كيفية اختيار المقاوم المحدد لل LED

يتم تكييف مصادر ضوء LED الحديثة بشكل جيد للتشغيل على المدى الطويل في الظروف الصعبة. ومع ذلك ، يتم استخدام مقاومة الحد الحالية لحماية التيار. سيساعد الحساب الدقيق للمقاوم لمصباح LED على تحديد المكونات الوظيفية للدائرة بدون أخطاء.

استخدام المقاوم الحد الحالي لل LED

للديكور الزخرفي ، ضمان الرؤية الجيدة في ممر مظلم وحل المشاكل العملية الأخرى ، يتم استخدام مصابيح LED. فهي أكثر اقتصادا بكثير مقارنة باللمبات المتوهجة الكلاسيكية. قوة عالية تمنع التلوث البيئي بالمركبات الكيميائية الضارة ، والتي لا يتم استبعادها بعد تلف لمبة مصدر ضوء تصريف الغاز.

بالنظر إلى التوصيل من جانب واحد لتقاطع أشباه الموصلات ، فإن الحاجة إلى توصيل LED بالبطارية ، مصدر طاقة تيار مستمر آخر ، أمر مفهوم. يتم تصحيح جهد الشبكة المنزلية القياسية ، ويتم تخفيضه إلى المستوى الاسمي. يحد المقاوم من القوة الحالية.

ميزات العمل والحسابات

على الرغم من المزايا الكبيرة ، يوصي المستخدمون اليقظون بالاهتمام بالعيوب الكبيرة لأجهزة LED:

• تحدد تكنولوجيا أشباه الموصلات خصائص الجهد الحالي غير الخطي (CVC) ؛
• يرافق زيادة الجهد فوق عتبة معينة تدهور في تقاطع pn ؛
• عند مستوى معين (مع التبديل المباشر أو العكسي) ، تؤدي الزيادة الحادة في التيار إلى إتلاف المنتج.

أهمية خاصة هي مقاومتها الصغيرة في وضع التشغيل. يمكن أن يؤدي تغيير صغير نسبيًا في المعلمات الرئيسية لمصدر الطاقة إلى إتلاف تقاطع أشباه الموصلات. لهذا السبب ، يضاف المقاوم المحدد الحالي إلى الدائرة.

عنصر سلبي إضافي يزيد من استهلاك الطاقة. لهذا السبب ، يوصى باستخدام هذه الحلول مع الثنائيات الباعثة للضوء من الطاقة الصغيرة ، أو لإنشاء أجهزة ذات دورات عمل صغيرة.

الحساب الرياضي

في أبسط دارة ، يتم توصيل المقاوم المحدد للتيار (R) و LED في سلسلة بمصدر تيار مستمر (I) بجهد معين (U و) في محطات الإخراج. يمكن حساب المقاومة الكهربائية باستخدام صيغة قانون أوم المعروفة (I = U / R).

الفرضية الثانية من Kirchhoff مفيدة أيضًا. في هذا المثال ، تحدد المساواة التالية: Uand = Ur + Ucأين اور (يو سي) - الجهد عبر المقاوم (LED) على التوالي. من خلال التحويل البسيط لهذه التعبيرات ، يمكنك الحصول على التبعيات الأساسية:

• واجهة المستخدم = I * R + I * Rc ؛
• R = (U and - Uc) / I.

هنا ص يشير إلى المقاومة التفاضلية لجهاز أشباه الموصلات ، والتي تختلف بشكل غير خطي اعتمادًا على الجهد والتيار. على الجزء العكسي من خاصية الجهد الحالي ، يمكن تمييز منطقة القفل. زيادة ملحوظة ص في هذا الموقع يمنع حركة الإلكترونات (Iobr = 0). ومع ذلك ، مع زيادة لاحقة في الجهد عند مستوى معين (Urebr-m) ، يحدث انهيار لتقاطع pn.

نظرًا لأن السائق يوفر طاقة تيار مباشر ، فأنت بحاجة إلى دراسة الاتصال "المباشر" المناسب بعناية. ميزات رمز التحقق من البطاقة (CVC):

• في أول امتداد ل الأمم المتحدة تنخفض المقاومة تدريجيًا ويزداد التيار وفقًا لذلك ؛
• من عند الأمم المتحدة قبل أم - منطقة العمل (الإشعاع في نطاق الضوء) ؛
• علاوة على ذلك - انخفاض حاد في المقاومة يثير زيادة أسية في القوة الحالية مع فشل لاحق للمنتج.

يتم حساب مصابيح LED بناءً على قيمة جهد التشغيل جامعة كاليفورنيا. يشير المصنعون إلى هذه المعلمة في الوثائق المصاحبة. لحساب المقاومة الكهربائية لمقاوم الحد من التيار المناسب ، استخدم الصيغة: R = (U و - Uc) / I.

حساب الرسوم البيانية

إذا أخذت خاصية I - V ، يمكنك تطبيق تقنية الرسم. يتم أخذ المعلومات الرسومية والرقمية الأصلية من جواز السفر ، أو على الموقع الرسمي للشركة المصنعة. خوارزمية الإجراءات (مثال):

• وفقًا لبيانات المصدر ، فإن التيار الاسمي لمصباح LED (In) هو 25 مللي أمبير ؛
• يتم رسم خط منقط من النقطة المقابلة (1) على المحور الإحداثي الرأسي إلى التقاطع مع منحنى I - V (2) ؛
• لاحظ جهد مصدر الطاقة (U و = 5.5 V) على محور الخراج (3) ؛
• رسم خط من خلال النقطتين (2) و (3) ؛
• سيظهر التقاطع مع المحور المنسق قيمة الحد الأقصى المسموح به للتيار (Im = 60 مللي أمبير).

علاوة على ذلك ، وفقًا للصيغة الكلاسيكية ، ليس من الصعب حساب المقاوم المقاوم لمصباح LED في هذه الحالة: R = U و / Im = 5.5 / 0.06 ≈ 91.7. في هذه السلسلة ، تحتاج إلى اختيار أقرب تصنيف بهامش صغير يبلغ 100 أوم. سيقلل هذا الحل من الكفاءة قليلاً. ولكن في وضع التجنيب ، ستسخن المكونات الوظيفية بشكل أقل. بالمقابل ، سينخفض ​​الحمل على تقاطع أشباه الموصلات. توقع زيادة عمر مصدر الضوء.

من أجل الاختيار الصحيح للمقاوم ، تحتاج إلى معرفة الطاقة (P). القيم القياسية (W): 0.125 ؛ 0.25 ؛ 0.5 ؛ 1 ؛ 2 ؛ 5. يمكن إجراء العمليات الحسابية بأي معلمات معروفة باستخدام الصيغ: P = Im2 * R = Ur2 / R. إذا أخذنا البيانات الأولية للمثال المدروس: P = 0.06 * 0.06 * 100 = 0 ، 36 W. مع الأخذ في الاعتبار نطاق النموذج النموذجي ، من الضروري اختيار المقاوم بمقاومة 100 أوم مع قوة تبديد 0.5 واط.

تتراوح التفاوتات في دقة المقاومة الكهربائية للمقاومات من 0.001 إلى 30٪ من القيمة الاسمية. في وضع العلامات وفقًا للمعايير الدولية ، تتم الإشارة إلى الفئات المقابلة بالأحرف اللاتينية (D - 0.5٪ ؛ G - 2٪ ؛ J - 5٪).

توصيل الصمام من خلال المقاوم

استنادًا إلى البيانات المقدمة ، يمكن إجراء عدة استنتاجات وسيطة مهمة:

• يتم استخدام دوائر الحماية المقاومة في طاقة منخفضة ؛
• أنها لا تؤدي وظائف التثبيت ؛
• العنصر السلبي غير قادر على كبح العواصف.

يمكن الحصول على مؤشرات أداء مقبولة من خلال إنشاء:

• أجهزة الاستشعار.
• المؤشرات ؛
• أجهزة التأشير.

بالنسبة لإضاءة حوض السمك المحلية الصغيرة ، فإن هذا الحل مناسب. ومع ذلك ، من غير المحتمل أن يكون الاستهلاك المطول لكميات كبيرة من الطاقة مقبولًا. يتجلى عدم الاستقرار في تغيير ملحوظ في السطوع مع زيادة / انخفاض الجهد.

يوصي الخبراء باستخدام إمدادات الطاقة مع استقرار التيار الموثوق به للاستهلاك الكلي لأكثر من 1.5-2 وات. تُستخدم هذه الأجهزة (المخفتات) لتوصيل مجموعات من أجهزة الإضاءة وأجهزة أشباه الموصلات عالية الطاقة.

حساب المقاوم ل LED

يمكنك إجراء العمليات الحسابية اللازمة عبر الإنترنت باستخدام آلة حاسبة متخصصة. يتم تقديم الاستخدام الكامل لهذه البرامج مجانا.

ومع ذلك ، لا يتوفر دائمًا الوصول إلى الإنترنت. بعد دراسة تقنية بسيطة إلى حد ما ، يمكن لأي شخص اختيار المقاوم لمصباح LED بسرعة دون البحث عن البرنامج المناسب.

لتوضيح الخوارزمية ، تحتاج إلى التفكير في توصيل المقاوم الواقي بمصدر الطاقة (5 فولت) لمصباح LED معين (Epistar 1W HP).

المواصفات الفنية:

• تبديد الطاقة ، W - 1 ؛
• التيار ، مللي أمبير - 350 ؛
• الجهد الأمامي (نموذجي / أقصى) ، V - 2.35 / 2.6.

للحد من تيار LED ، مع مراعاة توصيات الشركة المصنعة ، يكون المقاوم ذو المقاومة الكهربائية R = (5-2.35) /0.35 = 7.57 أوم مناسبًا. وفقًا لمعيار E24 ، فإن أقرب القيم هي 7.5 و 8.2 أوم. إذا كنت تستخدم القواعد القياسية ، فسيتعين عليك اختيار قيمة أكبر تختلف عن القيمة المقدرة بنسبة 8.5٪ تقريبًا. سيتم إنشاء خطأ إضافي بنسبة 5٪ من التسامح للمنتجات المتسلسلة الرخيصة. مع هذا الانحراف ، من الصعب الحصول على خصائص الدائرة المقبولة من حيث وظائف الحماية واستهلاك الطاقة.

الطريقة الأولى لحل المشكلة هي اختيار عدة مقاومات ذات تصنيفات أقل. ثم طبق نسخة متسلسلة أو متوازية أو مجمعة من الاتصال للحصول على المقاومة المكافئة اللازمة للدائرة. الطريقة الثانية هي إضافة المقاوم الضبط.

حساب تبديد الطاقة

في أي من الخيارات ، عند اختيار المقاومة الكهربائية للدائرة ، يجب ضبط تيار أقل قليلاً لإطالة عمر LED. لمنع الضرر الناتج عن الحرارة ، يتم استخدام المنتج في نطاق درجات الحرارة الموصى بها. ل Epistar 1W HP ، -40 درجة مئوية إلى + 80 درجة مئوية. إذا لزم الأمر ، استخدم التركيب على مشعاع نجمي متخصص. يزيد هذا المكمل من منطقة تبديد الحرارة الفعالة.

من أجل التحديد الدقيق ، يتم تقدير الطاقة المشتتة للمقاوم: P = I2 * R = (0.35) 2 * 7.57 = 0.1225 * 7.57 ≈0.93 W. تم عمل الاحتياطي لهذه المعلمة 20-25٪ على الأقل. لا يكفي تصنيف 1 وات ، لذا اختر التصنيف التالي في الصف القياسي - 2 وات.

يتم التحقق من كفاءة الدائرة المجمعة بنسبة Uc / Uи = 2.35 / 5 = 0.47 (47٪). تظهر النتيجة النهائية أن أكثر من نصف الكهرباء في هذه الحالة يتم إهدارها. في الواقع ، يكون المؤشر أسوأ ، حيث لا ينفق LED كل استهلاك الطاقة على الإشعاع في الجزء المرئي من الطيف. جزء مهم هو الموجات الكهرومغناطيسية لنطاق الأشعة تحت الحمراء.

اتصال موازية

في أي نقطة في دارة السلسلة ، تكون القوة الحالية هي نفسها. هذا يبسط الحساب ، ويمنع حالات الطوارئ. عندما يفشل عنصر واحد ، يتم إيقاف تشغيل جميع مصابيح LED. لذلك ، يتم استبعاد الضرر الناتج عن الجهد الزائد. توضح الأسباب المذكورة شعبية استخدام هذه الطريقة عند إنشاء مصابيح الشريط ، وتصميمات أخرى.

يتم توفير مزايا معينة من خلال استخدام اتصال متوازي. في هذا النموذج ، يحتفظ المنتج بقابلية التشغيل الجزئي عند تلف إحدى الدوائر. يوفر هذا الحل نفس الجهد عند نقاط الاتصال بمصدر الطاقة لكل فرع.

الاتصال الموازي مناسب لتنظيم دوائر التحكم المستقلة. تعتمد هذه التقنية على مبادئ عمل أكاليل العام الجديد. يتم توصيل الفروع المنفصلة بمصدر الطاقة وفقًا للخوارزمية التي يحددها البرنامج.

لا يمكنك استخدام مقاوم واحد للعديد من الثنائيات المتوازية. يفسر الاختيار الدقيق للمقاومة بالحاجة إلى تحكم دقيق في التيار. في بعض الحالات ، تتسبب أخطاء 0.1-0.5 A في حدوث أعطال ، وانخفاض كبير في الموارد.

تختلف الخصائص التقنية الفعلية لمصابيح LED بشكل ملحوظ حتى في نفس الشحنة. لهذا السبب ، كل دائرة محمية بمقاوم منفصل.

ملامح ICE رخيصة

التكلفة المنخفضة وحدها ليست دليلاً على الجودة الرديئة. توسيع نطاق الإنتاج وتحسين العمليات التكنولوجية يقلل من التكاليف.ومع ذلك ، يتم عرض منتجات الشركات المصنعة التي لا تتوافق فعليًا مع الخصائص المعلنة في قطاع السوق المقابل.

لتحديد المشاكل المحتملة ، انتبه إلى المعلمات التالية:

• في النماذج الرخيصة ، الأجزاء الرئيسية من الهيكل مصنوعة من الألومنيوم ؛
• النظير النحاسي أثقل ، وأكثر كفاءة في إزالة الحرارة ، ومقاومة للضغط الميكانيكي ؛
• في منتج عالي الجودة ، يتوافق الحجم البلوري مع المعيار (0.762 × 0.762 مم أو آخر) ؛
• يتم الإشارة إلى العيوب بشكل غير مباشر من خلال تشويه نسب منطقة العمل (مستطيل بدلاً من مربع) ؛
• لزيادة الموثوقية ، يزيد المصنعون المسؤولون عدد الموصلات ، ويستخدمون الخيوط من المعادن الثمينة.

تعمل مصابيح LED عالية الجودة على إنشاء تدفق مضيء يبلغ 150-220 لومن لكل 1 واط من الاستهلاك. مزيفة - لا يزيد عن 50-70 لومن. في حالة الشك ، يجب اختيار مكونات الحماية بعناية خاصة.