Nguồn sáng LED hiện đại thích nghi tốt cho hoạt động lâu dài trong điều kiện khó khăn. Tuy nhiên, điện trở giới hạn hiện tại được sử dụng để bảo vệ hiện tại. Tính toán chính xác điện trở cho đèn LED sẽ giúp chọn các thành phần chức năng của mạch mà không có lỗi.
Việc sử dụng điện trở giới hạn dòng điện cho đèn LED
Để trang trí trang trí, đảm bảo tầm nhìn tốt trong một hành lang tối và giải quyết các vấn đề thực tế khác, đèn LED được sử dụng. Chúng kinh tế hơn nhiều so với bóng đèn sợi đốt cổ điển. Độ bền cao ngăn ngừa ô nhiễm môi trường với các hợp chất hóa học có hại, không được loại trừ sau khi làm hỏng bóng đèn của nguồn sáng thải khí.
Với độ dẫn một phía của tiếp giáp bán dẫn, nhu cầu kết nối đèn LED với pin, một nguồn điện DC khác, là rõ ràng. Điện áp của một mạng gia đình tiêu chuẩn được chỉnh lưu, giảm xuống mức danh nghĩa. Các điện trở giới hạn cường độ hiện tại.
Đặc điểm của công việc và tính toán
Mặc dù có những ưu điểm đáng kể, người dùng chu đáo khuyên bạn nên chú ý đến những nhược điểm đáng kể của thiết bị LED:
- công nghệ bán dẫn xác định các đặc tính dòng điện áp phi tuyến tính (CVC);
- tăng điện áp trên một ngưỡng nhất định đi kèm với sự xuống cấp của đường nối pn;
- ở một mức độ nhất định (bật công tắc trực tiếp hoặc đảo ngược), cường độ dòng điện tăng mạnh làm hỏng sản phẩm.
Đặc biệt quan trọng là sức đề kháng nhỏ của chính nó trong chế độ hoạt động. Một thay đổi tương đối nhỏ trong các tham số chính của nguồn điện có thể làm hỏng mối nối bán dẫn. Vì lý do này, một điện trở giới hạn hiện tại được thêm vào mạch.
Một yếu tố thụ động bổ sung làm tăng tiêu thụ năng lượng. Vì lý do này, nên sử dụng các giải pháp như vậy kết hợp với các điốt phát sáng có công suất nhỏ hoặc để tạo ra các thiết bị có chu kỳ nhiệm vụ nhỏ.
Tính toán
Trong mạch đơn giản nhất, một điện trở giới hạn dòng (R) và đèn LED được nối tiếp với một nguồn dòng không đổi (I) với một điện áp nhất định (U và) tại các đầu ra. Điện trở có thể được tính bằng công thức định luật Ohm nổi tiếng (I = U / R).
Định đề thứ hai của Kirchhoff cũng hữu ích. Trong ví dụ này, nó định nghĩa đẳng thức sau: Uand = Ur + UcỞ đâu Bạn (Uc) - điện áp trên điện trở (LED), tương ứng. Bằng cách chuyển đổi đơn giản các biểu thức này, bạn có thể có được các phụ thuộc cơ bản:
- Ui = I * R + I * Rc;
- R = (U và - Uc) / I
Đây Rc biểu thị điện trở vi sai của thiết bị bán dẫn, thay đổi phi tuyến tùy thuộc vào điện áp và dòng điện. Trên phần đảo ngược của đặc tính điện áp hiện tại, một khu vực khóa có thể được phân biệt. Tăng đáng kể Rc trên trang web này ngăn chặn sự di chuyển của các điện tử (Iobr = 0). Tuy nhiên, với sự gia tăng điện áp tiếp theo ở một mức nhất định (Urebr-m), sự cố của tiếp giáp p-n xảy ra.
Vì trình điều khiển cung cấp năng lượng hiện tại trực tiếp, bạn cần nghiên cứu kỹ về kết nối trực tiếp phù hợp. Các tính năng của CVC:
- trên đoạn đầu tiên để Un điện trở giảm dần và hiện tại tăng theo;
- từ Un trước Ừm - khu vực làm việc (bức xạ trong phạm vi ánh sáng);
- hơn nữa - sự giảm mạnh về sức đề kháng gây ra sự gia tăng theo cấp số nhân về sức mạnh hiện tại với sự thất bại tiếp theo của sản phẩm.
Đèn LED được tính dựa trên giá trị của điện áp hoạt động Uc. Các nhà sản xuất chỉ ra thông số này trong tài liệu đi kèm. Để tính điện trở của điện trở giới hạn dòng điện phù hợp, sử dụng công thức: R = (U và - Uc) / I.
Tính toán đồ họa
Nếu bạn lấy đặc tính I - V, bạn có thể áp dụng kỹ thuật đồ họa. Thông tin đồ họa và kỹ thuật số gốc được lấy từ hộ chiếu, hoặc trên trang web chính thức của nhà sản xuất. Thuật toán hành động (ví dụ):
- theo dữ liệu nguồn, dòng điện danh định của đèn LED (In) là 25 mA;
- một đường chấm chấm được vẽ từ điểm tương ứng (1) trên trục tọa độ dọc đến giao điểm với đường cong I - V (2);
- lưu ý điện áp của nguồn điện (U và = 5,5 V) trên trục abscissa (3);
- vẽ một đường thẳng qua các điểm (2) và (3);
- giao điểm với trục tọa độ sẽ hiển thị giá trị của dòng điện tối đa cho phép (Im = 60 mA).
Hơn nữa, theo công thức cổ điển, không khó để tính toán điện trở nào cần thiết cho đèn LED trong trường hợp này: R = U và / Im = 5,5 / 0,06 91,7. Trong loạt bài này, bạn cần chọn xếp hạng gần nhất với biên độ nhỏ 100 ohms. Giải pháp này sẽ làm giảm nhẹ hiệu quả. Nhưng trong chế độ tiết kiệm, các thành phần chức năng sẽ làm nóng ít hơn. Tương ứng, tải trên tiếp giáp bán dẫn sẽ giảm. Mong đợi sự gia tăng trong cuộc sống của nguồn sáng.
Để lựa chọn đúng điện trở, bạn cần biết công suất (P). Giá trị tiêu chuẩn (W): 0,125; 0,25; 0,5; 1; 2; 5. Tính toán có thể được thực hiện bởi bất kỳ tham số đã biết nào bằng cách sử dụng các công thức: P = Im2 * R = Ur2 / R. Nếu chúng ta lấy dữ liệu ban đầu của ví dụ được xem xét: P = 0,06 * 0,06 * 100 = 0, 36 W. Có tính đến phạm vi mô hình điển hình, cần phải chọn một điện trở có điện trở 100 Ohms với công suất tiêu tán 0,5 watt.
Dung sai về độ chính xác của điện trở của điện trở là từ 0,001 đến 30% danh nghĩa. Trong việc đánh dấu theo tiêu chuẩn quốc tế, các lớp tương ứng được chỉ định bằng chữ Latinh (D - 0,5%; G - 2%; J - 5%).
Kết nối đèn LED qua điện trở
Dựa trên dữ liệu được trình bày, một số kết luận trung gian quan trọng có thể được đưa ra:
- mạch bảo vệ điện trở được sử dụng ở công suất thấp;
- họ không thực hiện các chức năng ổn định;
- yếu tố thụ động không thể ngăn chặn sự đột biến.
Các chỉ số hiệu suất có thể chấp nhận có thể đạt được bằng cách tạo:
- cảm biến;
- các chỉ tiêu;
- thiết bị báo hiệu.
Đối với một hồ cá nhỏ chiếu sáng địa phương, một giải pháp như vậy là phù hợp. Tuy nhiên, việc tiêu thụ một lượng lớn năng lượng kéo dài khó có thể được chấp nhận. Sự thiếu ổn định được biểu hiện bằng sự thay đổi đáng chú ý về độ sáng với điện áp tăng / giảm.
Các chuyên gia khuyên rằng với tổng mức tiêu thụ hơn 1,5-2 W, hãy sử dụng các bộ nguồn có ổn định dòng điện đáng tin cậy. Các thiết bị này (bộ điều chỉnh độ sáng) được sử dụng để kết nối các nhóm thiết bị chiếu sáng và thiết bị bán dẫn có công suất cao.
Tính toán điện trở cho đèn LED
Bạn có thể thực hiện các tính toán cần thiết trực tuyến bằng máy tính chuyên dụng. Việc sử dụng đầy đủ các chương trình như vậy được cung cấp miễn phí.
Tuy nhiên, không phải lúc nào cũng có thể truy cập Internet. Sau khi nghiên cứu một kỹ thuật khá đơn giản, bất kỳ ai cũng có thể nhanh chóng chọn một điện trở cho đèn LED mà không cần tìm kiếm phần mềm thích hợp.
Để trình bày thuật toán, bạn cần xem xét việc kết nối một điện trở bảo vệ với mạch điện (5 V) của một đèn LED cụ thể (Epistar 1W HP).
Thông số kỹ thuật:
- tản điện, W - 1;
- hiện tại, mA - 350;
- điện áp chuyển tiếp (điển hình / tối đa), V - 2.35 / 2.6.
Để giới hạn dòng LED, có tính đến các khuyến nghị của nhà sản xuất, một điện trở có điện trở R = (5-2,35) / 0,35 = 7,57 Ohms là phù hợp. Theo tiêu chuẩn E24, các giá trị gần nhất là 7,5 và 8,2 Ohms. Nếu bạn sử dụng các quy tắc tiêu chuẩn, bạn sẽ phải chọn một giá trị lớn hơn khác với giá trị ước tính gần 8,5%. Một lỗi bổ sung sẽ được tạo ra bởi dung sai 5% của các sản phẩm rẻ tiền nối tiếp. Với độ lệch như vậy, rất khó để có được các đặc tính mạch chấp nhận được về chức năng bảo vệ và tiêu thụ điện năng.
Cách đầu tiên để giải quyết vấn đề là chọn một số điện trở có xếp hạng thấp hơn. Sau đó áp dụng một phiên bản nối tiếp, song song hoặc kết hợp của kết nối để có được điện trở tương đương cần thiết của mạch. Phương pháp thứ hai là thêm một điện trở điều chỉnh.
Tính toán tản điện
Trong bất kỳ tùy chọn nào, khi chọn điện trở của mạch, nên đặt dòng điện thấp hơn một chút để kéo dài tuổi thọ của đèn LED. Để tránh thiệt hại do nhiệt, sản phẩm được sử dụng trong phạm vi nhiệt độ được khuyến nghị. Đối với Epistar 1W HP, -40 ° C đến + 80 ° C. Nếu cần thiết, sử dụng gắn trên một bộ tản nhiệt sao chuyên dụng. Bổ sung này làm tăng khu vực tản nhiệt hiệu quả.
Để lựa chọn chính xác, công suất tiêu tán của điện trở được ước tính: P = I2 * R = (0,35) 2 * 7,57 = 0,1225 * 7,57 0,93 W. Dự trữ cho tham số này không dưới 20-25%. Xếp hạng 1 W là không đủ, vì vậy hãy chọn xếp hạng tiếp theo trong hàng tiêu chuẩn - 2 W.
Hiệu suất của mạch lắp ráp được kiểm tra theo tỷ lệ Uc / Uи = 2,35 / 5 = 0,47 (47%). Kết quả cuối cùng cho thấy hơn một nửa số điện trong trường hợp này bị lãng phí. Trong thực tế, chỉ báo thậm chí còn tồi tệ hơn, vì không phải tất cả tiêu thụ năng lượng được sử dụng bởi đèn LED cho bức xạ trong phần nhìn thấy của phổ. Một phần quan trọng là sóng điện từ của phạm vi IR.
Kết nối song song
Tại bất kỳ điểm nào trong mạch nối tiếp, cường độ hiện tại là như nhau. Điều này đơn giản hóa việc tính toán, ngăn ngừa các tình huống khẩn cấp. Khi một yếu tố thất bại, tất cả các đèn LED sẽ tắt. Do đó, thiệt hại do quá điện áp được loại trừ. Những lý do lưu ý giải thích sự phổ biến của việc sử dụng phương pháp này khi tạo ra đèn băng, các thiết kế khác.
Một số lợi thế nhất định được cung cấp bằng cách sử dụng kết nối song song. Trong phương án này, sản phẩm giữ lại khả năng hoạt động một phần khi một mạch bị hỏng. Giải pháp này cung cấp cùng một điện áp tại các điểm kết nối với nguồn điện của mỗi nhánh.
Kết nối song song phù hợp cho việc tổ chức các mạch điều khiển độc lập. Công nghệ này dựa trên các nguyên tắc hoạt động của các vòng hoa năm mới. Các nhánh riêng biệt được kết nối với nguồn điện theo thuật toán được chỉ định bởi chương trình.
Bạn không thể sử dụng một điện trở cho một số điốt song song. Một sự lựa chọn cẩn thận của kháng chiến được giải thích bởi sự cần thiết phải kiểm soát chính xác hiện tại. Trong một số tình huống, lỗi 0,1-0,5 gây ra sự cố, giảm triệt để tài nguyên.
Các đặc tính kỹ thuật thực tế của đèn LED khác nhau đáng kể ngay cả trong cùng một lô hàng. Vì lý do này, mỗi mạch được bảo vệ bởi một điện trở riêng.
Các tính năng của ICE giá rẻ
Chỉ riêng chi phí thấp không phải là bằng chứng về chất lượng kém. Mở rộng quy mô sản xuất và cải tiến quy trình công nghệ giúp giảm chi phí.Tuy nhiên, các sản phẩm của các nhà sản xuất thực sự không tương ứng với các đặc điểm được khai báo được trình bày trong phân khúc thị trường tương ứng.
Để xác định các vấn đề có thể xảy ra, hãy chú ý đến các tham số sau:
- trong các mô hình giá rẻ, các bộ phận chính của cấu trúc được làm bằng nhôm;
- chất tương tự đồng nặng hơn, loại bỏ nhiệt hiệu quả hơn, chịu được áp lực cơ học;
- trong một sản phẩm chất lượng, kích thước tinh thể tuân thủ tiêu chuẩn (0,762 x 0,762 mm hoặc loại khác);
- những nhược điểm được thể hiện gián tiếp bằng sự biến dạng của tỷ lệ của khu vực làm việc (hình chữ nhật thay vì hình vuông);
- Để tăng độ tin cậy, các nhà sản xuất có trách nhiệm tăng số lượng dây dẫn, sử dụng các sợi từ kim loại quý.
Đèn LED chất lượng cao tạo ra quang thông 150-220 lumens cho mỗi 1 W tiêu thụ. Hàng giả - không quá 50-70 lm. Khi nghi ngờ, các thành phần bảo vệ nên được lựa chọn cẩn thận.
