoša. Kāda varētu būt izeja no šīs situācijas? Viss ir ļoti vienkārši. Lielisks strāvas stabilizators tiek iegūts no integrētiem sprieguma regulatoriem, piemēram, 78XX vai LM317 sērijas.

Lai izveidotu šādu strāvas stabilizatoru, pamatojoties uz sprieguma stabilizatoru, jums ir nepieciešamas tikai 2 daļas. Faktiski pats stabilizators un viens atsevišķs rezistors, kura pretestību un jaudu aprēķinās programma StabDesign, kuras ekrānuzņēmums ir parādīts 14.

14. attēls. Strāvas stabilizatora aprēķins, izmantojot programmu StabDesign.

Programmai nav nepieciešami īpaši paskaidrojumi. Nolaižamajā izvēlnē Tips tiek izvēlēts stabilizatora veids, rindā In line tiek iestatīta nepieciešamā strāva un tiek nospiesta poga Aprēķināt. Rezultāts ir rezistora R1 pretestība un tā jauda. Attēlā aprēķins tika veikts strāvai 20mA. Tas attiecas uz gadījumu, kad gaismas diodes ir savienotas virknē. Paralēlā savienojuma gadījumā strāvu aprēķina tāpat, kā parādīts 12. attēlā.

Rezistora Rn vietā ir pievienota LED vītne, kas simbolizē strāvas stabilizatora slodzi. Ir pat iespējams pieslēgt tikai vienu LED. Šajā gadījumā katods ir savienots ar kopēju vadu, bet anods - ar rezistoru R1.

Aplūkojamā strāvas stabilizatora ieejas spriegums ir diapazonā no 15 ... 39 V, jo tiek izmantots stabilizators 7812 ar stabilizācijas spriegumu 12 V.

Šķiet, ka šo stāstu par LED var pabeigt. Bet ir arī LED sloksnes, kas tiks apspriestas nākamajā rakstā.

Boriss Aladiškins

P.S. Ja raksts "Labas un sliktas LED pārslēgšanas shēmas" jums bija noderīgs, noklikšķiniet uz sociālo tīklu ikonas un kopīgojiet es saite uz rakstu no ar taviem draugiem!

Tā kā gaismas diode ir pusvadītāju ierīce, pievienojot ķēdei, jāievēro polaritāte. LED ir divas izejas, no kurām viena ir katods ("mīnus"), bet otra ir anods ("plus").

Gaismas diode būs ieslēgta tikai kad ir tieši pievienots, kā parādīts attēlā

Atkārtoti ieslēdzot, gaismas diode neiedegas. Turklāt gaismas diodes atteice ir iespējama pie zemām pieļaujamām reversā sprieguma vērtībām.

Strāvas atkarība no sprieguma tiešajiem (zilā līkne) un reversajiem (sarkanā līknes) ieslēgumiem ir parādīta nākamajā attēlā. Nav grūti noteikt, vai katra sprieguma vērtība atbilst savam strāvas daudzumam, kas plūst caur diodi. Jo augstāks spriegums, jo lielāka ir strāvas vērtība (un augstāks spilgtums). Katrai LED ir atļautās vērtības barošanas spriegumi Umax un Umaxarr (attiecīgi tiešai un reversai pārslēgšanai). Ja tiek pielietots spriegums, kas pārsniedz šīs vērtības, rodas elektrisks bojājums, kā rezultātā LED neizdodas. Ir arī minimālā barošanas sprieguma Umin vērtība, pie kuras gaismas diode deg. Barošanas spriegumu diapazons starp Umin un Umax tiek saukts par "darba" zonu, jo šeit tiek nodrošināta gaismas diodes darbība.

1. Ir viens LED, kā to pareizi pieslēgt vienkāršākajā gadījumā?

Lai visvienkāršākajā gadījumā pareizi savienotu LED, jums tas jāpievieno caur strāvu ierobežojošu rezistoru.

1. piemērs

Ir LED ar darba spriegumu 3 volti un darba strāvu 20 mA. Tam jābūt savienotam ar 5 voltu avotu.

Aprēķiniet strāvas ierobežojošā rezistora pretestību

R = atkārtota dzēšana / ILED
Uquenching = Upower - ULED
Barošana = 5 V
ULED = 3 V
ILED = 20mA = 0,02A
R \u003d (5-3) / 0,02 \u003d 100 omi = 0,1 kOhm

Tas ir, jums ir jāņem rezistors ar pretestību 100 omi

P.S. Varat izmantot tiešsaistes LED rezistoru kalkulatoru

2. Kā savienot vairākas gaismas diodes?

Savienojam vairākas gaismas diodes virknē vai paralēli, aprēķinot nepieciešamo pretestību.

1. piemērs

Ir gaismas diodes ar darba spriegumu 3 volti un darba strāvu 20 mA. Ir nepieciešams savienot 3 gaismas diodes ar 15 voltu avotu.

Mēs veicam aprēķinu: 3 gaismas diodes uz 3 voltiem \u003d 9 volti, tas ir, pietiek ar 15 voltu avotu, lai virknē ieslēgtu gaismas diodes

Aprēķins ir līdzīgs iepriekšējam piemēram.

R = atkārtota dzēšana / ILED

Barošana = 15 V
ULED = 3 V
ILED = 20mA = 0,02A
R \u003d (15-3 * 3) / 0,02 \u003d 300 omi = 0,3 kOhm

2. piemērs

Lai ir gaismas diodes ar darba spriegumu 3 volti un darba strāvu 20 mA. Ir nepieciešams savienot 4 gaismas diodes ar 7 voltu avotu

Mēs veicam aprēķinu: 4 gaismas diodes uz 3 voltiem \u003d 12 voltiem, kas nozīmē, ka mums nav pietiekami daudz sprieguma, lai savienotu LED virknē, tāpēc mēs tos savienosim sērijveidā paralēli. Sadalīsim tos divās grupās pa 2 LED. Tagad mums jāaprēķina strāvu ierobežojošie rezistori. Līdzīgi kā iepriekšējos punktos, mēs aprēķinām strāvu ierobežojošos rezistorus katrai atzarai.

R = atkārtota dzēšana / ILED
Atdzesēšana = Upower - N * ULED
Barošana = 7 V
ULED = 3 V
ILED = 20mA = 0,02A
R \u003d (7-2 * 3) / 0,02 \u003d 50 omi = 0,05 kOhm

Tā kā zaros esošajām gaismas diodēm ir vienādi parametri, pretestības zaros ir vienādas.

3. piemērs

Ja ir dažādu zīmolu gaismas diodes, tad tās kombinējam tā, lai katrā atzarā būtu tikai VIENA tipa (vai ar vienādu darba strāvu) gaismas diodes. Šajā gadījumā nav nepieciešams ievērot vienādus spriegumus, jo katram zaram mēs aprēķinām savu pretestību.

Piemēram, ir 5 dažādas gaismas diodes:
1. sarkanais spriegums 3 volti 20 mA
2. zaļais spriegums 2,5 volti 20 mA
3. zilais spriegums 3 volti 50 mA
4. baltais spriegums 2,7 volti 50 mA
5. dzeltenais spriegums 3,5 volti 30 mA

Tā kā mēs sadalām gaismas diodes grupās pēc strāvas
1) 1. un 2
2) 3. un 4
3) 5

mēs aprēķinām rezistorus katrai filiālei:
R = atkārtota dzēšana / ILED
Atdzesēšana = Upower — (ULEDY + ULEDX + ...)
Barošana = 7 V
ULED1 = 3 V
ULED2 = 2,5 V
ILED = 20mA = 0,02A
R1 = (7-(3+2,5))/0,02 = 75 omi = 0,075 kOhm

tāpat
R2 = 26 omi
R3 = 117 omi

Tāpat jūs varat sakārtot neierobežotu skaitu gaismas diožu

SVARĪGA PIEZĪME!!!

Aprēķinot strāvu ierobežojošo pretestību, tiek iegūtas skaitliskās vērtības, kas nav standarta pretestību sērijā, TĀPĒC mēs izvēlamies rezistoru ar pretestību, kas ir nedaudz lielāka par aprēķināto.

3. Kas notiek, ja ir sprieguma avots ar spriegumu 3 volti (vai mazāk) un gaismas diode ar darba spriegumu 3 volti?

Ir pieņemami (BET NAV VĒLAMI) iekļaut LED ķēdē bez strāvu ierobežojošas pretestības. Trūkumi ir acīmredzami - spilgtums ir atkarīgs no barošanas sprieguma. Labāk ir izmantot līdzstrāvas-līdzstrāvas pārveidotājus (sprieguma paaugstināšanas pārveidotājus).

4. Vai ir iespējams paralēli vienu otrai ieslēgt vairākas gaismas diodes ar vienādu darba spriegumu 3 volti uz 3 voltu (vai mazāku) avotu? "Ķīniešu" laternās tieši tā arī tiek darīts.

Atkal, tas ir pieļaujams radioamatieru praksē. Šādas iekļaušanas trūkumi: tā kā gaismas diodēm ir noteikts parametru sadalījums, tiks novērots šāds attēls, daži spīdēs spožāk, bet citi būs blāvāki, kas nav estētiski, ko mēs novērojam iepriekš redzamajos lukturīšos. Labāk ir izmantot līdzstrāvas-līdzstrāvas pārveidotājus (sprieguma paaugstināšanas pārveidotājus).

Gaismas diode (LED) ir pusvadītāju diode, kas spēj izstarot gaismu, kad tai tiek pielikts spriegums virzienā uz priekšu. Faktiski tā ir diode, kas pārvērš elektrisko enerģiju gaismā. Atkarībā no materiāla, no kura izgatavota gaismas diode, tā var izstarot dažāda viļņa garuma (dažādas krāsas) gaismu un tai ir dažādas elektriskās īpašības.

Gaismas diodes tiek izmantotas daudzās mūsu dzīves jomās kā displeja līdzeklis. vizuālā informācija. Piemēram, atsevišķu izstarotāju veidā vai vairāku gaismas diožu struktūru veidā - septiņu segmentu indikatori, LED matricas, kopas utt. Arī pēdējos gados gaismas diodes aktīvi ieņem apgaismes ierīču segmentu. Tos izmanto automašīnu priekšējos lukturos, laternās, lampās un lustās.

LED apzīmējums diagrammā

Elektriskās shēmās LED ir apzīmēts ar diodes simbolu ar divām bultiņām. Bultiņas ir vērstas prom no diodes, kas simbolizē gaismas emisiju. Nejauciet ar fotodiodi, uz kuras ir vērstas bultiņas.

Vietējās shēmās vienas gaismas diodes burtu apzīmējums ir HL.

Secinājumi un LED marķējums

Standarta vienkrāsainam LED ir divi termināli - anods un katods. Vizuāli var noteikt, kurš no secinājumiem ir anods. Vadu svina gaismas diodēm anods parasti ir garāks par katodu.

SMD gaismas diodēm ir vienādas tapas, bet aizmugurē parasti ir marķējums trijstūra formā vai kaut kas līdzīgs burtam T. Anods ir tapa, kas ir vērsta uz vienu trīsstūra malu vai burta T augšpusi.

Ja nav iespējams vizuāli noteikt, kur ir kādi secinājumi, varat zvanīt LED. Lai to izdarītu, jums ir nepieciešams strāvas avots vai adapteris, kas spēj nodrošināt aptuveni 5 voltu spriegumu. Mēs savienojam jebkuru LED izeju ar avota mīnusu, bet otro savienojam ar avota pozitīvo spaili, izmantojot pretestību 200–300 omi. Ja LED ir pareizi pievienots, tas iedegas. Pretējā gadījumā samainiet secinājumus vietām un atkārtojiet procedūru.

Bez rezistora var iztikt, ja nepievienojat barošanas avota pozitīvo spaili, bet ātri to "uzsit" uz LED izejas. Bet kopumā LED nav iespējams pielikt lielu spriegumu, neierobežojot strāvu - tas var neizdoties!

LED spriegums

Gaismas diode izstaro gaismu, kad tai tiek pielikts spriegums uz priekšu: pozitīvs anodam un negatīvs katodam.

Minimālais spriegums, pie kura gaismas diode sāk degt, ir atkarīgs no tā materiāla. Zemāk esošajā tabulā parādītas gaismas diožu sprieguma vērtības pie 20 mA pārbaudes strāvas un to izstarotās krāsas. Šos datus paņēmu no Vishay LED kataloga, dažādām datu lapām un Vikipēdijas.

Vislielākais spriegums ir nepieciešams zilām un baltām gaismas diodēm, bet mazākais - infrasarkanajam un sarkanajam.

Infrasarkanās gaismas diodes starojums cilvēka acij nav redzams, tāpēc šīs gaismas diodes netiek izmantotas kā indikatori. Tos izmanto dažādos sensoros, videokameru fona apgaismojumos. Starp citu, ja barosiet infrasarkano gaismas diode un skatāties uz to caur mobilā tālruņa kameru, tad tā spīdums būs skaidri redzams.

Parādītajā tabulā ir norādītas aptuvenās LED sprieguma vērtības. Parasti ar to pietiek, lai to ieslēgtu. Konkrētas gaismas diodes precīzu priekšējo spriegumu var atrast tā datu lapā sadaļā Elektriskie raksturlielumi. Tas norāda tiešā sprieguma nominālo vērtību noteiktā LED strāvā. Piemēram, apskatīsim Kingbright sarkanās SMD gaismas diodes datu lapu.

LED voltu ampēru raksturlielums

Gaismas diodes strāvas-sprieguma raksturlielums parāda saistību starp pielietoto spriegumu un LED strāvu. Zemāk esošajā attēlā parādīta tieša raksturlieluma atzars no tās pašas datu lapas.

Ja gaismas diode ir pievienota strāvas avotam (anodam +, katodam -) un pakāpeniski palielina spriegumu uz tā no nulles, tad LED strāva mainīsies saskaņā ar šo grafiku. Tas parāda, ka pēc "liekuma" punkta iziešanas strāva caur LED strauji palielināsies ar nelielām sprieguma izmaiņām. Tieši šī iemesla dēļ LED atšķirībā no kvēlspuldzes bez rezistora nevar pieslēgt nevienam barošanas avotam.

Jo lielāka strāva, jo spilgtāk spīd LED. Tomēr dabiski nav iespējams palielināt LED strāvu līdz bezgalībai. Plkst liela strāva Gaismas diode pārkarst un izdegs. Starp citu, ja jūs nekavējoties attiecas uz LED augstsprieguma viņš pat var iepļaukāt kā vāja petarde!

Citas LED īpašības

Kādi citi LED parametri ir interesanti no praktiskās izmantošanas viedokļa?

Maksimālā jaudas izkliede, maksimālā tiešā un impulsa tiešā strāva un maksimālais pretējais spriegums. Šie raksturlielumi parāda spriegumu un strāvu robežvērtības, kuras nedrīkst pārsniegt. Tie ir aprakstīti datu lapas sadaļā Absolūti maksimālie vērtējumi.

Ja gaismas diodei pieslēdzat spriegumu pretējā virzienā, gaismas diode neiedegas, un kopumā tā var neizdoties. Fakts ir tāds, ka ar pretējo spriegumu var rasties sabrukums, kā rezultātā apgrieztā strāva LED strauji pieaugs. Un, ja gaismas diodei piešķirtā jauda (reversā strāva * uz pretējo spriegumu) pārsniedz pieļaujamo, tas izdegs. Dažās datu lapās papildus ir norādīta strāvas-sprieguma raksturlīknes apgrieztā atzara, no kuras ir skaidrs, pie kāda sprieguma pārrāvums notiek.

Starojuma intensitāte (gaismas intensitāte)

Aptuveni runājot, tas ir raksturlielums, kas nosaka gaismas diodes spīduma spilgtumu noteiktā testa strāvā (parasti 20 mA). Tas ir apzīmēts ar Iv un tiek mērīts mikrokandelās (mcd). Jo spilgtāka ir gaismas diode, jo augstāka ir Iv vērtība. Gaismas intensitātes zinātniskā definīcija ir pieejama Vikipēdijā.

Interesanti ir arī LED starojuma relatīvās intensitātes grafiks no tiešās strāvas. Dažām gaismas diodēm, piemēram, palielinoties strāvai, starojuma intensitāte pieaug arvien mazāk. Attēlā parādīti vairāki piemēri.

Spektrālais raksturlielums

Tas nosaka, kurā viļņu garuma diapazonā LED izstaro, rupji runājot par starojuma krāsu. Parasti tiek dota viļņa garuma maksimālā vērtība un LED emisijas intensitātes diagramma no viļņa garuma. Es reti skatos uz šiem datiem. Es, piemēram, zinu, ka LED ir sarkans un man ar to pietiek.

Klimata īpašības

Tie nosaka gaismas diodes darbības temperatūras diapazonu un gaismas diodes parametru atkarību (strāva un starojuma intensitāte) no temperatūras. Ja LED tiks izmantots augstā vai zemā temperatūrā, jums jāpievērš uzmanība šīm īpašībām.

Kā darbojas LED?

Raksta materiāls ir paredzēts iesācējiem elektronikas inženieriem, un tāpēc es apzināti nepieskaros LED fizikai. Apziņa, ka LED izstaro fotonus lādiņnesēju rekombinācijas rezultātā platība p-n pāreja, nenes nevienu noderīga informācija LED praktiskai lietošanai. Un ne tikai lietošanai, bet arī principā izpratnei.

Tomēr, ja vēlaties iedziļināties šajā tēmā, tad dodu virzienu, kur rakt - Pasynkov V.V., Chirkin L.K. "Pusvadītāju ierīces" vai Zi.S "Pusvadītāju ierīču fizika". Tās ir VUZ'ovskie mācību grāmatas - tur viss ir izaudzis.

Par gaismas diožu pievienošanu šādā materiālā ...

Dalījās ar rakstu - ieguva LED labestības staru!