Ampulün sınırlayıcı direncini hesaplayınız. LED'ler için direnç direncinin hesaplanması: çevrimiçi hesap makinesi. LED Polarite Belirleme

Bugün yeni bir element olan LED'i inceleyerek başlayacağız. LED ile ilgili temel bilgiler ayrı bir makalede toplanmıştır.

Bir LED'in temel olarak 2 terminali vardır: uzun bir terminal (anot) pozitif güç kaynağına bağlanır, daha kısa bir terminal (katot) negatif olana bağlanır. Ters bağlanan bir LED yanmaz ve ayrıca belirli bir voltajın aşılması durumunda yanabilir.

LED ile çalışmaya nereden başlamalısınız? Belirli bir LED'in teknik parametrelerinin görüntülenmesinden! Bazen ihtiyaç duyduğumuz bilgiler bir mağazadan satın alırken de elde edilebilir. Ne bilmemiz gerekiyor? Aradığımız şey ileri akım ve ileri gerilimdir.

Bir LED için asıl önemli olan doğru seçilmiş akımdır, çünkü LED'in servis ömrünü doğrudan etkiler. Bu nedenle LED'in bir şeyden güç alan bir eleman olduğunu söylüyoruz. com (gerginlik değil!).

5 mm tek renkli LED'lerin veri sayfasını incelerken şunu keşfettik:

kırmızı LED: 20 mA / 2,1 V
yeşil LED: 20 mA / 2,2 V
sarı LED: 20 mA / 2,2 V
turuncu LED: 25 mA / 2,1 V
Mavi LED: 20mA/3,2V
LED beyaz: 25 mA / 3,4 V

(LED parametreleri, örneğe ve LED üreticisine bağlı olarak biraz değişebilir)

Güç kaynağımız, önceki alıştırmalarda olduğu gibi, yaklaşık 6 volt voltaj veren 4 pillik bir kasettir. Şimdi şu soru ortaya çıkıyor: aşağıdaki şemaya göre bağlanan kırmızı LED'in akımını sınırlamak için bir direnç nasıl seçilir:

Pilimiz yaklaşık 6 voltluk bir voltaj sağlar. Kırmızı LED yaklaşık 20 mA'lık bir akım gerektirir. Ayrıca, bu LED'deki voltaj düşüşünü, yani 2,1 volt'u da hesaba katmanız gerekir:

U R1 = U B1 – U D1

U R1 = 6V – 2,1V

Artık verilerimizi formülde yerine koymamız yeterli:

R1 = 3,9V / 20mA

R1 = 3,9V / 0,02A

Bu basit yöntemle, en az 195 Ohm dirence sahip olması gereken kırmızı bir LED için R1 direncinin direncini hesapladık. Ama böyle bir mezhep bulamazsınız! Bu durumda ne yapmalı? Daha büyük bir değere sahip, ancak mümkün olan en yakın dirence sahip bir direnç almak gerekir.

Nominal direnç serisindeki en yakın direnç 200 Ohm dirençli bir dirençtir ve devremizde kullanmamız gereken şey tam olarak budur. Neden? Elbette hiçbir şey bizi daha yüksek dirençli bir direnç kullanmaktan alıkoyamaz, örneğin 470 Ohm, 2,2 kOhm... Peki bu LED'imizin parlaklığını nasıl etkileyecek? Hadi kontrol edelim!

Elbette fotoğrafta bu fark edilmiyor ancak LED 200 Ohm dirençle çok parlak bir şekilde parlıyor. Peki direnci daha yüksek dirence sahip başka bir dirençle (örneğin 470 Ohm) değiştirirsek ne olur? LED hala açık. Daha sonra direnci art arda artıracağız: 2,2 kOhm, 3,9 kOhm, 4,7 kOhm... Direnç direnci arttıkça, LED'in giderek daha zayıf parladığını ve sonunda tamamen yanmayı bırakacağını lütfen unutmayın.

Konuyla ilgili bir diğer not ise hesaplamalarda belirtilenden biraz daha büyük dirençlerin kullanılması gerektiğidir (örneğin 200 Ohm yerine 210 Ohm). Neden? Hesaplamalarda pilimizin nominal voltajını aldığımızı muhtemelen fark etmişsinizdir; gerçekte yeni piller daha yüksek voltaj üretebilir ve bu nedenle direncin direnci yetersiz olabilir. LED'deki akım gereğinden yüksek olacak ve bu da sonuçta hizmet ömrünü etkileyecektir.

Hayattan (daha doğrusu sık sorulan sorulardan) bir örnek daha. İki kırmızı LED'in seri olarak bağlandığı bir devre (arabada) için direnç nasıl seçilir (ileri akım 20 mA, ileri voltaj 2,1 V)?

Direnç R1'in direnç değerini yukarıdaki örnekte olduğu gibi hesaplıyoruz; tek fark, aracın yerleşik ağının voltajından (14V), her iki D1 diyotundaki voltaj düşüşünün çıkarılmasının gerekli olmasıdır. D2:

U R1 = U E1 – U D1 – U D2

U R1 = 14V – 2,1V – 2,1V

Şimdi verileri formüle yerleştirelim:

R1 = 9,8V / 20mA

R1 = 9,8V / 0,02A

İki kırmızı LED'in seri olarak bağlandığı direnç R1'in en az 490 Ohm dirence sahip olması gerekir. Serideki en yakın direnç 510 ohm'luk bir dirençtir. 510 ohm'luk bir direnciniz yoksa, birden fazla direnci (örneğin 5 adet 100 ohm direnç) seri olarak bağlayabileceğinizi unutmayın.

Bu devreye 5 LED'i daha seri bağlayabilir miyiz? HAYIR! Bağlı LED'lerin her birinde bir miktar voltaj düşüşü vardır, yani her biri bir miktar voltaj çeker, örneğin her kırmızı LED'in 2,1 volta ihtiyacı vardır. Pilimizin böyle bir voltajı sağlayamayacağını hesaplamak kolaydır:

14V< 2,1В + 2,1В + 2,1В + 2,1В + 2,1В+ 2,1В + 2,1В

14V< 14,7В

Yukarıdaki örnek, voltaj kaynağının 14V olduğu bir arabaya kurulan bir devre ile ilgilidir.

Aşağıdaki örnek, aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi LED'lerin paralel bağlantısını ele alacaktır:

Bu kez LED - D1'in kırmızı (ileri akım 20 mA, ileri gerilim yaklaşık 2,1 V) ve LED D2'nin beyaz (ileri akım 25 mA, ileri gerilim 3,4 V) olduğunu varsayalım.

Kirchhoff'un birinci yasasından şunu biliyoruz:

ben = 20mA + 25mA

LED'leri bir güç kaynağına paralel bağlarken, her LED'in kendi direncine sahip olması gerektiğini unutmayın! Şimdi her dirençteki voltaj düşüşünü hesaplayalım:

U R 1 = U B 1 – U D 1

U R1 = 6V – 2,1V

U R 2 = U B 1 – U D 2

U R2 = 6V – 3,4V

Akımı ve voltajı biliyoruz, direnci hesaplayalım:

R1 = UR 1 / ben 1

R1 = 3,9V / 20mA

R1 = 3,9V / 0,02A

R2 = 2,6V / 25mA

R2 = 2,6V / 0,025A

Direnç R1 en az 195 ohm'luk bir dirence sahip olmalıdır (nominal serideki en yakın direnç 200 ohm'dur) ve R2 direnci en az 104 ohm'luk bir dirence sahip olmalıdır (serideki en yakın direnç 120 ohm olacaktır).

LED'leri bağlamanın en iyi yolu nedir: seri mi yoksa paralel mi? Cevap basit değil çünkü her iki seçeneğin de artıları ve eksileri var:

LED bağlantı türü
ardışık	paralel
Tüm LED'ler için bir tane yeterli direnç	her LED'in kendi direnci olmalıdır
bir LED'in hasar görmesi şunlara yol açar: tüm LED zincirini kapatmak	bir veya daha fazla LED hasar görürse geri kalan LED'ler yanar
düşük akım değeri	devredeki akım sonraki her LED ile artar (akım her dal toplanır)
daha yüksek güç kaynağı voltajı gerekli arasındaki voltaj düşüşünü dikkate alarak LED'lerin her biri	Devredeki besleme voltajı Düşük

Dersin sonunda başka bir popüler türe, yüksek güçlü LED'lere bakacağız. Onlar sayesinde parlak ışık elde edebiliyoruz. Yüksek güçlü LED'ler örneğin arabalarda kullanılır, dolayısıyla aşağıdaki örnek özellikle yüksek güçlü LED'lerin bir arabaya takılması sorununu ele alacaktır.

Araç ağındaki voltaj 14 volttur. Yüksek güçlü LED'in ileri akımı 350 mA ve voltaj düşüşü 3,3 volttur. Yukarıda yaptığımız gibi güçlü bir LED'in direncini hesaplayalım:

U R1 = U E1 – U D1

U R1 = 14V – 3,3V

R1 = U R1 / ben
R1 = 10,7V / 350mA
R1 = 31 Ohm

Örneğimiz için en az 31 ohm'luk bir direnç seçmemiz gerekiyor. Sorun, adından da anlaşılacağı gibi, yüksek güçlü bir LED'in çok fazla güce sahip olmasıdır ve burada normal bir direnç yeterli değildir. Uygun dirence ek olarak, direncimizin uygun bir nominal güce, yani çalışması sırasında direnç aracılığıyla serbest bırakılan izin verilen güce sahip olması gerekir.

Bir direncin asıl görevinin akıma direnmek olduğunu unutmayın. Direnç her zaman bir dereceye kadar ısı üretecektir. Çok fazla güç dirence zarar verebilir.
Güç aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır.

Tek LED

LED (ışık yayan diyot), optik aralıkta iki veya daha fazla kabloya sahip yarı iletken bir radyasyon kaynağıdır. Tek renkli LED'ler genellikle iki terminale, iki renkli LED'ler iki veya üç terminale ve üç renkli LED'ler dört terminale sahiptir. Bir LED, terminaline belirli bir ileri voltaj uygulandığında ışık yayar.

Bir LED'i güç kaynağına bağlamak için seri bağlı akım sınırlayıcı dirençli basit bir devre kullanabilirsiniz. Direnç, LED üzerindeki voltaj düşüşünün nispeten geniş bir çalışma akımı aralığında sabit olması nedeniyle gereklidir.

LED renkleri, yarı iletken malzeme, dalga boyu ve voltaj düşüşü
Renk	Yarı iletken malzeme	Dalgaboyu	Gerilim düşümü
Kızılötesi	Galyum arsenit (GaAs)	850-940nm
Kırmızı		620-700nm	1.6-2.0V
Turuncu	Galyum arsenit fosfit (GaAsP)	590-610nm	2,0-2,1V
Sarı	Galyum arsenit fosfit (GaAsP)	580-590nm	2,1-2,2V
Yeşil	Alüminyum galyum fosfit (AlGaP)	500-570nm	1,9-3,5V
Mavi	İndiyum galyum nitrür (InGaN)	440-505 nm	2,48-3,6V
Beyaz	Fosfor veya üç renkli RGB diyotlar	Geniş aralık	2,8-4,0V

Devrelerdeki LED'lerin ve dirençlerin davranışı farklıdır. Ohm kanununa göre dirençlerin voltaj düşüşü ile içinden geçen akım arasında doğrusal bir ilişkisi vardır:

Direnç üzerindeki gerilim artarsa akım da orantılı olarak artar (burada direncin değerinin sabit kaldığını varsayıyoruz). LED'ler bu şekilde davranmaz. Davranışları geleneksel diyotların davranışına karşılık gelir. Şekilde farklı renkteki LED'lerin akım-gerilim özellikleri gösterilmektedir. LED'den geçen akımın, LED'deki voltaj düşüşüyle doğru orantılı olmadığını gösterirler. Akımın ileri gerilime üstel bir bağımlılığı olduğu görülebilir. Bu, voltajdaki küçük bir değişiklikle akımın büyük ölçüde değişebileceği anlamına gelir.

LED'in karşısındaki ileri voltaj küçükse direnci çok yüksektir ve LED yanmaz. Teknik özelliklerde belirtilen eşik değeri aşıldığında LED yanmaya başlar ve direnci hızla düşer. Uygulanan voltaj, çeşitli renkteki LED'ler için 1,5-4 V aralığında olabilen önerilen ileri voltajı aşarsa, LED'den geçen akım keskin bir şekilde artar ve bu da arızasına neden olabilir. Bu akımı sınırlamak için LED'e seri olarak bir direnç bağlanır; bu direnç, LED'in özelliklerinde belirtilen çalışma akımını aşmayacak şekilde akımı sınırlar.

Hesaplamalar için formüller

Sınırlayıcı dirençten geçen akım R besleme voltajından Ohm yasası formülü kullanılarak hesaplanabilir. V LED boyunca ileri voltaj düşüşünü çıkarır V F:

Burada V volt cinsinden güç kaynağı voltajı (örneğin, USB veri yolundan 5 V), V f LED boyunca ileri voltaj düşüşü ve BEN LED üzerinden amper cinsinden ileri akım. Değerler V f ve BEN f LED'in teknik özelliklerinde verilmiştir. Tipik değerler V f yukarıdaki tabloda gösterilmektedir. Tipik gösterge LED akımı 20 mA'dır.

Direncin direnci hesaplandıktan sonra direnç değerleri aralığından en yakın büyük standart değer seçilir. Örneğin, hesaplama bir direncin gerekli olduğunu gösteriyorsa R s = 145 ohm, biz (ve hesap makinesi) bir direnç seçeceğiz R s = 150 ohm.

Akım sınırlama direnci, formülle hesaplanan belirli bir gücü dağıtır.

Direncin güvenilir çalışması için gücü hesaplamayla iki kat daha yüksek seçilir. Örneğin formül 0,06 W gösteriyorsa 0,125 W direnç seçeceğiz.

Şimdi güç kaynağının sağladığı gücün yüzde kaçının LED tarafından tüketildiğini gösterecek olan devremizin çalışma verimliliğini (verimliliğini) hesaplayalım. LED aşağıdaki gücü dağıtır:

O zaman toplam tüketim şuna eşit olacaktır:

Sınırlayıcı dirençli LED anahtarlama devresinin verimliliği:

Bir güç kaynağı seçmek için devreye sağlaması gereken akımı hesaplamanız gerekir. Bu, aşağıdaki formüle göre yapılır:

LED Dizileri

Akım sınırlama direnci kullanılarak tek bir LED yanabilir. Bununla birlikte, aydınlatma, TV'lerde ve bilgisayar monitörlerinde arkadan aydınlatma, reklam ve diğer uygulamalarda giderek daha fazla kullanılan LED dizilerine güç sağlamak için özel güç kaynaklarına ihtiyaç duyulmaktadır. Hepimiz stabilize bir besleme voltajı sağlayan kaynaklara alışkınız. Ancak LED'lere güç sağlamak için voltajın değil akımın sabitlendiği kaynaklara ihtiyacınız vardır. Ancak bu tür kaynaklarda bile sınırlayıcı dirençler kuruludur.

Bir LED dizisi yapmanız gerekiyorsa paralel bağlı birkaç seri LED devresi kullanın. Seri bağlı bir LED zinciri, tek tek LED'ler arasındaki voltaj düşüşlerinin toplamını aşan bir voltaja sahip bir güç kaynağı gerektirir. Gerilimi bu miktardan yüksekse devreye bir adet akım sınırlayıcı direnç eklemek gerekir. Tüm LED'ler aynı akımı taşır ve bu da (belirli bir dereceye kadar) aynı parlaklığa neden olur.

Bununla birlikte, zincirdeki LED'lerden biri arızalanarak kırılırsa (bu tam olarak en sık olan şeydir), LED zincirinin tamamı sönecektir. Bazı devrelerde ve tasarımlarda bu tür arızaları önlemek için özel bir şönt eklenir, örneğin her diyota paralel bir zener diyot yerleştirilir. Diyot yandığında zener diyot üzerindeki voltaj yeterince yüksek hale gelir ve akım iletmeye başlayarak çalışan LED'lerin çalışmasını sağlar. Bu yaklaşım düşük güçlü LED'ler için iyidir ancak dış mekan aydınlatmasına yönelik devreler daha karmaşık çözümler gerektirir. Elbette bu durum cihazların maliyetinin ve boyutlarının artmasına neden oluyor. Şimdi (2018'de) 10 yıllık hizmet ömrü planlanan LED sokak lambalarının bir yıldan fazla dayanmadığı görülüyor. Aynı durum, tanınmış üreticilerin LED'leri de dahil olmak üzere ev tipi LED lambalar için de geçerlidir.

Akım sınırlama direncinin gerekli direncini hesaplarken R s, her bir LED'deki tüm voltaj düşüşleri birbirine eklenir. Örneğin, seri bağlı beş LED'in her birindeki voltaj düşüşü 2 V ise, beşinin tamamındaki toplam voltaj düşüşü 2 × 5 = 10 V olacaktır.

Birkaç özdeş LED paralel olarak bağlanabilir. Paralel bağlı LED'lerin ileri gerilimleri vardır V f aynı olmalıdır - aksi takdirde içlerinde aynı akımlar akmayacak ve parlaklıkları farklı olacaktır. LED'ler paralel bağlanırsa, her birine seri olarak bir akım sınırlama direnci yerleştirilmesi şiddetle tavsiye edilir. Paralel bağlantıyla, kırıldığı bir LED'in arızalanması tüm dizinin arızalanmasına yol açmayacak - normal şekilde çalışacaktır. Paralellemedeki diğer bir zorluk, düşük voltajda yüksek akım sağlayan verimli bir güç kaynağının seçilmesidir. Böyle bir güç kaynağı, aynı güce sahip bir kaynaktan çok daha pahalıya mal olacaktır, ancak daha yüksek voltaj ve daha düşük akımda olacaktır.

Akım sınırlama dirençlerinin hesaplanması

Olarak tanımlanırsa

Eğer seri devredeki LED sayısı N dizideki LED'ler(giriş alanında N s ile gösterilir) girilir, ardından seri bağlı LED zincirindeki maksimum LED sayısı N dizideki LED'ler maks. olarak tanımlandı

Düşük güçlü LED'leri bağlarken çoğunlukla bir söndürme direnci kullanılır. Bu, pahalı olanları kullanmadan gerekli parlaklığı elde etmenizi sağlayan en basit bağlantı şemasıdır. Ancak basitliğine rağmen, optimum çalışmayı sağlamak için LED'in direncini hesaplamak gerekir.

Doğrusal olmayan bir eleman olarak LED

Çeşitli renkteki LED'ler için bir akım-voltaj özellikleri (volt-amper özellikleri) ailesini ele alalım:

Bu özellik, ışık yayan diyottan geçen akımın kendisine uygulanan voltaja bağımlılığını gösterir.

Şekilde görüldüğü gibi karakteristikler doğrusal değildir. Bu, voltajda voltun onda biri kadar küçük bir değişiklik olsa bile akımın birkaç kez değişebileceği anlamına gelir.

Bununla birlikte, LED'lerle çalışırken, genellikle akımın çok keskin bir şekilde değişmediği akım-voltaj karakteristiğinin en doğrusal bölümünü (sözde çalışma bölgesi) kullanırlar. Çoğu zaman üreticiler LED özelliklerinde çalışma noktasının konumunu, yani beyan edilen parlaklığın elde edildiği voltaj ve akım değerlerini belirtir.

Şekilde 20 mA'da kırmızı, yeşil, beyaz ve mavi LED'ler için tipik çalışma noktası değerleri gösterilmektedir. Burada aynı akıma sahip farklı renkteki ledlerin çalışma alanında farklı voltaj düşüşlerine sahip olduğunu fark edebilirsiniz. Devreler tasarlanırken bu özellik dikkate alınmalıdır.

Yukarıda sunulan özellikler ileri yönde bağlanan ışık yayan diyotlar için elde edilmiştir. Yani, sağdaki resimde gösterildiği gibi, güç kaynağının negatif kutbu katoda, pozitif kutbu ise anoda bağlanır:

Akım-gerilim karakteristiğinin tamamı şuna benzer:

Burada, LED yaymayacağı için ters anahtarlamanın anlamsız olduğunu ve belirli bir ters voltaj eşiğinin aşılması durumunda arıza sonucu başarısız olacağını görebilirsiniz. Emisyon yalnızca ileri yönde açıldığında meydana gelir ve ışığın yoğunluğu LED'den geçen akıma bağlıdır. Bu akım herhangi bir şeyle sınırlandırılmazsa led arıza bölgesine giderek yanacaktır. Çalışan bir LED takmanız gerekiyorsa veya gerekmiyorsa, tüm yöntemlerin ayrıntılarını içeren bir makale sizin için yararlı olacaktır.

Tek bir LED için direnç nasıl seçilir

Işık yayan diyotun akımını sınırlamak için aşağıdaki şekilde bağlanan bir direnç kullanabilirsiniz:

Şimdi hangi direncin gerekli olduğunu belirliyoruz. Direnci hesaplamak için formül kullanılır:

U beslemesi besleme voltajıdır,

U pad - LED boyunca voltaj düşüşü,

I gerekli LED akımıdır.

Bu durumda direncin harcadığı güç akımın karesiyle orantılı olacaktır:

Örneğin Cree C503B-RAS kırmızı LED için tipik voltaj düşüşü 20 mA'da 2,1 V'tur. 12 V'luk bir besleme voltajıyla direncin direnci

Standart E24 direnç aralığından en yakın nominal değeri seçiyoruz - 510 Ohm. Daha sonra direncin harcadığı güç

Bu nedenle nominal değeri 510 Ohm ve dağıtım gücü 0,25 W olan bir söndürme direnci gerekli olacaktır.

Düşük besleme voltajlarında LED'leri dirençsiz bağlayabileceğiniz anlaşılıyor. Bu video, yalnızca 5 V'luk bir voltajda bu şekilde açılan ışık yayan diyotun başına ne geleceğini açıkça göstermektedir:

LED ilk başta çalışacak, ancak birkaç dakika sonra tamamen yanacak. Bunun nedeni, makalenin başında tartışıldığı gibi, akım-gerilim karakteristiğinin doğrusal olmayan doğasından kaynaklanmaktadır.

Düşük besleme voltajında bile asla söndürme direnci olmayan bir LED'i bağlamayın. Bu, tükenmişliğine ve en iyi ihtimalle açık devreye ve en kötü ihtimalle kısa devreye yol açar.

Birkaç LED bağlanırken direncin hesaplanması

Seri bağlantıda, LED zincirinin tamamına aynı akımı ayarlayan bir direnç kullanılır. Güç kaynağının, diyotlardaki toplam voltaj düşüşünden daha büyük bir voltaj sağlaması gerektiği dikkate alınmalıdır. Yani 4 LED'i 2,5 V'luk bir düşüşle bağlarken, voltajı 10 V'tan fazla olan bir kaynak gerekli olacaktır, akım herkes için aynı olacaktır. Bu durumda direncin direnci aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanabilir:

besleme voltajı nerede,

- LED'lerdeki voltaj düşüşlerinin toplamı,

- tüketim akımı.

Bu nedenle, 2,5 V voltaj ve 10 mA akım ile 12 V beslemeli 4 adet yeşil Kingbright L-132XGD LED'i bir direnç gerektirecektir.

Aynı zamanda gücü dağıtmalı

Paralel bağlandığında her ışık yayan diyot kendi direnciyle sınırlanır. Bu durumda, düşük voltajlı bir güç kaynağı kullanabilirsiniz, ancak tüm devrenin akım tüketimi, her bir LED'in tükettiği akımların toplamı olacaktır. Örneğin Betlux Electronics'in her biri 20 mA tüketimli 4 adet sarı BL-L513UYD LED'i paralel bağlandığında kaynaktan en az 80 mA akım gerektirecektir. Burada, her bir "direnç-led" çifti için dirençlerin direnci ve gücü, tek bir LED bağlanırken olduğu gibi hesaplanır.

Hem seri hem de paralel bağlantıların aynı güç kaynağını kullandığını lütfen unutmayın. Yalnızca ilk durumda, yüksek voltajlı bir kaynağa, ikincisinde ise yüksek akıma ihtiyacınız olacaktır.

Birkaç LED'i bir rezistöre paralel bağlayamazsınız çünkü Ya hepsi çok sönük yanacak, ya da biri diğerlerinden biraz daha erken açılacak ve içinden çok büyük bir akım geçerek onu devre dışı bırakacak.

Direnç hesaplama programları

Çok sayıda bağlı LED varken, özellikle de hem seri hem de paralel bağlanmışlarsa, her bir direncin direncinin manuel olarak hesaplanması sorunlu olabilir.

Bu durumda en kolay yol, direnci hesaplamak için birçok programdan birini kullanmaktır. Cxem.net web sitesindeki çevrimiçi hesap makinesi bu konuda çok kullanışlıdır:

En yaygın LED'lerden oluşan küçük bir veritabanı içerir, böylece voltaj ve akım düşüşü değerlerini manuel olarak girmenize gerek kalmaz, sadece besleme voltajını girin ve listeden istediğiniz ışık yayan diyotu seçin. Program dirençlerin direncini ve gücünü hesaplayacak ve ayrıca bir bağlantı şeması veya devre şeması çizecektir.

Örneğin, bu hesaplayıcı, 12 V besleme voltajındaki üç XLamp MX3'ün direncini hesaplamak için kullanıldı:

Programın ayrıca çok kullanışlı bir işlevi vardır: size gerekli direncin renk kodunu söyleyecektir.

İnternette yaygın olan direnci hesaplamak için bir başka basit program, Sergei Voitevich tarafından ledz.org portalından geliştirildi.

Burada LED'leri, voltajı ve akımı bağlama yöntemini manuel olarak seçersiniz. Program kurulum gerektirmez, herhangi bir dizine paketini açmanız yeterlidir.

Çözüm

Bir söndürme direnci, bir LED devresi için en basit akım sınırlayıcıdır. LED'in akımı ve dolayısıyla parlaklığının yoğunluğu ve dayanıklılığı seçimine bağlıdır. Bununla birlikte, yüksek akımlarda dirençte önemli miktarda güç açığa çıkacağı unutulmamalıdır, bu nedenle yüksek güçlü LED'lere güç sağlamak için sürücüleri kullanmak daha iyidir.

Kararlı çalışma için bir LED, belirli bir LED'in özelliklerinin izin verdiği değerleri aşmayacak şekilde sabit bir voltaj kaynağına ve stabilize bir akıma ihtiyaç duyar. Çalışma akımı 50-100 mA'yı aşmayan gösterge LED'lerini bağlamanız gerekiyorsa, dirençleri kullanarak akımı sınırlayabilirsiniz. Yüzlerce miliamperden birkaç ampere kadar çalışma akımlarına sahip güçlü LED'lere güç vermekten bahsediyorsak, o zaman özel cihazlar olmadan yapamazsınız - sürücüler (bu cihazlar hakkında daha fazla bilgiyi "LED Sürücüleri" makalesinde bulabilirsiniz, hazır sürücü modelleri görüldü.). Daha sonra gerekli akımın küçük olduğu ve dirençlerin hala kullanılabildiği seçenekleri değerlendireceğiz.

Dirençler pasif elemanlardır; sadece akımı sınırlarlar, ancak hiçbir şekilde stabilize etmezler. Ohm kanununa göre akım voltajla birlikte değişecektir. Akım, formüle göre “fazla” elektriğin ısıya banal dönüştürülmesiyle bir direnç tarafından sınırlandırılır.

P = I 2 R, burada P watt cinsinden üretilen ısıdır, I devredeki amper cinsinden akımdır, R ohm cinsinden dirençtir.

Cihaz doğal olarak ısınır. Bir direncin ısıyı dağıtma yeteneği sınırsız değildir ve izin verilen akımın aşılması durumunda yanacaktır. İzin verilen güç kaybı direnç gövdesi tarafından belirlenir. LED'lerin bağlantısını planlarken ve elemanları en az iki kat güvenlik payı ile seçerken bu dikkate alınmalıdır.

Bir LED bağlamanız gerekiyorsa, direncin direnci Ohm yasasına göre basit bir formül kullanılarak hesaplanabilir:

R = (U - U L) / I, burada R, ohm cinsinden gerekli dirençtir, U, güç kaynağı voltajıdır, U L, volt cinsinden LED üzerindeki voltaj düşüşüdür, I, amper cinsinden gerekli LED akımıdır.

Çoğu zaman bir değil birkaç LED'i bağlamanız gerekir. Bu durumda seri veya paralel bağlanabilirler.

Seri bağlı LED'lerdeki voltaj düşüşü toplanır ve her birinden aynı akım akar. Güç kaynağı voltajı toplam voltaj düşüşünden büyük olmalıdır.

Direncin direnci, bir LED durumunda olduğu gibi aynı prensibe göre hesaplanır, yalnızca bir ateş böceğinde değil, tüm zincir için toplamda voltaj düşüşü dikkate alınır.

Seri bağlantı uygundur çünkü minimum ek parça gerektirir, ayrıca güç kaynağından büyük bir akım gerekmez. Ancak çok sayıda LED kullanıldığında önemli miktarda voltaj gerekebilir. Ayrıca sıralı zincirlerden birinin yanması durumunda zincir kırılacak ve tüm LED'lerin yanması duracaktır. Ayrıca bu bağlantı seçeneğinde tamamen aynı LED'lerin kullanılması önemlidir, aksi takdirde farklı parametreleri dengesizlik kaynağı görevi görecektir. Sonuç olarak, ya düzensiz parlayabilirler ya da çok daha hızlı başarısız olabilirler.

Paralel bağlantı, diğer LED'lerin varlığı hakkında "bilmesi gerekmeyen" ayrı LED'lerin eşzamanlı bağlantısına eşdeğerdir. Bu durumda, güç kaynağının voltajı bir LED'deki voltaj düşüşünü aşmalıdır. Her LED'in akım gücü, kendisine bağlı direncin direnci seçilerek ayrı ayrı ayarlanabilir. Sağlaması gereken toplam akım, tüm LED'lerden akan akımların toplamına eşit olduğundan, güç kaynağının kendisine kaç LED'in bağlı olduğunu "bilmesi" önemlidir. LED'lerden biri arızalanırsa diğerlerinin ışığı tek tek çalıştığından herhangi bir şey olmaz. Bunun, akım sınırlayıcı bir sürücü tarafından desteklenen paralel LED'ler için geçerli olmadığını lütfen unutmayın! Sürücü akımı dengeler; dallardan birinin arızalanması akımda genel bir düşüşe yol açacaktır. Sürücü bu azalmayı derhal telafi eder ve bu da kalan dallarda akımın artmasına neden olur. Ve hayatta kalamayabilirler. Benzer bir nedenden dolayı, birden fazla paralel LED'i tek bir akım sınırlayıcı direnç üzerinden bağlamaktan kaçınmalısınız.

LED'leri paralel bağlarken her direncin direnci, bir LED'i bağlarken olduğu gibi hesaplanır, tekrar ediyorum.

LED'lerin paralel bağlanması yüksek besleme voltajı gerektirmez ancak kullanıldığında yeterli akımın sağlanması gerekir. Daha fazla parça gereklidir ancak farklı parametrelere sahip LED'ler aynı anda bağlanabilir. Ayrıca, ısı üretecek daha fazla akım sınırlayıcı direnç, seri bağlantıya kıyasla genel devre verimliliğinin daha düşük olmasına neden olacaktır.

Bir veya daha fazla LED için gerekli akım sınırlama direnci değerini belirlemek için aşağıdaki verilere ihtiyacınız olacaktır:

Güç kaynağı gerilimi;
- LED'in ileri voltajı ve tasarlandığı akım;
- LED'lerin sayısı ve bağlantı şeması.

Referans verilerinin yokluğunda, LED'in ileri voltajı, aşağıdaki tablo kullanılarak parıltısının rengine göre oldukça doğru bir şekilde belirlenebilir:

Bu modern yarı iletken cihazların çoğu 20 mA'lık bir akım için tasarlanmıştır, ancak daha yüksek akımlar (150 mA veya daha fazla) için tasarlanmış diyotlar da vardır. Bu nedenle anma akımını doğru bir şekilde belirlemek için diyot markasının teknik verileri gerekli olacaktır.

LED'in markası ve teknik özellikleri hakkında hiçbir bilginin bulunmadığı durumlarda, nominal akımın 10 mA, ileri voltajın ise 1,5-2 V olarak alınmasını öneririz.

Gerekli sayıda söndürme direnci, yarı iletken cihazlar için bağlantı şeması seçimine bağlıdır. Yani seri olarak bağlandıklarında tek bir şey yeterlidir: akan akımın değerleri her noktada aynıdır.

Diyotları paralel bağlarken, ortak bir söndürme direncinin kullanılması kabul edilemez. Özellikleri tamamen aynı olan LED'lerin bulunmaması nedeniyle; Dirençte belirli bir yayılmaya ve buna bağlı olarak tüketilen akımlara sahip olan, daha düşük dirençli bir eleman daha fazla akım tüketecek ve bu da erken arızalanmasına neden olabilir.

Bu nedenle, paralel bağlı birkaç LED'den biri yanarsa, geri kalanı, belirli sayıda diyot için tasarlanmış bir direncin direnci nedeniyle, tasarlanmadıkları için artan bir voltaj alacaktır ve bu da, başarısız olmaları.

Bu nedenle LED'leri paralel bağlarken her eleman için ayrı direnç sağlanması önerilir. Bu öneri önerilen hesaplayıcıda dikkate alınır.

Hesaplama aşağıdaki formül kullanılarak yapılır:

R=U-Söndürme/ILED;
Uquenching = Upower – ULED.

Önemli! LED bağlantılarının doğru polaritesine dikkat ettiğinizden emin olun. Anot (daha uzun uç) güç kaynağının artı ucuna ve katot eksi ucuna bağlanır (yan taraftaki diyot ampulünde karakteristik bir kesim vardır).