Sumber cahaya LED moden disesuaikan dengan baik untuk operasi jangka panjang dalam keadaan sukar. Walau bagaimanapun, rintangan had semasa digunakan untuk perlindungan semasa. Pengiraan perintang yang tepat untuk LED akan membantu memilih komponen fungsian litar tanpa ralat.
Penggunaan perintang yang menghadkan arus untuk LED
Untuk hiasan hiasan, memastikan penglihatan yang baik di koridor yang gelap dan menyelesaikan masalah praktikal lain, LED digunakan. Ia lebih menjimatkan berbanding dengan lampu pijar klasik. Kekuatan tinggi mencegah pencemaran alam sekitar dengan sebatian kimia berbahaya, yang tidak dikecualikan setelah kerosakan pada mentol sumber cahaya pembuangan gas.
Memandangkan kekonduksian satu sisi dari persimpangan semikonduktor, keperluan untuk menyambungkan LED ke bateri, sumber kuasa DC yang lain, jelas. Voltan rangkaian isi rumah standard diperbaiki, dikurangkan ke tahap nominal. Perintang menghadkan kekuatan semasa.
Ciri-ciri kerja dan pengiraan
Walaupun terdapat kelebihan yang ketara, pengguna yang berhati-hati mengesyorkan memperhatikan kelemahan ketara peranti LED:
- teknologi semikonduktor menentukan ciri voltan arus tidak linear (CVC);
- kenaikan voltan melebihi ambang tertentu disertai dengan penurunan persimpangan pn;
- pada tahap tertentu (dengan pengaktifan langsung atau terbalik), peningkatan amperage yang ketara merosakkan produk.
Yang penting adalah ketahanan kecilnya sendiri dalam mod operasi. Perubahan yang agak kecil pada parameter utama sumber kuasa boleh merosakkan persimpangan semikonduktor. Atas sebab ini, perintang penghad semasa ditambahkan ke litar.
Elemen pasif tambahan meningkatkan penggunaan tenaga. Atas sebab ini, disarankan untuk menggunakan penyelesaian sedemikian dalam kombinasi dengan diod pemancar cahaya dengan daya kecil, atau untuk membuat peranti dengan kitaran tugas kecil.
Pengiraan matematik
Dalam litar paling sederhana, perintang penghad arus (R) dan LED disambungkan secara bersiri ke sumber arus tetap (I) dengan voltan tertentu (U dan) di terminal output. Rintangan elektrik dapat dikira menggunakan formula undang-undang Ohm yang terkenal (I = U / R).
Postulat kedua Kirchhoff juga berguna. Dalam contoh ini, ia menentukan persamaan berikut: Uand = Ur + Ucdi mana Ur (Uc) - voltan merentasi perintang (LED), masing-masing. Dengan penukaran ungkapan ini dengan mudah, anda boleh mendapatkan kebergantungan asas:
- Ui = I * R + I * Rc;
- R = (U dan - Uc) / I.
Di sini Rc menunjukkan rintangan pembezaan peranti semikonduktor, yang berbeza secara tidak linear bergantung pada voltan dan arus. Pada bahagian belakang ciri voltan arus, kawasan penguncian dapat dikenal pasti. Kenaikan yang ketara Rc di laman web ini menghalang pergerakan elektron (Iobr = 0). Walau bagaimanapun, dengan kenaikan voltan seterusnya pada tahap tertentu (Urebr-m), berlaku kerosakan persimpangan p-n.
Oleh kerana pemandu memberikan kuasa arus terus, anda perlu mengkaji sambungan "langsung" yang sesuai. Ciri-ciri CVC:
- pada hantaran pertama hingga Tidak rintangan secara beransur-ansur berkurang dan arus meningkat dengan sewajarnya;
- dari Tidak sebelum ini Um - kawasan kerja (sinaran dalam jarak cahaya);
- lebih jauh - penurunan rintangan yang tajam menimbulkan peningkatan kekuatan semasa dengan kegagalan produk seterusnya.
LED dikira berdasarkan nilai voltan operasi Uc. Pengilang menunjukkan parameter ini dalam dokumentasi yang disertakan. Untuk mengira rintangan elektrik perintang penghad arus yang sesuai, gunakan formula: R = (U dan - Uc) / I.
Pengiraan grafik
Sekiranya anda mengambil ciri I - V, anda boleh menggunakan teknik grafik. Maklumat grafik dan digital asli diambil dari pasport, atau di laman web rasmi pengeluar. Algoritma tindakan (contoh):
- mengikut data sumber, arus nominal LED (In) adalah 25 mA;
- garis putus-putus dilukis dari titik yang sepadan (1) pada paksi ordinat menegak ke persimpangan dengan lengkung I - V (2);
- perhatikan voltan sumber kuasa (U dan = 5.5 V) pada paksi absis (3);
- gariskan titik melalui titik (2) dan (3);
- persimpangan dengan paksi ordinat akan menunjukkan nilai arus maksimum yang dibenarkan (Im = 60 mA).
Selanjutnya, mengikut formula klasik, tidak sukar untuk mengira perintang yang diperlukan untuk LED dalam kes ini: R = U dan / Im = 5.5 / 0.06 ≈ 91.7. Dalam siri ini, anda perlu memilih penarafan terdekat dengan margin kecil 100 ohm. Penyelesaian ini sedikit sebanyak akan mengurangkan kecekapan. Tetapi dalam mod hemat, komponen fungsinya akan semakin panas. Sejajar dengan itu, beban pada persimpangan semikonduktor akan berkurang. Jangkakan peningkatan jangka hayat sumber cahaya.
Untuk pilihan perintang yang betul, anda perlu mengetahui daya (P). Nilai piawai (W): 0.125; 0.25; 0.5; 1; 2; 5. Pengiraan dapat dilakukan dengan parameter yang diketahui dengan menggunakan formula: P = Im2 * R = Ur2 / R. Sekiranya kita mengambil data awal contoh yang dipertimbangkan: P = 0.06 * 0.06 * 100 = 0, 36 W. Dengan mengambil kira julat model biasa, perlu memilih perintang dengan rintangan 100 Ohm dengan daya pelesapan 0.5 watt.
Toleransi terhadap ketepatan rintangan elektrik perintang adalah dari 0,001 hingga 30% daripada nominal. Dalam penandaan mengikut piawaian antarabangsa, kelas yang sesuai dilambangkan dengan huruf Latin (D - 0,5%; G - 2%; J - 5%).
Menyambungkan LED melalui perintang
Berdasarkan data yang dikemukakan, beberapa kesimpulan menengah penting dapat dibuat:
- litar pelindung resistif digunakan pada kuasa rendah;
- mereka tidak melakukan fungsi penstabilan;
- unsur pasif tidak mampu menekan lonjakan.
Petunjuk prestasi yang boleh diterima dapat diperoleh dengan membuat:
- penderia;
- petunjuk;
- peranti isyarat.
Untuk pencahayaan akuarium tempatan yang kecil, penyelesaian seperti itu sesuai. Walau bagaimanapun, penggunaan tenaga dalam jumlah yang lama tidak mungkin dapat diterima. Kurangnya penstabilan ditunjukkan oleh perubahan kecerahan yang ketara dengan peningkatan / penurunan voltan.
Pakar mengesyorkan bahawa dengan penggunaan lebih daripada 1.5-2 W, gunakan bekalan kuasa dengan penstabilan arus yang boleh dipercayai. Peranti ini (dimmer) digunakan untuk menghubungkan kumpulan peranti pencahayaan dan peranti semikonduktor yang mempunyai daya tinggi.
Pengiraan perintang untuk LED
Anda boleh membuat pengiraan yang diperlukan dalam talian menggunakan kalkulator khusus. Penggunaan sepenuhnya program seperti ini ditawarkan secara percuma.
Walau bagaimanapun, akses ke Internet tidak selalu tersedia. Setelah mempelajari teknik yang cukup mudah, sesiapa sahaja dapat memilih perintang LED dengan cepat tanpa mencari perisian yang sesuai.
Untuk menunjukkan algoritma, anda perlu mempertimbangkan untuk menyambungkan perintang pelindung ke bekalan kuasa (5 V) LED tertentu (Epistar 1W HP).
Spesifikasi teknikal:
- pelesapan kuasa, W - 1;
- semasa, mA - 350;
- voltan hadapan (tipikal / maksimum), V - 2.35 / 2.6.
Untuk mengehadkan arus LED, dengan mengambil kira cadangan pengeluar, perintang dengan rintangan elektrik R = (5-2.35) /0.35 = 7.57 Ohm sesuai. Menurut standard E24, nilai terdekat ialah 7.5 dan 8.2 Ohms. Sekiranya anda menggunakan peraturan standard, anda harus memilih nilai yang lebih besar yang berbeza dengan nilai anggaran hampir 8.5%. Kesalahan tambahan akan dibuat oleh toleransi 5% terhadap produk bersiri yang tidak mahal. Dengan penyimpangan sedemikian, sukar untuk mendapatkan ciri litar yang dapat diterima dari segi fungsi pelindung dan penggunaan kuasa.
Cara pertama untuk menyelesaikan masalah adalah memilih beberapa perintang dengan peringkat yang lebih rendah. Kemudian gunakan versi sambungan bersiri, selari atau gabungan untuk mendapatkan rintangan setara litar yang diperlukan. Kaedah kedua ialah menambahkan perintang penalaan.
Pengiraan pelesapan kuasa
Dalam mana-mana pilihan, semasa memilih rintangan elektrik litar, arus yang sedikit lebih rendah harus diatur untuk memanjangkan hayat LED. Untuk mengelakkan kerosakan akibat panas, produk ini digunakan dalam julat suhu yang disyorkan. Untuk Epistar 1W HP, -40 ° C hingga + 80 ° C. Sekiranya perlu, gunakan pemasangan pada radiator bintang khusus. Makanan tambahan ini meningkatkan kawasan penyebaran haba yang berkesan.
Untuk pemilihan yang tepat, daya perintang yang dihamburkan dianggarkan: P = I2 * R = (0.35) 2 * 7.57 = 0.1225 * 7.57 ≈0.93 W. Rizab untuk parameter ini tidak kurang dari 20-25%. Peringkat 1 W tidak mencukupi, jadi pilih penilaian seterusnya dalam baris standard - 2 W.
Kecekapan rangkaian dipasang diperiksa dengan nisbah Uc / Uи = 2.35 / 5 = 0.47 (47%). Hasil akhir menunjukkan bahawa lebih daripada separuh elektrik dalam kes ini terbuang. Sebenarnya, indikatornya lebih buruk lagi, kerana tidak semua penggunaan tenaga dihabiskan oleh LED pada radiasi di bahagian spektrum yang dapat dilihat. Bahagian yang penting ialah gelombang elektromagnetik julat IR.
Sambungan selari
Pada mana-mana titik dalam litar siri, kekuatan semasa adalah sama. Ini memudahkan pengiraan, mencegah keadaan kecemasan. Apabila satu elemen gagal, semua LED mati. Oleh itu, kerosakan akibat voltan berlebihan tidak termasuk. Sebab yang dinyatakan menjelaskan populariti penggunaan kaedah ini semasa membuat lampu pita, reka bentuk lain.
Kelebihan tertentu diberikan dengan penggunaan sambungan selari. Dalam perwujudan ini, produk mengekalkan kebolehoperasian separa apabila satu litar rosak. Penyelesaian ini memberikan voltan yang sama pada titik sambungan ke sumber kuasa setiap cawangan.
Sambungan selari sesuai untuk organisasi litar kawalan bebas. Teknologi ini berdasarkan prinsip kerja kalungan Tahun Baru. Cabang yang terpisah disambungkan ke sumber kuasa mengikut algoritma yang ditentukan oleh program.
Anda tidak boleh menggunakan satu perintang untuk beberapa diod selari. Pilihan rintangan yang teliti dijelaskan oleh perlunya kawalan arus yang tepat. Dalam beberapa keadaan, kesalahan 0.1-0.5 A menyebabkan kerosakan, pengurangan sumber secara radikal.
Ciri teknikal sebenar LED berbeza dengan ketara walaupun pada konsainan yang sama. Atas sebab ini, setiap litar dilindungi oleh perintang yang berasingan.
Ciri-ciri ICE murah
Kos rendah sahaja bukan bukti kualiti buruk. Memperluas skala pengeluaran dan meningkatkan proses teknologi mengurangkan kos.Walau bagaimanapun, produk pengeluar yang sebenarnya tidak sesuai dengan ciri yang dinyatakan dinyatakan dalam segmen pasaran yang sesuai.
Untuk mengenal pasti kemungkinan masalah, perhatikan parameter berikut:
- dalam model murah, bahagian utama struktur diperbuat daripada aluminium;
- analog tembaga lebih berat, mengeluarkan haba dengan lebih cekap, tahan terhadap tekanan mekanikal;
- dalam produk yang berkualiti, ukuran kristal mematuhi standard (0,762 x 0,762 mm atau yang lain);
- keburukan secara tidak langsung ditunjukkan oleh penyelewengan bahagian kawasan kerja (segi empat tepat dan bukan segi empat sama);
- Untuk meningkatkan kebolehpercayaan, pengeluar yang bertanggungjawab meningkatkan bilangan konduktor, menggunakan benang dari logam berharga.
LED berkualiti tinggi menghasilkan fluks bercahaya 150-220 lumen per 1 W penggunaan. Palsu - tidak lebih daripada 50-70 lm. Sekiranya ragu-ragu, komponen perlindungan harus dipilih dengan berhati-hati.
