Ako vypočítať LED rezistor - vzorce s príkladmi + online kalkulačka

LED diódy rôznych odtieňov farby majú rôzne priame prevádzkové napätie. Nastavujú sa výberom odporu obmedzujúceho prúd LED. Ak chcete uviesť osvetľovacie zariadenie do nominálneho režimu, musíte napájať p-n križovatku pracovným prúdom. Za týmto účelom vypočítajte odpor pre LED.

Tabuľka napätia LED v závislosti od farby

Prevádzkové napätia LED diód sú rôzne. Závisia od materiálov polovodičového p-n prechodu a súvisia s vlnovou dĺžkou vyžarovania svetla, t.j. žiarivý farebný odtieň.

Tabuľka nominálnych režimov rôznych farebných odtieňov na výpočet tlmiaceho odporu je uvedená nižšie.

Z tabuľky je to vidieť 3 volty môžu zapnúť žiariče všetkých typov žiary, okrem zariadení s bielym odtieňom, čiastočne fialovým a úplne ultrafialovým. Je to spôsobené tým, že musíte „minúť“ určitú časť napájacieho napätia na obmedzenie prúdu cez kryštál.

S napájacími zdrojmi 5, 9 alebo 12 V môžete napájať jednotlivé diódy alebo ich sériové reťazce 3 a 5-6 kusov.

Sériové reťazce znižujú spoľahlivosť zariadení, v ktorých sa používajú, približne o faktor zodpovedajúci počtu LED diód. A paralelné pripojenie zvyšuje spoľahlivosť v rovnakom pomere: 2 reťazce - 2 krát, 3 - 3 krát atď.

Ale trvanie ich prevádzky, bezprecedentné pre svetelné zdroje, od 30-50 do 130-150 tisíc hodín, ospravedlňuje pokles spoľahlivosti, pretože. životnosť zariadenia závisí od toho. Dokonca aj 30-50 tisíc hodín práce 5 hodín denne - 4 hodiny večer a 1 ráno každý deň je 16-27 rokov práce. Počas tejto doby väčšina lámp zastará a budú zlikvidované. Preto je sériové pripojenie široko používané všetkými výrobcami LED zariadení.

Online kalkulačka na výpočet LED diód

Pre automatický výpočet budete potrebovať nasledujúce údaje:

• zdroj alebo napájacie napätie, V;
• menovité dopredné napätie zariadenia, V;
• jednosmerný menovitý prevádzkový prúd, mA;
• počet LED diód v reťazci alebo paralelne zapojených;
• Schéma zapojenia LED(s).

Počiatočné údaje je možné získať z pasu diódy.

Po ich zadaní do príslušných okien kalkulačky kliknite na tlačidlo "Vypočítať" a získajte nominálnu hodnotu odporu a jeho výkon.

Výpočet hodnoty odporového obmedzovača prúdu

V praxi sa používajú dva typy výpočtu - grafický, podľa prúdovo-napäťovej charakteristiky konkrétnej diódy a matematický - podľa jej pasových údajov.

Schéma zapojenia vysielača k zdroju energie.

Na obrázku:

• E - zdroj energie s hodnotou E na výstupe;
• "+" / "-" - polarita pripojenia LED: "+" - anóda, znázornená ako trojuholník na schémach, "-" - katóda, na schémach - priečna pomlčka;
• R – odpor obmedzujúci prúd;
• U_viedol - priame, je to aj prevádzkové napätie;
• ja - prevádzkový prúd cez zariadenie;
• napätie na rezistore je označené ako U_R.

Potom bude mať výpočtová schéma tvar:

Schéma na výpočet odporu.

Vypočítajte odpor na obmedzenie prúdu. Napätie U distribuované v reťazci takto:

U = U_R + U_viedol alebo U_R + I×R_viedol, vo voltoch,

kde R_viedol- vnútorný diferenciálny odpor p-n prechodu.

Matematickými transformáciami dostaneme vzorec:

R = (U-U_viedol)/I, v Ohm.

hodnota U_viedol možno vybrať z hodnôt pasov.

Vypočítajme hodnotu odporu obmedzujúceho prúd pre model Cree LED Cree XM–L, ktorý má zásobník T6.

Údaje o jeho pase: typické nominálne U_LED = maximálne 2,9 V U_LED = 3,5 V, prevádzkový prúd ja_LED\u003d 0,7 A.

Na výpočet používame U_LED = 2,9 V.

R = (U-U_viedol) / I \u003d (5-2,9) / 0,7 \u003d 3 ohmy.

Vypočítaná hodnota je 3 ohmy. Vyberáme prvok s toleranciou presnosti ± 5 %. Táto presnosť je viac než dostatočná na nastavenie pracovného bodu na 700 mA.

Zaokrúhlite nahor hodnotu odporu. Tým sa zníži prúd, svetelný tok diódy a zvýši sa spoľahlivosť prevádzky pri šetrnejšom tepelnom režime kryštálu.

Vypočítajte požadovanú stratu energie pre tento odpor:

P = I2 × R = 0,72 × 3 = 1,47 W

Pre spoľahlivosť to zaokrúhlime nahor na najbližšiu väčšiu hodnotu - 2 watty.

Sériové a paralelné schémy LED diódy sú široko používané a zobrazujú vlastnosti týchto typov pripojení. Zapojenie rovnakých prvkov do série rozdelí zdrojové napätie medzi ne rovnomerne. S rôznymi vnútornými odpormi - v pomere k odporom. Pri paralelnom zapojení je napätie rovnaké a prúd je nepriamo úmerný vnútorným odporom prvkov.

Pri zapojení do série LED

Pri sériovom zapojení je prvá dióda v reťazci pripojená anódou k „+“ zdroja energie a katódou k anóde druhej diódy. A tak ďalej až do posledného v reťazci, ktorého katóda je pripojená k zdroju "-". Prúd v sériovom obvode je rovnaký vo všetkých jeho prvkoch. Tie. cez akékoľvek svetelné zariadenie má rovnakú veľkosť. Vnútorný odpor otvoreného, ​​t.j. vyžarujúci svetelný kryštál, je desiatky alebo stovky ohmov. Ak obvodom preteká 15-20 mA pri odpore 100 ohmov, potom bude mať každý prvok 1,5-2 V. Súčet napätí na všetkých zariadeniach by mal byť menší ako napájací zdroj. Rozdiel je zvyčajne uhasený špeciálnym odporom, ktorý vykonáva dve funkcie:

• obmedzuje menovitý prevádzkový prúd;
• poskytuje menovité dopredné napätie LED.

Prečítajte si tiež

Pripojenie LED na 12 voltov

 

Pri paralelnom zapojení

Paralelné pripojenie je možné vykonať dvoma spôsobmi.

Elektrický obvod paralelného zapojenia.

Horný obrázok ukazuje, ako to povoliť nie je žiaduce. Pri tomto zapojení jeden odpor zabezpečí rovnosť prúdov len pri ideálnych kryštáloch a rovnakej dĺžke prívodných vodičov. Rozdiely v parametroch polovodičových zariadení počas výroby však neumožňujú, aby boli rovnaké. A výber toho istého - dramaticky zvyšuje cenu. Rozdiel môže dosiahnuť 50-70% alebo viac. Po zostavení konštrukcie získate rozdiel v žiare najmenej 50-70%. Okrem toho porucha jedného žiariča zmení fungovanie všetkých: ak je obvod prerušený, jeden zhasne, zvyšok bude svietiť jasnejšie o 33% a začne sa viac zahrievať. Prehriatie prispeje k ich znehodnoteniu - zmene odtieňa žiary a zníženiu jasu.

V prípade skratu v dôsledku prehriatia a spaľovania kryštálu môže zlyhať odpor obmedzujúci prúd.

Spodná možnosť umožňuje nastaviť požadovaný pracovný bod ľubovoľnej diódy aj pri ich rôznom menovitom výkone.

Schéma sériovo-paralelného zapojenia zariadení.

Pre napätie 4,5 V sú sériovo zapojené tri LED prvky a jeden prúd obmedzujúci odpor. Výsledné reťazce sú spojené paralelne. Každou diódou preteká 20 mA a všetkými dohromady 60 mA. Na každom z nich sa ukáže menej ako 1,5 V a na obmedzovači prúdu - nie menej ako 0,2-0,5 V. Je zaujímavé, že ak použijete napájanie 4,5 V, potom s ním môžu pracovať iba infračervené diódy s napätím vpred menej ako 1,5 V, alebo musíte zvýšiť napájanie aspoň na 5 V.

Priame paralelné zapojenie LED prvkov (horná časť obvodu) sa neodporúča kvôli rozptylu parametrov 30-50% a viac.Použite obvod s individuálnymi odpormi pre každú diódu (spodná časť) a už pripojte páry dióda-rezistor paralelne.

Keď jedna LED

Rezistor pre jednu LED používa sa len pri ich výkonoch do 50-100 mW. Pri vysokých hodnotách výkonu výrazne klesá účinnosť výkonového obvodu.

Ak je dopredné pracovné napätie diódy podstatne menšie ako napájacie napätie, použitie obmedzovacieho odporu vedie k veľkým stratám. Výkon vysokej kvality a stability, so starostlivo filtrovaným vlnením, poskytovaný 3-5 typmi ochrany napájacieho zdroja, sa nepremieňa na svetlo, ale jednoducho sa pasívne odvádza vo forme tepla.

Pri vysokých silách idú vodičov – prúdové stabilizátory nominálnej hodnoty.

Pomocou odporu obmedzujúceho prúd na nastavenie prevádzky Vlastnosti LED je jednoduchý a spoľahlivý spôsob, ako zabezpečiť jeho optimálnu prevádzku.

Video príklady najjednoduchšieho výpočtu odporu.

Ale pri výkone diódy viac ako sto miliwattov je potrebné použiť autonómne alebo vstavané zdroje stabilizácie prúdu alebo ovládačov.