Bagaimana untuk mengira perintang LED - formula dengan contoh + kalkulator dalam talian

LED dengan rona warna yang berbeza mempunyai voltan operasi langsung yang berbeza. Ia ditetapkan dengan memilih rintangan menghadkan semasa LED. Untuk membawa peranti pencahayaan ke mod nominal, anda perlu menghidupkan persimpangan p-n dengan arus yang berfungsi. Untuk melakukan ini, hitung perintang untuk LED.

Jadual voltan LED bergantung pada warna

Voltan operasi LED adalah berbeza. Mereka bergantung pada bahan simpang p-n semikonduktor dan berkaitan dengan panjang gelombang pancaran cahaya, i.e. teduh warna bercahaya.

Jadual mod nominal pelbagai warna warna untuk mengira rintangan redaman diberikan di bawah.

Ia boleh dilihat dari jadual bahawa 3 volt boleh menghidupkan pemancar semua jenis cahaya, kecuali peranti dengan warna putih, separa ungu dan semua ultraungu. Ini disebabkan oleh fakta bahawa anda perlu "menghabiskan" sebahagian daripada voltan bekalan kuasa untuk mengehadkan arus melalui kristal.

Dengan bekalan kuasa 5, 9 atau 12 V, anda boleh kuasa diod tunggal atau rantai sirinya sebanyak 3 dan 5-6 keping.

Rantai bersiri mengurangkan kebolehpercayaan peranti di mana ia digunakan oleh kira-kira faktor yang sepadan dengan bilangan LED. Dan sambungan selari meningkatkan kebolehpercayaan dalam perkadaran yang sama: 2 rantai - 2 kali, 3 - 3 kali, dsb.

Tetapi tempoh operasi mereka, belum pernah terjadi sebelumnya untuk sumber cahaya, dari 30-50 hingga 130-150 ribu jam, membenarkan penurunan kebolehpercayaan, kerana. hayat perkhidmatan peranti bergantung padanya. Malah 30-50 ribu jam bekerja selama 5 jam sehari - 4 jam petang dan 1 pagi setiap hari adalah 16-27 tahun bekerja. Pada masa ini, kebanyakan lampu akan menjadi usang dan akan dilupuskan. Oleh itu, sambungan bersiri digunakan secara meluas oleh semua pengeluar peranti LED.

Kalkulator dalam talian untuk mengira LED

Untuk pengiraan automatik, anda memerlukan data berikut:

• voltan sumber atau bekalan kuasa, V;
• voltan hadapan terkadar peranti, V;
• arus operasi berkadar langsung, mA;
• bilangan LED dalam rantai atau disambung secara selari;
• Gambar rajah pendawaian LED(s).

Data awal boleh diambil dari pasport diod.

Selepas memasukkannya ke dalam tetingkap kalkulator yang sepadan, klik pada butang "Kira" dan dapatkan nilai nominal perintang dan kuasanya.

Pengiraan nilai penghad arus perintang

Dalam amalan, dua jenis pengiraan digunakan - grafik, mengikut ciri voltan semasa diod tertentu, dan matematik - mengikut data pasportnya.

Gambar rajah skema menyambungkan pemancar kepada sumber kuasa.

Pada imej:

• E - sumber kuasa dengan nilai E pada output;
• "+" / "-" - kekutuban sambungan LED: "+" - anod, ditunjukkan sebagai segitiga pada rajah, "-" - katod, pada rajah - sengkang melintang;
• R – rintangan mengehadkan semasa;
• U_dipimpin - langsung, ia juga voltan operasi;
• saya - arus operasi melalui peranti;
• voltan merentasi perintang dilambangkan sebagai U_R.

Kemudian skema pengiraan akan mengambil bentuk:

Skim untuk mengira perintang.

Kira rintangan untuk menghadkan arus. voltan U diedarkan dalam rantaian seperti ini:

U = U_R + U_dipimpin atau U_R + I×R_dipimpin, dalam volt,

di mana R_dipimpin- rintangan pembezaan dalaman simpang p-n.

Dengan transformasi matematik, kami memperoleh formula:

R = (U-U_dipimpin)/I, dalam Ohm.

nilai U_dipimpin boleh dipilih daripada nilai pasport.

Mari kita hitung nilai perintang pengehad semasa untuk model Cree LED Cree XM–L, yang mempunyai tong T6.

Data pasportnya: nominal biasa U_LED = 2.9 V maksimum U_LED = 3.5 V, arus operasi saya_LED\u003d 0.7 A.

Untuk pengiraan kami gunakan U_LED = 2.9 V.

R = (U-U_dipimpin) / I \u003d (5-2.9) / 0.7 \u003d 3 Ohm.

Nilai yang dikira ialah 3 ohm. Kami memilih elemen dengan toleransi ketepatan ± 5%. Ketepatan ini lebih daripada cukup untuk menetapkan titik operasi pada 700 mA.

Bulatkan nilai rintangan. Ini akan mengurangkan arus, fluks bercahaya diod dan meningkatkan kebolehpercayaan operasi dengan rejim haba kristal yang lebih lembut.

Kira pelesapan kuasa yang diperlukan untuk perintang ini:

P = I² × R = 0.7² × 3 = 1.47 W

Untuk kebolehpercayaan, kami membulatkannya kepada nilai yang lebih besar terdekat - 2 watt.

Skim Siri dan Selari LED digunakan secara meluas dan menunjukkan ciri-ciri jenis sambungan ini. Menyambung unsur-unsur yang sama dalam siri membahagikan voltan sumber sama rata antara mereka. Dengan rintangan dalaman yang berbeza - berkadaran dengan rintangan. Apabila disambung secara selari, voltan adalah sama, dan arus adalah berkadar songsang dengan rintangan dalaman unsur-unsur.

Apabila disambungkan dalam LED bersiri

Apabila disambung secara bersiri, diod pertama dalam rantai disambungkan oleh anod ke "+" sumber kuasa, dan oleh katod ke anod diod kedua. Dan seterusnya sehingga yang terakhir dalam rantai, katod yang disambungkan ke sumber "-". Arus dalam litar bersiri adalah sama dalam semua elemennya. Itu. melalui mana-mana peranti cahaya ia mempunyai magnitud yang sama. Rintangan dalaman terbuka, i.e. memancarkan kristal cahaya, adalah puluhan atau ratusan ohm. Jika 15-20 mA mengalir melalui litar pada rintangan 100 ohm, maka setiap elemen akan mempunyai 1.5-2 V. Jumlah voltan pada semua peranti hendaklah kurang daripada sumber kuasa. Perbezaannya biasanya dipadamkan dengan perintang khas yang melakukan dua fungsi:

• mengehadkan arus operasi terkadar;
• memberikan voltan hadapan terkadar kepada LED.

Baca juga

Menyambungkan LED kepada 12 volt

 

Apabila disambung secara selari

Sambungan selari boleh dilakukan dengan dua cara.

Litar elektrik sambungan selari.

Gambar atas menunjukkan cara untuk membolehkannya tidak diingini. Dengan sambungan ini, satu rintangan akan memastikan kesamaan arus hanya dengan kristal yang ideal dan panjang wayar plumbum yang sama. Tetapi variasi dalam parameter peranti semikonduktor semasa pembuatan tidak memungkinkan untuk menjadikannya sama. Dan pemilihan yang sama - secara mendadak meningkatkan harga. Perbezaannya boleh mencapai 50-70% atau lebih. Setelah memasang struktur, anda akan mendapat perbezaan dalam cahaya sekurang-kurangnya 50-70%. Di samping itu, kegagalan satu pemancar akan mengubah operasi semua: jika litar rosak, satu akan terputus, selebihnya akan bersinar lebih terang sebanyak 33% dan akan mula menjadi lebih panas. Terlalu panas akan menyumbang kepada kemerosotan mereka - perubahan dalam naungan cahaya dan penurunan kecerahan.

Sekiranya berlaku litar pintas akibat terlalu panas dan pembakaran kristal, rintangan pengehad arus mungkin gagal.

Pilihan yang lebih rendah membolehkan anda menetapkan titik operasi yang dikehendaki bagi mana-mana diod, walaupun dengan kuasa undian yang berbeza.

Skim sambungan siri-selari peranti.

Untuk voltan 4.5 V, tiga elemen LED dan satu rintangan pengehad arus disambungkan secara bersiri. Rantai yang terhasil disambung secara selari. 20 mA mengalir melalui setiap diod, dan 60 mA mengalir melalui kesemuanya. Pada setiap daripada mereka ternyata kurang daripada 1.5 V, dan pada pengehad semasa - tidak kurang daripada 0.2-0.5 V. Menariknya, jika anda menggunakan bekalan kuasa 4.5 V, maka hanya diod inframerah yang boleh berfungsi dengannya dengan voltan hadapan sebanyak kurang daripada 1.5 V, atau anda perlu meningkatkan bekalan kepada sekurang-kurangnya 5 V.

Sambungan selari terus elemen LED (bahagian atas litar) tidak disyorkan kerana sebaran parameter 30-50% atau lebih.Gunakan litar dengan rintangan individu untuk setiap diod (bahagian bawah) dan sudah menyambung pasangan diod-perintang secara selari.

Apabila satu LED

Perintang untuk LED tunggal ia digunakan hanya pada kuasa mereka sehingga 50-100 mW. Pada nilai kuasa tinggi, kecekapan litar kuasa berkurangan dengan ketara.

Jika voltan kerja hadapan diod adalah jauh lebih rendah daripada voltan bekalan kuasa, penggunaan perintang mengehad membawa kepada kerugian yang besar. Kuasa berkualiti tinggi dan kestabilan, dengan riak yang ditapis dengan teliti, disediakan oleh 3-5 jenis perlindungan bekalan kuasa tidak ditukar kepada cahaya, tetapi hanya hilang secara pasif dalam bentuk haba.

Pada kuasa tinggi mereka pergi pemandu – penstabil semasa nilai nominal.

Menggunakan perintang pengehad arus untuk menetapkan operasi Ciri LED adalah cara yang mudah dan boleh dipercayai untuk memastikan operasi optimumnya.

Contoh video pengiraan rintangan paling mudah.

Tetapi dengan kuasa diod lebih daripada seratus miliwatt, adalah perlu untuk menggunakan sumber penstabilan atau pemacu semasa yang autonomi atau terbina dalam.