כיצד לבחור בנגד המגביל זרם לד

מקורות אור LED מודרניים מותאמים היטב להפעלה ארוכת טווח בתנאים קשים. עם זאת, התנגדות להגבלת זרם משמשת להגנה על זרם. חישוב מדויק של הנגד עבור ה- LED יסייע בבחירת הרכיבים הפונקציונליים של המעגל ללא טעויות.

שימוש בנגד המגביל זרם לד נורית

לקישוטים דקורטיביים, מבטיחים ראות טובה במסדרון חשוך ופתרון בעיות מעשיות אחרות, משתמשים בנוריות LED. הם חסכוניים בהרבה בהשוואה לנורות ליבון קלאסיות. חוזק גבוה מונע זיהום סביבתי עם תרכובות כימיות מזיקות, אשר לא נכלל לאחר פגיעה בנורה של מקור אור מפריקת גז.

בהתחשב במוליכות החד-צדדית של צומת המוליכים למחצה, ניתן להבין את הצורך בחיבור הנורית לסוללה, מקור כוח DC אחר. המתח של רשת ביתית רגילה מתוקן, מופחת לרמה נומינלית. הנגד מגביל את חוזק הזרם.

מאפייני עבודה וחישובים

למרות היתרונות המשמעותיים, משתמשים קשובים ממליצים לשים לב לחסרונות המשמעותיים של מכשירי LED:

• טכנולוגיית מוליכים למחצה קובעת מאפייני מתח זרם לא לינארי (CVC);
• עליית מתח מעל סף מסוים מלווה בשפלת צומת ה- pn;
• ברמה מסוימת (עם כיבוי ישיר או הפוך), עלייה חדה בהגברה פוגעת במוצר.

חשיבות מיוחדת היא ההתנגדות הקטנה שלה במצב ההפעלה. שינוי קטן יחסית בפרמטרים העיקריים של מקור הכוח יכול לפגוע בצומת המוליכים למחצה. מסיבה זו, מתווסף מעגל נגד מגביל זרם.

אלמנט פסיבי נוסף מגדיל את צריכת האנרגיה. מסיבה זו, מומלץ להשתמש בפתרונות כאלה בשילוב עם דיודות פולטות אור בעלות כוח קטן, או ליצור מכשירים עם מחזורי חובה קטנים.

חישוב מתמטי

במעגל הפשוט ביותר, נגן המגביל זרם (R) ונורה מחוברים בסדרה למקור זרם קבוע (I) עם מתח מסוים (U ו-) במסופי הפלט. ניתן לחשב את ההתנגדות החשמלית באמצעות נוסחת החוק הידועה של אוהם (I = U / R).

המוצא השני של קירשהוף מועיל גם הוא. בדוגמה זו היא מגדירה את השוויון הבא: Uand = Ur + Ucאיפה Ur (Uc) - מתח על הנגד (LED), בהתאמה. על ידי המרה פשוטה של ​​ביטויים אלה, תוכלו לקבל את התלות הבסיסית:

• Ui = I * R + I * Rc;
• R = (U ו- - Uc) / I.

כאן Rc מציין את ההתנגדות ההפרשית של התקן מוליכים למחצה, שמשתנה באופן לא לינארי בהתאם למתח וזרם. בחלק האחורי של מאפיין מתח הזרם ניתן להבחין באזור נעילה. עלייה משמעותית Rc באתר זה מונע תנועה של אלקטרונים (Iobr = 0). עם זאת, עם עליית מתח לאחר מכן ברמה מסוימת (Urebr-m), מתרחשת פירוט של צומת ה- pn.

מכיוון שהנהג מספק כוח DC, עליכם ללמוד בזהירות את החיבור ה"ישיר "המתאים. תכונות ה- CVC:

• בקטע הראשון ל Un ההתנגדות יורדת בהדרגה והזרם עולה בהתאם;
• מ Un לפני אממ - אזור עבודה (קרינה בטווח האור);
• יתר על כן - ירידה חדה בהתנגדות מעוררת עלייה מעריכית בעוצמת הזרם לאחר כישלון המוצר לאחר מכן.

נוריות LED מחושבות על פי ערך מתח ההפעלה Uc. היצרנים מציינים פרמטר זה בתיעוד המצורף. כדי לחשב את ההתנגדות החשמלית של נגן מתאים להגבלת זרם, השתמש בנוסחה: R = (U ו- - Uc) / I.

חישוב גרפי

אם אתה לוקח את המאפיין I - V, אתה יכול ליישם את הטכניקה הגרפית. מידע גרפי ודיגיטלי מקורי נלקח מהדרכון, או באתר הרשמי של היצרן. אלגוריתם של פעולות (דוגמה):

• על פי נתוני המקור, הזרם הנומינלי של ה- LED (In) הוא 25 mA;
• קו מנוקד נמשך מהנקודה המתאימה (1) בציר הסדר האנכי לצומת עם עקומת I - V (2);
• שימו לב למתח של מקור הכוח (U ו- = 5.5 V) בציר האבסיסה (3);
• צייר קו דרך הנקודות (2) ו- (3);
• הצומת עם ציר הסדר יציג את הערך של הזרם המותר המרבי (Im = 60 mA).

יתר על כן, על פי הנוסחה הקלאסית, לא קשה לחשב איזה נגר דרוש לד נורד במקרה זה: R = U ו / Im = 5.5 / 0.06 ≈ 91.7. בסדרה אתה צריך לבחור את הדירוג הקרוב ביותר עם מרווח קטן של 100 אוהם. פיתרון זה יפחית מעט את היעילות. אבל במצב חסכון, הרכיבים הפונקציונליים יחממו פחות. בהתאמה, העומס על צומת המוליכים למחצה יפחת. צפו לעלייה בחיי מקור האור.

לבחירה הנכונה של הנגד, אתה צריך לדעת את הכוח (P). ערכים סטנדרטיים (W): 0.125; 0.25; 0.5; 1; 2; 5. ניתן לבצע חישובים על ידי כל פרמטרים ידועים באמצעות הנוסחאות: P = Im2 * R = Ur2 / R. אם ניקח את הנתונים הראשוניים של הדוגמא הנחשבת: P = 0.06 * 0.06 * 100 = 0, 36 W. אם ניקח בחשבון את טווח הדגמים האופייני, יש צורך לבחור נגר עם התנגדות של 100 אוהם עם הספק פיזור של 0.5 וואט.

הסבילות לרמת הדיוק של ההתנגדות החשמלית של הנגדים הם בין 0.001 ל- 30% מהסמל הנומינלי. בסימון על פי תקנים בינלאומיים, המחלקות המתאימות מסומנות באותיות לטיניות (D - 0.5%; G - 2%; J - 5%).

חיבור נורית לד דרך נגדי

על סמך הנתונים שהוצגו ניתן להסיק כמה מסקנות ביניים חשובות:

• מעגלי הגנה התנגדות משמשים בהספק נמוך;
• הם אינם מבצעים פונקציות ייצוב;
• האלמנט הפסיבי אינו מסוגל לדכא עליות.

ניתן לקבל אינדיקטורים לביצועים מקובלים על ידי יצירת:

• חיישנים;
• אינדיקטורים;
• התקני איתות.

להארת אקווריום מקומי קטן, פיתרון כזה מתאים. עם זאת, סביר להניח כי צריכה ממושכת של כמויות גדולות של אנרגיה אינה מתקבלת על הדעת. חוסר הייצוב בא לידי ביטוי על ידי שינוי בבהירות מורגש עם הגדלת / ירידה במתח.

מומחים ממליצים כי עם צריכה כוללת של יותר מ 1.5-2 וואט, יש להשתמש באספקת חשמל עם ייצוב זרם אמין. מכשירים אלה (דימרים) משמשים לחיבור קבוצות של התקני תאורה והתקני מוליכים למחצה בעלי עוצמה גבוהה.

חישוב הנגד עבור ה- LED

אתה יכול לבצע את החישובים הדרושים באופן מקוון באמצעות מחשבון מיוחד. השימוש המלא בתוכנות כאלה מוצע בחינם.

עם זאת, גישה לאינטרנט לא תמיד זמינה. לאחר שלמד טכניקה די פשוטה, כל אחד יכול לבחור במהירות נגן לד ללא חפש את התוכנה המתאימה.

כדי להדגים את האלגוריתם, עליך לשקול חיבור נגן מגן לאספקת החשמל (5 וולט) של LED מסוים (Epistar 1W HP).

מפרט טכני:

• פיזור כוח, W - 1;
• זרם, mA - 350;
• מתח קדימה (טיפוסי / מקסימאלי), V - 2.35 / 2.6.

כדי להגביל את זרם ה- LED, בהתחשב בהמלצות היצרן, מתאים נגד עם התנגדות חשמלית R = (5-2.35) /0.35 = 7.57 אוהם. על פי תקן E24, הערכים הקרובים ביותר הם 7.5 ו 8.2 אוהם. אם אתה משתמש בכללים הסטנדרטיים, תצטרך לבחור ערך גדול יותר השונה מהערך המשוער בכמעט 8.5%. שגיאה נוספת תיווצר על ידי סובלנות של 5% של מוצרים זולים סדרתיים. עם סטייה כזו, קשה להשיג מאפייני מעגל מקובלים מבחינת פונקציות מגן וצריכת חשמל.

הדרך הראשונה לפתור את הבעיה היא לבחור מספר נגדים עם דירוגים נמוכים יותר. לאחר מכן החל גרסה טורית, מקבילה או משולבת של החיבור כדי להשיג את ההתנגדות המקבילה הנחוצה של המעגל. השיטה השנייה היא הוספת נגן כוונון.

חישוב פיזור כוח

באחת מהאפשרויות, בעת בחירת ההתנגדות החשמלית של המעגל, יש לכוון זרם מעט נמוך יותר כדי להאריך את חיי הנורה. כדי למנוע נזק כתוצאה מחום, משתמשים במוצר בתחום הטמפרטורות המומלץ. עבור Epistar 1W HP, -40 ° C עד + 80 ° C. במידת הצורך, השתמש בהרכבה ברדיאטור כוכבים מיוחד. תוסף זה מגדיל את שטח פיזור החום היעיל.

לבחירה מדויקת מעריכים את כוחו המתפוגג של הנגד: P = I2 * R = (0.35) 2 * 7.57 = 0.1225 * 7.57 ≈0.93 W. הרזרבה לפרמטר זה היא לא פחות מ 20-25%. דירוג של 1 וואט אינו מספיק, לכן בחרו בדירוג הבא בשורה הסטנדרטית - 2 W.

יעילות המעגל המורכב נבדקת על ידי היחס Uc / Uи = 2.35 / 5 = 0.47 (47%). התוצאה הסופית מראה כי יותר ממחצית החשמל במקרה זה מבוזבז. למעשה, המחוון גרוע עוד יותר, מכיוון שלא כל צריכת החשמל מבלה על ידי ה- LED על קרינה בחלק הגלוי של הספקטרום. חלק משמעותי הוא גלים אלקטרומגנטיים של טווח ה- IR.

חיבור מקביל

בכל נקודה במעגל הסדרה, חוזק הזרם זהה. זה מפשט את החישוב, מונע מצבי חירום. כאשר רכיב אחד נכשל, כל נוריות ה- LED נכבות. לפיכך, נזק כתוצאה ממתח יתר אינו נכלל. הסיבות שצוינו מסבירות את הפופולריות של השימוש בשיטה זו בעת יצירת מנורות סרט, עיצובים אחרים.

יתרונות מסוימים ניתנים על ידי שימוש בחיבור מקביל. בהתגלמות זו, המוצר שומר על יכולת פעולה חלקית כאשר מעגל אחד נפגע. פיתרון זה מספק את אותו מתח בנקודות החיבור למקור הכוח של כל ענף.

חיבור מקביל מתאים לארגון מעגלי בקרה עצמאיים. טכנולוגיה זו מבוססת על עקרונות העבודה של זר השנה החדשה. סניפים נפרדים מחוברים למקור הכוח לפי האלגוריתם שצוין על ידי התוכנית.

אינך יכול להשתמש בנגד אחד למספר דיודות מקבילות. בחירה מדוקדקת של התנגדות מוסברת על ידי הצורך בבקרה נוכחית מדויקת. במצבים מסוימים טעויות של 0.1-0.5 A גורמות להתקלות, צמצום קיצוני במשאב.

המאפיינים הטכניים בפועל של נוריות LED נבדלים באופן משמעותי אפילו באותה משלוח. מסיבה זו, כל מעגל מוגן על ידי נגדי נפרד.

תכונות של ICE זול

עלות נמוכה בלבד אינה הוכחה לאיכות ירודה. הרחבת היקף הייצור ושיפור תהליכים טכנולוגיים מפחיתה עלויות.עם זאת, מוצרים של יצרנים שלמעשה אינם תואמים את המאפיינים המוצהרים מוצגים בפלח השוק המקביל.

כדי לזהות בעיות אפשריות, שימו לב לפרמטרים הבאים:

• בדגמים זולים, החלקים העיקריים של המבנה עשויים אלומיניום;
• אנלוגי נחושת כבדים יותר, מסירים חום יעיל יותר, עמידים בפני לחץ מכני;
• במוצר איכותי, גודל הקריסטל עומד בתקן (0.762 x 0.762 מ"מ או אחר);
• החסרונות מסומנים בעקיפין על ידי עיוות הפרופורציות של שטח העבודה (מלבן במקום ריבוע);
• כדי להגדיל את האמינות, היצרנים האחראיים מגדילים את מספר המוליכים, השתמש בחוטים ממתכות יקרות.

נוריות LED איכותיות מייצרות שטף זוהר של 150-220 לומן לכל 1 וואט של צריכה. זיופים - לא יותר מ- 50-70 ליטר. כאשר יש ספק, יש לבחור את מרכיבי ההגנה בזהירות יתרה.