Kaip teisingai apskaičiuoti ir pasirinkti šviesos diodo rezistorių

Kiekvienas iš mūsų matėme LED. Įprastas mažas šviesos diodas atrodo kaip plastikinis kūginis lęšis ant laidžių kojų, kurio viduje yra katodas ir anodas. Diagramoje šviesos diodas pavaizduotas kaip įprastas diodas, iš kurio rodyklės rodo skleidžiamą šviesą. Taigi LED naudojamas šviesai priimti, kai elektronai juda nuo katodo prie anodo - pn sankryža skleidžiama matoma šviesa.

Šviesos diodo išradimas įvyko aštuntajame aštuntajame dešimtmetyje, kai kaitrinės lempos buvo naudojamos visam apšvietimui gauti. Tačiau šiandien, XXI amžiaus pradžioje, šviesos diodai pagaliau užėmė efektyviausius elektros šviesos šaltinius.

Kur yra šviesos diodo pliuso ženklas, o kur - minuso ženklas?

Norėdami tinkamai prijungti šviesos diodą prie maitinimo šaltinio, pirmiausia turite stebėti poliškumą. Šviesos diodo anodas yra prijungtas prie energijos šaltinio pliuso „+“, o katodas prie minuso „-“. Prie minuso prijungtas katodas turi trumpą išėjimą, atitinkamai, anodas yra ilgas - ilgoji LED lemputė yra ant energijos šaltinio pliuso „+“.

Pažvelkite į šviesos diodo vidų: didelis elektrodas yra katodas, jis yra iki minuso, mažasis elektrodas, kuris atrodo lygiai kaip kojos galas, yra pliusas. O šalia katodo, LED objektyvas turi plokščią pjūvį.

Ilgai nelaikykite lituoklio

Šviesos diodų laidus reikia lituoti tvarkingai ir greitai, nes puslaidininkių sankryža labai bijo šilumos pertekliaus, todėl jums reikia liesti lituoklį jo patarimais smaigaliu prie lituotos kojos, o tada lituoklį paimti į šalį. Litavimo proceso metu geriau laikyti lituotą LED koją pincetu, kad būtų užtikrinta, jog šiluma nuo kojos pašalinama kiekvienam atvejui.

Tikrinant šviesos diodą reikalingas rezistorius

Mes priėjome prie svarbiausio dalyko - kaip prijungti šviesos diodą prie maitinimo šaltinio. Jei norite patikrinkite LED veikimą, tada tiesiogiai neprijunkite jo prie akumuliatoriaus ar prie maitinimo šaltinio. Jei jūsų maitinimo šaltinis yra 12 voltų, tada naudokite 1 kOhm varžą su bandomu šviesos diodu saugos sumetimais.

Nepamirškite apie poliškumą - ilgas švinas iki pliuso, švino iš didelio vidinio elektrodo iki minuso. Jei nenaudosite rezistoriaus, šviesos diodas greitai išdegs, jei netyčia viršysite vardinę įtampą, per p-n sankryžą tekės didelė srovė, o šviesos diodas beveik iškart suges.

LED spalva

Šviesos diodai būna skirtingų spalvų, tačiau švytėjimo spalvą ne visada lemia LED objektyvo spalva. Balta, raudona, mėlyna, oranžinė, žalia ar geltona - objektyvas gali būti skaidrus, o įjungus jis pasirodys raudonas arba mėlynas. Mėlyni ir balti šviesos diodai yra patys brangiausi. Apskritai, puslaidininkio sudėtis turi įtakos šviesos diodo spindesio spalvai, o objektyvo - kaip antriniam veiksniui, spalvai.

Daugiaspalviai RGB šviesos diodai vienu atveju yra kelios šviesą skleidžiančios pn sankryžos, kurių kiekviena suteikia savo švytėjimo spalvą. Derindami komponentų ryškumą su srovių ar srovės impulsų dažniais (raudoniems, žaliems ir mėlyniems kristalams), galite gauti bet kokį atspalvį. Čia, be abejo, kiekvienam spalvų kanalui reikalingi balansiniai rezistoriai.

Raskite šviesos diodo rezistoriaus vertę

Rezistorius yra sujungtas nuosekliai su šviesos diodu. Rezistoriaus funkcija yra apriboti srovę, padaryti ją artimą nominaliai šviesos diodo vertei, kad šviesos diodas akimirksniu neišdegtų ir veiktų įprastu nominaliu režimu. Mes atsižvelgiame į šiuos pradinius duomenis:

• Vps - maitinimo šaltinio įtampa;

• Vdf - tiesioginis įtampos kritimas šviesos diode įprastu režimu;

• Jei yra vardinė šviesos diodo srovė įprasto apšvietimo režimu.

Dabar, kol rasite reikiamo rezistoriaus vertė R, atkreipkite dėmesį, kad srovė nuosekliojoje grandinėje bus pastovi, ta pati kiekviename elemente: srovė If per LED bus lygi srovei Ir per ribojamąjį varžą.

Todėl Ir = Jei. Bet Ir = Ur / R - pagal Ohmo įstatymą. Ir Ur = Vps-Vdf. Taigi, R = Ur / Ir = (Vps-Vdf) / If.

T. y., Žinodami maitinimo šaltinio įtampą, šviesos diodo įtampos kritimą ir jo vardinę srovę, galite lengvai pasirinkti tinkamą ribojamąjį varžą.

Jei rastos varžos vertės negalima pasirinkti iš standartinių rezistorių vardinių verčių, imamas šiek tiek didesnės vertės rezistorius, pavyzdžiui, vietoj rastų 460 omų imami 470 omų, kuriuos visada lengva rasti. Šviesos diodo ryškumas šiek tiek sumažės.

Rezistoriaus parinkimo pavyzdys:

Tarkime, kad yra 12 voltų maitinimo šaltinis, ir šviesos diodas, kuriam normaliam švytėjimui reikia 1,5 volto ir 10 mA. Mes pasirenkame gesinimo rezistorių. Ant rezistoriaus turėtų kristi 12–1,5 = 10,5 volto, o srovė nuosekliojoje grandinėje (maitinimo šaltinis, rezistorius, šviesos diodas) turėtų būti 10 mA, todėl pagal Ohio įstatymą: R = U / I = 10,5 / 0,010 = 1050 omų. Mes pasirenkame 1,1 kOhm.

Kokia galia turėtų būti rezistorius? Jei R = 1100 omų, o srovė yra 0,01 A, tada pagal Džoulio-Lenco dėsnį šiluminė energija Q = I * I * R = 0,11 J kas sekundę bus paleista į varžą, o tai prilygsta 0,11 W. Tai padarys 0,125 W rezistorius, net liks marža.

LED serijos jungtis

Jei turite tikslą sujungti kelis šviesos diodus į vieną šviesos šaltinį, geriausia jungtį atlikti nuosekliai. Tai būtina norint neužklijuoti savo rezistoriaus prie kiekvieno šviesos diodo, kad būtų išvengta nereikalingų energijos nuostolių. Tos pačios rūšies šviesos diodai iš tos pačios partijos yra tinkamiausi nuosekliajam jungimui.

Tarkime, kad norėdami prisijungti prie 12 voltų maitinimo šaltinio, turite nuosekliai derinti 8 šviesos diodus, kurių voltas yra 1,4 volto, su 0,02 A srove. Akivaizdu, kad bendra srovė bus 0,02 A, tačiau bendra įtampa bus 11,2 volto, todėl 0,8 voltai esant 0,02 A srovei turėtų išsisklaidyti rezistoriuje. R = U / I = 0,8 / 0,02 = 40 omų. Pasirinkite rezistorių esant mažiausiai 43 omų galiai.

Lygiagretus LED stygų sujungimas nėra geriausias pasirinkimas

Jei turite pasirinkimą, geriausia LED jungti nuosekliai, o ne lygiagrečiai. Jei per vieną bendrą rezistorių lygiagrečiai prijungsite kelis šviesos diodus, tada dėl šviesos diodų parametrų pasklidimo kiekvienas iš jų nebus lygiomis sąlygomis su kitais, kai kurie iš jų švyti ryškiau, imdami daugiau srovės, o kiti - silpnesni, atvirkščiai. Dėl to bet kuris šviesos diodas sudegs anksčiau dėl greito kristalo degradacijos. Geriau lygiagrečiai sujungti šviesos diodus, jei nėra kitos alternatyvos, kiekvienoje grandinėje uždėkite ribojamąjį varžą.

Taip pat žiūrėkite: Paprastos LED jungčių schemos