Camgora.ru

Автомобильный журнал
4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Онлайн расчет резистора для светодиода

Онлайн расчет резистора для светодиода

Питание светодиодов не такой простой вопрос, как может показаться. Они крайне чувствительны к режиму, в котором работают и не терпят перегрузок. Самое главное, что нужно запомнить – полупроводниковые излучающие диоды питают стабильным током, а не напряжением. Даже идеально стабилизированное напряжение не обеспечит поддержки заданного режима, это следствие внутренней структуры и принципа действия полупроводников. Тем не менее при грамотном подходе светодиоды можно подключать к питанию через токоограничивающий или добавочный резистор. Его расчет сводится к элементарному подбору такого сопротивления, на котором будут падать лишние Вольты при заданной величине тока. Давайте рассмотрим, как рассчитать его номинал вручную или воспользоваться онлайн калькулятором.

Хоть и главным параметром для питания светодиода является ток, но есть и такой, как падение напряжения. Это величина необходимая для того, чтобы он зажегся. Отталкиваясь от нее проводят вычисления ограничительного резистора.

Типовые напряжения LED разных типов:

ЦветНапряжение, В
Белый2.8-3.2 для маломощных, 3.0 и выше для мощных (более 0.5 Вт)
Красный1.6-2.0
Зеленый1.9-4.0
Синий2.8-3.2
Желтый, оранжевый2.0-2.2
ИКДо 1.9
УФ3.1-4.4

Внимание! Если вы не можете найти документацию на имеющийся элемент – при использовании онлайн калькулятора возьмите данные из этой таблицы.

Чтобы сократить теорию, давайте сразу на практике рассчитаем сопротивление для подключения белого светодиода к бортовой цепи автомобиля 12В. Её фактическое значение при заведенном двигателе доходит до 14,2 В, а иногда и выше, значит его и берем для расчетов.

Тогда расчёт сопротивления для светодиода выполняют по закону Ома:

R=U/I

На светодиоде должно упасть усреднено 3 Вольта, значит нужно компенсировать:

У обычного 5 мм светодиода номинальный ток равен 20 мА или 0,02 А. Рассчитываем сопротивление резистора, на котором должно упасть 11,2 В при заданном токе:

R=11,2/0,02=560 Ом или ближайший в большую сторону

Чтобы добиться стабильного питания и яркости в цепь питания дополнительно устанавливают стабилизатор L7805 или L7812 и проводят расчет относительно питающих 5 или 12 Вольт соответственно.

Как рассчитать резистор для подключения светодиода к сети 220 Вольт? Такой вопрос возникает, когда нужно сделать какую-то индикацию или маячок. Расчёт сопротивления в этом случае выглядит так:

Так как любой диод пропускает ток в одном направлении, то обратное напряжение приведет к тому, что он выйдет из строя. Значит параллельно светодиоду устанавливают еще один такой же или шунтирующий обычный маломощный выпрямительный диод, например, 1n4007.

С помощью нашего онлайн калькулятора можно рассчитать сопротивление для одного или нескольких соединенных последовательно или цепи параллельных светодиодов:

Если светодиодов несколько, тогда:

  • Для последовательного соединения резистор рассчитывают с учетом суммы падений на каждом элементе.
  • Для параллельного соединения сопротивление рассчитывают с учетом суммы токов каждого светоизлучающего диода.

Также нельзя забывать о мощности резистора, например, во втором примере с подключением цепи к сети 220В на нем будет выделяться мощность равная:

В данном случае это будет довольно крупный резистор. Чтобы уменьшить эту мощность, можно еще сильнее ограничить ток, например, в 0,01А, что снизит эту мощность в двое. В любом случае номинальная мощность сопротивления должна быть больше той, которая будет выделяться в процессе его работы.

Для долгой и стабильной работы излучателя при подключении к сети используйте в расчетах напряжение слегка выше номинального, то есть 230-240 В.

Если вам сложно посчитать или вы не уверены в чем-то, тогда наш онлайн калькулятор для расчета резистора для светодиода быстро подскажет вам, какой нужен резистор из стандартного размерного ряда, а также его минимальную мощность.

Как рассчитать резистор для светодиода?

Светодиодное освещение прочно вошло в нашу жизнь. Основные достоинства – низкое энергопотребление, высокая яркость, минимальные размеры. Светодиод представляет собой полупроводниковый элемент с электронно-дырочной проводимостью. При пропускании через него электрического тока в прямом направлении он создает оптическое излучение в узком диапазоне. Собственное низкое сопротивление и чувствительность к величине силы тока, является основной причиной того что при включении данного элемента в электрическую цепь необходимо использовать токоограничивающий резистор. Как рассчитать и правильно подобрать данную деталь для конкретных условий применения рассмотрим более подробно.

Расчет токоограничивающего резистора для светодиода

В интернете можно встретить множество калькуляторов с помощью которого можно рассчитать необходимое сопротивление резистора для эффективной и длительной работы любого светодиода. Но не всегда компьютер может быть под рукой, а токоограничивающий резистор необходимо установить именно в данный момент. Вот для этого и нужно знание элементарных правил.

Светодиоды, как и все элементы могут быть включены в цепь параллельно или последовательно. Первый вариант не является надежным в принципе. Суть в следующем: при таком виде включения, напряжение на светодиодах будет одинаковым, но так как практически невозможно подобрать полупроводниковые приборы с идеальными идентичными характеристиками, сила тока на светодиодах может оказаться разной по величине. Один будет светить вполнакала, а второй может работать при удвоенной нагрузке и быстро выйдет из строя. Данное неудобство исключено при последовательном включении светодиодов (или его одиночной установке).

Подбор резистора для светодиода необходимо начинать с выяснения характеристик самого светодиода, а именно значение падения напряжения на светодиоде (U св) и номинальный ток (I св) при нормальной работе. Эти данные можно найти в соответствующей сопроводительной документации или в специальных каталогах. Также необходимо будет знать напряжение источника питания (U).

Расчет сопротивления (R) токоограничивающего резистора для конкретного светодиода производится по формуле: R = (U Uсв)/ Iсв, что собственно следует из закона Ома.

Рассмотрим наглядно какой резистор нужен для светодиода КИПД06А-1К при напряжении источника питания 220 В. Из соответствующих справочников выясняем, что номинальный ток (I св) для данного источника света составляет 25 мА, а падение напряжения (U св) при этом равно 5,5 В.

Используя вышеприведенную формулу можем рассчитать сопротивление резистора (R) для обеспечения нормальной работы данного светодиода.

Далее, после получения необходимой величины сопротивления в омах, переходим к непосредственно к подбору резистора для светодиода соответствующей марки. Возвращаясь к параллельному соединению светодиодов нужно уточнить, что оно возможно, если в дополнение к каждому источнику света будет идти собственный токоограничивающий резистор.

Подбор токоограничивающего резистора для светодиода

После того как необходимое сопротивление резистора было вычислено, необходимо определиться с выбором соответствующей детали. Здесь могут возникнуть некоторые сложности. Дело в том, что не всегда можно подобрать резистор для светодиода, полностью соответствующий по вычисленным параметрам.

Проблема решается двумя способами:

Первый способ.

Необходимо подобрать резистор для светодиода, сопротивление которого будет выше необходимого. При этом не стоит сильно завышать этот параметр. Дело в том, что при увеличении сопротивления, будет теряться световая мощность источника, т.е. он будет менее ярким, но при этом прослужит значительно дольше. Оптимальным является превышение необходимого значение в пределах 20-30%.

Второй способ.

Второй способ основан на законе Ома, согласно которому при последовательном соединении резисторов их собственное сопротивление суммируется. Таким образом, при невозможности подбора для светодиода токоограничивающего резистора сопротивлением 8,58 кОм (как в нашем случае), можно взять несколько деталей с необходимыми параметрами. Это в принципе является оптимальным вариантом, вследствие более точного результата. Естественно ограничением будет являться сама возможность установки нескольких резисторов в электрической цепи.

Также при подборе резистора необходимо обращать внимание на его мощность. Это обусловлено тем, что при работе выделяется тепло и при недостаточной мощности данная деталь может просто перегореть. Это в свою очередь приведет к разрыву цепи и отключению светодиодных источников света.

Расчет сопротивления резистора для светодиодов

Светодиод – это полупроводниковый элемент, который применяется для освещения. Применяется в фонарях, лампах, светильниках и других осветительных приборах. Принцип его работы заключается в том, что при протекании тока через светоизлучающий диод происходит высвобождение фотонов с поверхности материала полупроводника, и диод начинает светиться.

Расчет резистора для светодиода

Надежная работа светодиода зависит от тока, протекающего через него. При заниженных значениях, он просто не будет светить, а при превышении значения тока – характеристики элемента ухудшатся, вплоть до его разрушения. При этом говорят – светодиод сгорел. Для того чтобы исключить возможность выхода из строя этого полупроводника необходимо подобрать в цепь с включенным в нее, резистором. Он будет ограничивать ток в цепи на оптимальных значениях.

Вычисление номинала сопротивления

Для работы радиоэлемента на него нужно подать питание. По закону Ома, чем больше сопротивление отрезка цепи, тем меньший ток по нему протекает. Опасная ситуация возникает, если в схеме течет больший ток, чем положено, так как каждый элемент не выдерживает большей токовой нагрузки.

Сопротивление светодиода является нелинейным. Это значит, что при изменении напряжения, подаваемого на этот элемент, ток, протекающий через него, будет меняться нелинейно. Убедиться в этом можно, если найти вольт — амперную характеристику любого диода, в том числе и светоизлучающего. При подаче питания ниже напряжения открытия p – n перехода, ток через светодиод низкий, и элемент не работает. Как только этот порог превышен, ток через элемент стремительно возрастает, и он начинает светиться.

Если источник питания соединять непосредственно со светодиодом, диод выйдет из строя, так как не рассчитан на такую нагрузку. Чтобы этого не произошло – нужно ограничить ток, протекающий через светодиод балластным сопротивлением, или произвести понижение напряжения на важном для нас полупроводнике.

Рассмотрим простейшую схему подключения (рисунок 1). Источник питания постоянного тока подключается последовательно через резистор к нужному светодиоду, характеристики которого нужно обязательно узнать. Сделать это можно в интернете, скачав описание (информационный лист) на конкретную модель, или найдя нужную модель в справочниках. Если найти описание не представляется возможным, можно приблизительно определить падение напряжения на светодиоде по его цвету:

  • Инфракрасный — до 1.9 В.
  • Красный – от 1.6 до 2.03 В.
  • Оранжевый – от 2.03 до 2.1 В.
  • Желтый – от 2.1 до 2.2 В.
  • Зеленый – от 2.2 до 3.5 В.
  • Синий – от 2.5 до 3.7 В.
  • Фиолетовый – 2.8 до 4 В.
  • Ультрафиолетовый – от 3.1 до 4.4 В.
  • Белый – от 3 до 3.7 В.

Рисунок 1 – схема подключения светодиода

Ток в схеме можно сравнить с движением жидкости по трубе. Если есть только один путь протекания, то сила тока (скорость течения) во всей цепи будет одинакова. Именно так происходит в схеме на рисунке 1. Согласно закону Кирхгоффа, сумма падений напряжения на всех элементах, включенных в цепь протекания одного тока, равно ЭДС этой цепи (на рисунке 1 обозначено буквой Е). Отсюда можно сделать вывод, что напряжение, падающее на токоограничивающем резисторе должно быть равным разности напряжения питания и падения его на светодиоде.

Так как ток в цепи должен быть одинаковым, то и через резистор, и через светодиод ток получается одним и тем же. Для стабильной работы полупроводникового элемента, увеличения его показателей надежности и долговечности, ток через него должен быть определенных значений, указанных в его описании. Если описание найти невозможно, можно принять приблизительное значение тока в цепи 10 миллиампер. После определения этих данных уже можно вычислить номинал сопротивления резистора для светодиода. Он определяется по закону Ома. Сопротивление резистора равно отношению падения напряжения на нем к току в цепи. Или в символьной форме:

R = U (R)/ I,

где, U (R) — падение напряжения на резисторе

Расчет U (R) на резисторе:

U (R) = E – U (Led )

где, U (Led) — падение напряжения на светодиодном элементе.

С помощью этих формул получится точное значение сопротивления резистора. Однако, промышленностью выпускаются только стандартные значения сопротивлений так называемые ряды номиналов. Поэтому после расчета придется сделать подбор существующего номинала сопротивления. Подобрать нужно чуть больший резистор, чем получилось в расчете, таким образом, получится защита от случайного превышения напряжения в сети. Если подобрать близкий по значению элемент сложно, можно попробовать соединить два резистора последовательно, или параллельно.

Подбор мощности резистора

Если подобрать сопротивление меньшей мощности, чем нужно в схеме, оно просто выйдет из строя. Расчет мощности резистора довольно прост, нужно падение напряжения на нём умножить на ток, протекающий в этой цепи. После чего нужно выбрать сопротивление с мощностью, не меньшей рассчитанной.

Пример расчета

Имеем напряжение питания 12В, зеленый светодиод. Нужно рассчитать сопротивление и мощность токоограничивающего резистора. Падение напряжения на нужном нам зеленом светодиоде равно 2,4 В, номинальный ток 20 мА. Отсюда вычисляем напряжение, падающее на балластном резисторе.

U (R) = E – U (Led) = 12В – 2,4В = 9,6В.

R = U (R)/ I = 9,6В/0,02А = 480 Ом.

P = U (R) ⋅ I = 9,6В ⋅ 0,02А = 0,192 Вт

Из ряда стандартных сопротивлений выбираем 487 Ом (ряд Е96), а мощность можно выбрать 0,25 Вт. Такой резистор нужно заказать.

В том случае, если нужно подключить несколько светодиодов последовательно, подключать их к источнику питания можно также с помощью только одного резистора, который будет гасить избыточное напряжение. Его расчет производится по указанным выше формулам, однако, вместо одного прямого напряжения U (Led) нужно взять сумму прямых напряжений нужных светодиодов.

Если требуется подключить несколько светоизлучающих элементов параллельно, то для каждого из них требуется рассчитать свой резистор, так как у каждого из полупроводников может быть свое прямое напряжение. Вычисления для каждой цепи в таком случае аналогичны расчету одного резистора, так как все они подключаются параллельно к одному источнику питания, и его значение для расчета каждой цепи одно и то же.

Чтобы сделать правильные вычисления, необходимо выполнить следующее:

  1. Выяснение прямого напряжения и тока светодиода.
  2. Расчет падения напряжения на нужном резисторе.
  3. Расчет сопротивления резистора.
  4. Подбор сопротивления из стандартного ряда.
  5. Вычисление и подбор мощности.
Читать еще:  Самозатягивающийся хомут для авто

Онлайн-калькулятор светодиодов

Этот несложный расчет можно сделать самому, но проще и эффективнее по времени воспользоваться калькулятором для расчета резистора для светодиода. Если ввести такой запрос в поисковик, найдется множество сайтов, предлагающих автоматизированный подсчет. Все необходимые формулы в этот инструмент уже встроены и работают мгновенно. Некоторые сервисы сразу предлагают также и подбор элементов. Нужно будет только выбрать наиболее подходящий калькулятор для расчета светодиодов, и, таким образом, сэкономить свое время.

Калькулятор светодиодов онлайн – не единственное средство для экономии времени в вычислениях. Расчет транзисторов, конденсаторов и других элементов для различных схем уже давно автоматизирован в интернете. Остается только грамотно воспользоваться поисковиком для решения этих задач.

Светодиоды – оптимальное решение для многих задач освещения дома, офиса и производства. Обратите внимание на светильники Ledz. Это лучшее соотношение цены и качества осветительной продукции, используя их, вам не придется самим делать расчеты и собирать светотехнику.

Подбор ограничительного резистора для светодиода

2013-05-14 Советы Комментариев нет

В электронных самоделках нередко приходится иметь дело с такими деталями, как светодиоды. Этот весьма неприхотливый компонент все же имеет одну слабость — очень любит отмечать фейерверком «хорошее» питание: стоит чуть превысить максимальный прямой ток и все — бежим за новым светодиодом.

Поэтому при подключении светодиод в цепь, где напряжение больше, чем напряжение питания светодиода, требуется токоограничительный резистор. А как его сопротивление рассчитать? Очень просто. Надо заранее знать 2 параметра:

1. Максимальный прямой ток светодиода, либо максимальный ток, которым можно нагружать вывод микроконтроллера ;

2. Падение напряжения на светодиоде;

Падение напряжения можно легко узнать из паспорта светодиода или экспериментальным путем — достаточно подключить светодиод к выводам лабораторного источника питания и плавно изменять напряжение в диапазоне от 1 до 3В. Как только светодиод начнет светиться достаточно ярко, можно считать что на выводах ИП присутствует «то самое» напряжение.

Теперь, когда имеются обе вышеупомянутые величины, можно приступать собственно к подбору сопротивления.

Сначала определим падение напряжения на резисторе. Оно равно общему напряжению минус падение на светодиоде (пусть это будет красный светодиод — падение напряжения 1,8 В). Для популярных ныне схем на базе Arduino напряжение на выводах микроконтроллера — 5 В. Стало быть, на долю резистора придется (5-1,8)=3,2 В.

Ну, а максимальный ток, который способен переварить первый попавшийся светодиод — около 20 мА (более точно, как всегда, узнаем из паспорта на компонент).

Сопротивление, падению напряжения на котором 3,2 В соответствует ток 20 мА, находим в соответствии с законом Ома:

R=U/I=3,2/0,02=160 Ом

В стандартном ряду сопротивлений такое значение имеется. Можно брать. Однако мы народ пуганый и поэтому любим перестраховаться, другими словами — берем сопротивление на пару стандартных значений больше — а это 200 Ом.

Все? Нет, не совсем. Продолжая перестраховываться, найдем, а какая мощность рассеивается при этом на сопротивлении. Для это воспользуемся одной из формул

P=IU=I 2 R=U 2 /R;

Поскольку резистор у нас токоограничительный, то и расчет произведем по току (который, если вы еще помните, должен быть меньше 20 мА)

P=0,02*0,02*200=0,08 Вт

Исходя из получившегося результата, в схему можно без опаски ставить стандартные резисторы с мощностью рассеяния 0,125 Вт — полуторакратный запас обеспечен.

Расчет резистора для светодиода

Расчет резистора для светодиода выполняется довольно просто, быстро и не содержит ничего «военного», только закон Ома. Хотя во всемирной сети существует множество онлайн-калькуляторов, помогающие определить различные параметры, но, по моему личному мнению, лучше один раз разобраться самому и понять физику процесса, чем слепо пользоваться подобными калькуляторами.

Самый частый пример – это подключение светодиода к источнику питания с напряжением 5 В, например к USB порту компьютера. Второй пример – подключение к аккумуляторной батарее автомобиля, номинальное значение напряжения которой 12 В. Если к такому источнику питания напрямую подсоединить полупроводниковый прибор, то последний попросту выйдет из строя под действием протекающего тока, превышающего допустимое значение, ‑ произойдет тепловой пробой полупроводникового кристалла. Поэтому нужно ограничивать величину тока.

С целью лучшей наглядности возьмем два типа светодиодов с наиболее распространенными характеристиками:

Расчет резистора для светодиода

Определим сопротивление R1,5 для VD1 при Uип = 5 В.

Для расчета величины сопротивления, согласно закону Ома нужно знать ток и напряжение:

Величина тока, протекающего в цепи и в том числе через VD нам известна из заданного условия IVD1 = 0,01 А, поэтому следует определить падение напряжения на R1,5. Оно равно разности подведенного Uип = 5 В и падения напряжения на светодиоде UVD1 = 2,2 В:

Теперь находим R1,5

Из стандартного ряда сопротивлений выбираем ближайшее в сторону увеличения, поэтому принимаем R1,5 = 300 Ом.

Таким же образом выполним расчет R для VD2:

Произведем аналогичные вычисления при значении Uип = 12 В.

Принимаем R1,12 = 1000 Ом = 1 кОм.

Принимаем R2,12 = 430 Ом.

Для удобства выпишем полученные значения сопротивлений всех резисторов:

Следует заметить, что сопротивление, выбранное из стандартного ряда, превышает расчетное, поэтому ток в цепи будет насколько снижен. Однако этим снижением можно пренебречь в виде его малого значения.

Расчет мощности рассеивания

Определить сопротивление – это только полдела. Еще резистор характеризуется важным параметром, который называется мощность рассеивания P – это мощность, которую он способен выдержать длительное время, при этом, не перегреваясь выше определенной температуры. Она зависит ток в квадрате, так как последний протекая в цепи, вызывает нагрев ее элементов.

Визуально резистор более высокой Р отличается большими размерами.

Выполним расчет P для всех 4-х резисторов:

Из стандартного ряда мощностей выбираем ближайшие номиналы в сторону увеличения: первые три сопротивления можно взять с мощностью рассеивания 0,125 Вт, а четвертый – с 0,250 Вт.

Запишем общий расчет резистора для светодиода. Следует определить всего три параметра:

1) падение напряжения

3) мощность рассеивания.

Как видно, понять и запомнить данный алгоритм достаточно просто. Теперь, в случае применения специальных калькулятор, вы будете понимать, что и как они считают. Кстати, алгоритмы многих подобных калькуляторов не учитывают стандартный ряд номинальных значений, поэтому будьте внимательны, а лучше считайте все сами – это очень полезно делать для приобретения ценного опыта.

Для чего необходим расчет сопротивления для светодиода

Каждый светодиод является полупроводником. Его главная отличительная черта заключается в способности пропускать электрический ток через себя в одном направлении. Точно так же ведет себя и обыкновенный диод. При подключении светодиода к сети, начинается его свечение. При подключении очень важно соблюдать полярность. Кроме того, большое значение имеет расчет сопротивления светодиода.

  1. Как работает светодиод
  2. Сопротивление резистора для светодиода
  3. Расчёт резистора для светодиода

Как работает светодиод

При подключении переменного тока, светодиод начинает очень быстро мигать. Это связано с тем, что полярность тока меняется. В результате, он проходит через диод только в одном полупериоде. В этом случае, необходимо обеспечить безопасность светодиода от воздействия напряжения в обратном полупериоде.

Производится параллельное подключение обычного кремниевого диода, полярность которого противоположна защищаемому светодиоду. Таким образом, этот диод принимает на себя падение напряжения и обеспечивает защиту.

К светодиодам нельзя применять такую характеристику, как напряжение питания. Дело в том, что невозможно выполнить их подключение напрямую к источнику питания. Такие подключения выполняются только с помощью резистора.

Большинство диодов работают от тока, номиналом от 10-ти до 30-ти миллиампер. Индивидуальная регулировка тока осуществляется с помощью сопротивления резисторов, включаемых последовательно со светодиодом.

Сопротивление резистора для светодиода

Чтобы избежать перегрева, необходимо точно и правильно выполнить расчет сопротивления светодиода. Это касается сопротивления резистора, особенно его расчетной мощности. Подключать резистор можно с любой стороны диода, независимо от того, плюс это или минус.

Ток питания должен обязательно соответствовать номиналу. Поэтому, светодиод нельзя подключать напрямую, иначе, даже при незначительном изменении напряжения, величина тока может значительно увеличиться. Из-за этого, срок эксплуатации существенно сокращается. Все эти скачки устраняются резистором, последовательно включенным в сеть.

В некоторых случаях, уделяется недостаточно внимания защите светодиода от обратного напряжения, поскольку он якобы не перегорает. Однако, такой режим работы представляет определенную опасность. Иногда, сильное электрическое поле в обратном полупериоде, вызывает пробивание светодиода и ток начинает проходить через него в обратном направлении.

Электрический пробой является обратимым процессом. После снижения обратного напряжения до номинального, все рабочие свойства диода полностью восстанавливаются.

Расчёт резистора для светодиода

Калькулятор расчета сопротивления для светодиодов

Как рассчитать резистор для светодиода

Как подключить светодиод к 12 вольтам

Калькулятор расчета резистора для светодиода

Пытался померять сопротивление светодиода — безуспешно

Пытался померять вначале сопротивление светодиода, а потом силу тока — безуспешно — вообще ничего не показывает (а при измерении силы тока — и не горит). Тестер mastech 835, кажется. Что не так может быть ? Как это лучше сделать ?

Вообще-то существует такое понятие как вольт-амперная характеристика

а как мерил? светодиод в одном направлении около килоома, в обратном несколько мегаОм оли десятков мегаОм.( обычно и в среднем, мало что сейчас китайцы не выпустят) тестером на режиме омметра в одном направлении, потом в обратном(поменять местами ножки диода)

Надо собрать тукую схемку: светодиод+ сопротивление + источник питания все последовательно. Ориентироваться на сопротивление св.диода примерно 20-50 ма .(это для выбора источника).
Далее: светодиод светится, меряешь падение снапряжения на светодиоде, меряешь падение напряжения на сопротивлении. Определяешь ток в цепи: I = Ur/Rсопр. (Ur — падение напряжения на сопротивлении) .Такой же ток течет и через светодиод. Теперь рассчитываешь сопротивление светодиода: R св= U св/ I (ранее вычисленный). (Uсв — падение напряжение на светодиоде). Светодиоды бывают и очень мощные ток у них большой..
Закон Ома, сэр.

Georgi61 написал :
Ориентироваться на сопротивление св.диода примерно 20-50 ма .(это для выбора источника).

А вы в чем сопротивление меряете? И зачем все городить, если есть омметр?
если омметра нету- то тогда да, все верно.
тока источник питания один фиг перевернуть разок придется + на — 🙂

2SergeyE Светодиод — полярный прибор, и для своего свечения требует прхождения тока в правильном направлении, от анода к катоду.
Далее, ВАХ светодиода достаточно крутая, и например красный светодиод начинает светиться при напряжении на нем 1.3-1.4В, а нормально светится при токе 3-10(20)мА, при этом на светодиоде падает около 1.6В. Карманные мультиметры в режиме омметра выдают на выход слишком малое напряжение, чтобы открыть светодиод, но у них есть режим прозвонки p-n переходов, обозначается значком диода. В этом режиме на выходе мультиметра напряжение до 2 В, и светодиод начинает еле-еле светиться, т.к. ток в этой цепи мал ( на ярком свету не смотреть, не видно )

а в розетке силу тока мерить пробовал ?

2ARN
в розетке напряжение 216В; не сила тока

SergeyE и Snake, городить все это нужно, потому, что сопротивление светодиода зависит от протекающего тока, и по сопротивлению, измеренному при малом токе омметром, не сможете определить сопротивление в рабочей точке. Наберите в Яндексе тип светодиода и PDF, он вам найдет справочные характеристики светодиода.

Ежик написал :
SergeyE и Snake, городить все это нужно, потому, что сопротивление светодиода зависит от протекающего тока, и по сопротивлению, измеренному при малом токе омметром, не сможете определить сопротивление в рабочей точке

В 99% процентов случаев знать динамическое сопротивление светодиода не требуется ( надо только если светодиод используется как источник опорного напряжения ).
Для целей индикации достаточно знать, что при рабочем токе 5-10 мА на обычном светодиоде падает
красном — 1.6-1.8В
желт., зел., оранж. — 2.1-2.4 В
белый, голуб. — 3.5-4В
Кроме того, широко распространены светодиоды со встроенным резистором, рассчитанные на определенное напряжение — 5, 12В, 15В.

Коллеги, в современных светодиодах уже стоит резистор, причем полупроводниковый. Как бы не схема стабилизации тока на транзисторе. Потому и проблемы с измерениями.
И горит он при подаче на него НАПРЯЖЕНИЯ -в широком диапазоне от 3 до 18В.
Бывают еще мигающие светодиоды, сразу с мультивибратором на борту.
То есть то, что вы измеряете- не диод, а достаточно сложный прибор. Какое сопротивление у микросхемы? А у транзистора?

Burrdozel написал :
Коллеги, в современных светодиодах уже стоит резистор, причем полупроводниковый

Во всех ? Что-то я не замечал встроенного резистора в АЛ307ххМ, L-53хD — в самых обычных светодиодах. Кроме того, автор же не уточнил — какой светодиод он пытался прозвонить.

iale написал :
автор же не уточнил — какой светодиод он пытался прозвонить

Видимо, это был не АЛ. А как раз со встроенной схемой. Потому и трудности

» >
Ну и сколько со встроенным резистором.

Burrdozel написал :
Видимо, это был не АЛ. А как раз со встроенной схемой. Потому и трудности

Трудности могут быть и от незнания, и от отсутствия опыта. А обычный с/диод ( кр.,ж., з. ) карманным тестером при слабом освещении прекрасно звонится.

2iale
Хорошая ссылка, спасибо.

Вы что-то мне пытаетесь доказать? Сформулируйте, пожалуйста.
Мне кажется, что усилия Ваши по борьбе за точное определение слова «многие» никому не нужны, прежде всего Вам лично. Успокойтесь.
Большинство светодиодов не имеют встроенного сопротивления.


А автору темы попался как раз такой. Хотя это тоже только мое предположение.

Если же Вам хочется, чтобы Ваше слово было последним- прошу:

Burrdozel написал :
Если же Вам хочется, чтобы Ваше слово было последним- прошу:

Да я и не распалялся, чтобы успокаиваться. Просто подкорректировал несколько недостаточно точных имхо ваших высказываний.
Доказать вам что-либо я не собираюсь, здесь форум — каждый имеет право на свою точку зрения.
Не воспринимайте это как нападки на ваши личностные или профессиональные качества. Вы высказали, я высказал, кто-то еще выскажет, и вас и меня поправит — если правильно, то хорошо, будем знать больше, неправильно — поспорим. —

SergeyE написал :
силу тока — безуспешно — вообще ничего не показывает (а при измерении силы тока — и не горит). Тестер mastech 835

Если Вам это еще интересно и Вы в ладах с законом Ома.
Силу тока Вы видимо измеряли в режиме =мА? А напряжение подавали в неск. вольт? Не задумывались какое сопротивление у такого тестера в режиме =мА? Оно иногда больше чем сопр. необходимое для норм работы сд. А если последовательно было еще и это сопр включено, то сд и подавно не засветится, ток будет очень мал.

Читать еще:  Osram cool blue hyper 5000k h4 отзывы

ЗЫ: А зачем понадобилось сопротивление сд?, просто интересно.

2Andjey
марка светодиодов неизвестна — хочу понять какое напряжение подавать, если делать сборку из этих диодов
кстати — как их лучше включать — параллельно или последовательно

SergeyE написал :
марка светодиодов неизвестна — хочу понять какое напряжение подавать, если делать сборку из этих диодов

Ну вы же их не на помойке нашли, марку c/д можно узнать у продавца, по выставленному фото спецы определить помогут, справочники и паутина есть наконец.

SergeyE написал :
кстати — как их лучше включать — параллельно или последовательно

Включать их надо в соответствии с назначением и принципиальной электрической схемой.
Обозначьте — что вы хотите на с/д сделать, тогда будет предметный разговор.

Сейчас взял синий светодиод.

Попытка измерить сопротивление в обоих направлениях ничего не дала — прибор показывает более 40 МОм 🙂

Никакой схемы стабилизации (ограничения) в нём нет, просто в режиме измерения сопротивления на щупах напряжение всего 0,2 В — светодиод не выходит на рабочий участок ВАХ

Но в режиме прозвонки диодов (на щупах 3 В) тестер показал падение напряжения на светодиоде в рабочем положении 2,6 В ток 0,6 mA — светодиод еле заметно светится, сопротивление при этом около 4,3 кОм.

Подключаю это же светодиод к материнской плате — как индикатор питания, (на схеме подключено через ограничительный резистор). Падение на ярко горящем синем светодиоде 3 В, ток 15,5 mA итого сопротивление 194 Ом.

Видим, что сопротивление светодиода меняется в зависимости от протекающего тока, и оно нелинейно.

2iale
c/д купил давно; марка на них не написана; сделать фото — разве они не все примерно одинаково выглядят ?

2Beeliner
так что «reverse engeneering» невозможен — только визуальное опознание ?

SergeyE написал :
разве они не все примерно одинаково выглядят ?

Все люди выглядят примерно одинаково (кстати тоже две ноги), но не все задают такие вопросы как вы.

PS Купите себе новые под вашу задачу и не парьте мозг по мелочам.

BV написал :
Купите себе новые под вашу задачу и не парьте мозг по мелочам.

А если у него их целый мешок?

2avmal Вот пусть и пишет тогда про свои если.

BV написал :
Вот пусть и пишет тогда про свои если.

Так наверное рассчитывал на нашу сообразительность — не будет же нормальный человек выклянчивать у кого-то пару светодиодов, чтобы посвящать потом всю свою жизнь выяснению их параметров.

Судя по темам, которые уже были — не уверен.

BV написал :
Судя по темам, которые уже были — не уверен.

Блин, не сразу обратил внимание на автора — сразу вспомнилась постройка балкона и аналогичные в нашей теме .

SergeyE, вам ведь (скорее всего) не сопротивление светодиода узнать нужно, а определиться, как его включить правильно? Светодиод прибор нелинейный, поэтому сопротивление его мало что даст.
Попробуйте прикинуть следующим образом: из напряжения источника питания вычтите напряжение падения на светодиоде (1,5- 2.0 В), полученное значение поделите на 10 мА (в подавляющем большинстве случаев — номинальный рабочий ток среднестатистического светодиода). Полученное сопротивление последовательно светодиоду и включите. Поймите главное: светодиод светится при протекании через него определенного ТОКА (и при этом токе на нем падение напряжения будет СТРОГО ОПРЕДЕЛЕННОЕ, хоть киловольты подавайте, ток то вы сопротивлением последовательным ограничите) По поводу схемы включения: параллельно имеет смысл их включать там, где важна надежность свечения (при выходе из строя одного диода — остальные светятся). Только сопротивления должны быть установлены ВО ВСЕ параллельные цепочки диодов. Лучше — последовательно (одно сопротивление на группу диодов) Надежность только невелика: сдуется один светодиод — потухнет вся цепочка. Правило одно: из напряжения источника вычитаете падение напряжения на всех последовательно соединенных светодиодах, и остаток делите на 10 мА. В 99% случаев это покатит 🙂 По падению напряжения на переходе светодиодов разных цветов — iale все сказал.

Как правильно рассчитать резистор для светодиода?

Светодиод (светоизлучающий диод) — излучает свет в тот момент, когда через него протекает электрический ток. Простейшая схема для питания светодиодов состоит из источника питания, светодиода и резистора, подключенного последовательно с ним.

Такой резистор часто называют балластным или токоограничивающим резистором. Возникает вопрос: «А зачем светодиоду резистор?». Токоограничивающий резистор необходим для ограничения тока, протекающего через светодиод, с целью защиты его от сгорания. Если напряжение источника питания равно падению напряжения на светодиоде, то в таком резисторе нет необходимости.

Профессиональный цифровой осциллограф

Количество каналов: 1, размер экрана: 2,4 дюйма, разрешен…

Теория

Математический расчет

Ниже представлена принципиальная электрическая схема в самом простом варианте.
В ней светодиод и резистор образуют последовательный контур, по которому протекает одинаковый ток (I). Питается схема от источника ЭДС напряжением (U). В рабочем режиме на элементах цепи происходит падение напряжения: на резисторе (UR) и на светодиоде (ULED). Используя второе правило Кирхгофа, получается следующее равенство: или его интерпретация

В приведенных формулах R – это сопротивление рассчитываемого резистора (Ом), RLED – дифференциальное сопротивление светодиода (Ом), U – напряжения (В).

Значение RLED меняется при изменении условий работы полупроводникового прибора. В данном случае переменными величинами являются ток и напряжение, от соотношения которых зависит величина сопротивления. Наглядным объяснением сказанного служит ВАХ светодиода.

На начальном участке характеристики (примерно до 2 вольт) происходит плавное нарастание тока, в результате чего RLED имеет большое значение. Затем p-n-переход открывается, что сопровождается резким увеличением тока при незначительном росте прикладываемого напряжения.

Путём несложного преобразования первых двух формул можно определить сопротивление токоограничивающего резистора:

ULED является паспортной величиной для каждого отдельного типа светодиодов.

Графический расчет

Имея на руках ВАХ исследуемого светодиода, можно рассчитать резистор графическим способом. Конечно, такой способ не имеет широкого практического применения. Ведь зная ток нагрузки, из графика можно легко вычислить величину прямого напряжения. Для этого достаточно с оси ординат (I) провести прямую линию до пересечения с кривой, а затем опустить линию на ось абсцисс (ULED). В итоге все данные для расчета сопротивления получены.

Тем не менее, вариант с использованием графика уникален и заслуживает определенного внимания.

Рассчитаем резистор для светодиода АЛ307 с номинальным током 20 мА, который необходимо подключить к источнику питания 5 В. Для этого из точки 20 мА проводим прямую линию до пересечения с кривой LED. Далее через точку 5 В и точку на графике проводим линию до пересечения с осью ординат и получаем максимальное значение тока (Imax), примерно равное 50 мА. Используя закон Ома, рассчитываем сопротивление:

Чтобы схема была безопасной и надёжной нужно исключить перегрев резистора. Для этого следует найти его мощность рассеивания по формуле:

Мигающие светодиоды


Мигающие светодиоды выглядят как обычные светодиоды, они могут мигать самостоятельно потому, что содержат встроенную интегральную схему. Светодиод мигает на низких частотах, как правило 2-3 вспышки в секунду. Такие безделушки делают для автомобильных сигнализаций, разнообразных индикаторов или детских игрушек. Светодиодные цифробуквенные индикаторы сейчас применяются очень редко, они сложнее и дороже жидкокристаллических. Раньше, это было практически единственным и самым продвинутым средством индикации, их ставили даже на сотовые телефоны.

Будет интересно➡ Как отличается параллельное и последовательное соединение резисторов?

При последовательном соединении надо учитывать падение напряжения на каждом диоде, эту сумму сложить и из напряжения питания вычесть вышеозначенную сумму и уже для неё посчитать ток, еа который рассчитан один светодиод. При параллельном несколько сложнее, когда ставишь в параллель второй диод, резистор, необходимый для одного, делишь пополам, а когда три – тогда номинал резистора для двух диодов надо умножить на 0.7, когда четыре диода – номинал для трёх умножаешь на 0.69, для пяти – номинал для четырёх умножаешь на 0.68 и т.д.

При последовательном соединении мощность резистора как для одного диода, независимо от количества, а при параллельном, при каждом добавлении диода, мощность надо пропорционально увеличивать. Только в параллельном и последовательном соединении должны быть диоды одного типа. Но я всегда ставлю на каждый диод свой резистор, потому как диоды имеют довольно большой разброс параметров. И, как показывает практика, обязательно находится слабое звено.

Материал в тему: как устроен тороидальный трансформатор и в чем его преимущества.

В каких случаях допускается подключение светодиода через резистор?

Подключать светодиод через резистор можно, если вопрос эффективности схемы не является первостепенным. Например, использование светодиода в роли индикатора для подсветки выключателя или указателя сетевого напряжения в электроприборах. В подобных устройствах яркость не важна, а мощность потребления не превышает 0,1 Вт. Подключая светодиод с потреблением более 1 Вт, нужно быть уверенным в том, что блок питания выдаёт стабилизированное напряжение.

Если входное напряжение схемы не стабилизировано, то все помехи и скачки будут передаваться в нагрузку, нарушая работу светодиода. Ярким примером служит автомобильная электрическая сеть, в которой напряжение на аккумуляторе только теоретически составляет 12 В. В самом простом случае делать светодиодную подсветку в машине следует через линейный стабилизатор из серии LM78XX. А чтобы хоть как-то повысить КПД схемы, включать нужно по 3 светодиода последовательно. Также схема питания через резистор востребована в лабораторных целях для тестирования новых моделей светодиодов. В остальных случаях рекомендуется использовать стабилизатор тока (драйвер). Особенно тогда, когда стоимость излучающего диода соизмерима со стоимостью драйвера. Вы получаете готовое устройство с известными параметрами, которое остаётся лишь правильно подключить.

Примеры расчетов сопротивления и мощности резистора

Чтобы помочь новичкам сориентироваться, приведем пару практических примеров расчета сопротивления для светодиодов.

Cree XM–L T6

В первом случае проведем вычисление резистора, необходимого для подключения мощного светодиода Cree XM–L к источнику напряжения 5 В. Cree XM–L с бином T6 имеет такие параметры: типовое ULED = 2,9 В и максимальное ULED = 3,5 В при токе ILED=0,7 А. В расчёты следует подставлять типовое значение ULED, так как. оно чаще всего соответствует действительности. Рассчитанный номинал резистора присутствует в ряду Е24 и имеет допуск в 5%. Однако на практике часто приходится округлять полученные результаты к ближайшему значению из стандартного ряда. Получается, что с учетом округления и допуска в 5% реальное сопротивление изменяется и вслед за ним обратно пропорционально меняется ток. Поэтому, чтобы не превысить рабочий ток нагрузки, необходимо расчётное сопротивление округлять в сторону увеличения.
Используя наиболее распространённые резисторы из ряда Е24, не всегда удаётся подобрать нужный номинал. Решить эту проблему можно двумя способами. Первый подразумевает последовательное включение добавочного токоограничительного сопротивления, который должен компенсировать недостающие Омы. Его подбор должен сопровождаться контрольными измерениями тока.

Второй способ обеспечивает более высокую точность, так как предполагает установку прецизионного резистора. Это такой элемент, сопротивление которого не зависит от температуры и прочих внешних факторов и имеет отклонение не более 1% (ряд Е96). В любом случае лучше оставить реальный ток немного меньше от номинала. Это не сильно повлияет на яркость, зато обеспечит кристаллу щадящий режим работы.

Мощность, рассеиваемая резистором, составит:

Рассчитанную мощность резистора для светодиода обязательно следует увеличить на 20–30%.

Вычислим КПД собранного светильника:

Пример с LED SMD 5050

По аналогии с первым примером разберемся, какой нужен резистор для SMD светодиода 5050. Здесь нужно учесть конструкционные особенности светодиода, который состоит из трёх независимых кристаллов.
Если LED SMD 5050 одноцветный, то прямое напряжение в открытом состоянии на каждом кристалле будет отличаться не более, чем на 0,1 В. Значит, светодиод можно запитать от одного резистора, объединив 3 анода в одну группу, а три катода – в другую. Подберем резистор для подключения белого SMD 5050 с параметрами: типовое ULED=3,3 В при токе одного чипа ILED=0,02 А.

Ближайшее стандартное значение – 30 Ом.

Принимаем к монтажу ограничительный резистор мощностью 0,25 Вт и сопротивлением в 30 Ом ±5%.

У RGB светодиода SMD 5050 различное прямое напряжение каждого кристалла. Поэтому управлять красным, зелёным и синим цветом, придётся тремя резисторами разного номинала.

Расчет резистора для светодиода

Осуществить расчет резисторов по силам не только специалистам. Достаточно базовых знаний и понимания физики процесса. Чтобы определить необходимое сопротивление резисторов, нужно учитывать следующие важные факторы:

  • Маркировка на устройстве отображает так называемое напряжение падения, которое необходимо для расчета необходимого напряжения и для подбора резисторов.
  • Числовое значение напряжения определяется в виде разницы между напряжением агрегата и напряжением питания светодиода;
  • Чтобы рассчитать необходимое сопротивление, нужно разделить остаточное напряжение на величину тока, необходимую для бесперебойной работы системы.

Математический расчет сопротивления резистора

Согласно второму правилу Кирхгофа, можно составить равенство U = Ur + Uled, которое можно интерпретировать таким образом: U = I x R + I x Rled, где Rled – это дифференциальное сопротивление.

Читать еще:  Если покрасить лампочку в красный цвет

Значение Rled меняется вместе с изменением работы полупроводника. В данном случае соотношение переменных величин тока и напряжения определяет величину сопротивления.

Также есть смысл вывести формулу для вычисления сопротивления резистора: R = (U – Uled) / I, Ом. В данной формуле Uled – это паспортная величина для конкретного типа светодиода.

Как рассчитать резистор графическим способом?

При наличии ВАХ светодиода расчет резистора для светодиодов можно осуществить графическим методом, хотя такой способ и не очень распространен. Зная ток нагрузки, можно с помощью графика определить прямое напряжение. Необходимо с оси ординат (I) провести прямую до пересечения с кривой и опустить на ось абсцисс.

Особенности расчета

Каким бы ни было подключение резистора, всегда есть свои тонкости и нюансы. Постараемся разобраться, в чем особенности последовательного, параллельного и смешанного способов соединения.

Последовательное соединение

При последовательной схеме светодиоды расставляются друг за другом, и обычно достаточно одного резистора, если удастся корректно произвести расчет сопротивления. Это можно объяснить тем, что в электроцепи в каждом месте установки электроприбора имеется один и тот же ток, значение которого не изменяется.

Параллельное соединение

Часто бывает необходимость в подключении нескольких диодов к одному и тому же источнику. В теории можно использовать один токоограничивающий резистордля питания нескольких LED, соединенных параллельно.

Стоит отметить, что даже в «китайских» моделях производитель устанавливает отдельный ограничительный резистор. При общем балласте для нескольких LED значительно растет вероятность поломки диодов, излучающих свет.

Смешанное соединение

При выборе смешанного соединения схему следует рассчитывать отдельно для каждой последовательной цепи. Если количество и типы светодиодов одинаковы в каждой из последовательных цепей, расчет можно произвести единожды для любой группы диодов. Важно, чтобы все светодиоды были однотипными, как минимум, в пределах общей цепи.

Примеры расчетов сопротивления и мощности резистора

Рассмотрим пример расчета сопротивления резистора LED SMD 5050, при работе с которой следует учитывать некоторые конструкционные особенности светодиода, который включает три независимых кристалла.

При условии, что LED SMD 5050 одноцветный, напряжение на кристалле будет отличаться максимум на 0.1 В. Таким образом, светодиод может быть запитан от одного резистора, а три анода можно объединить в одну группу, три катода – соответственно, в другую. Для подключения SMD 5050 с параметрами ULED=3,3 В и ILED=0,02 А.

R = (5 – 3.3) / (0.02 х 3) = 28.3 Ом. Ближайший стандартный показатель составляет 30 Ом. К установке принимаем резистор с сопротивлением 30 Ом и мощностью 0.25 Вт.

Для максимального удобства и скорости проведения расчетов можно использовать специальный онлайн калькулятор расчет резистора. Этот инструмент дает возможность произвести расчет резисторов в кратчайшие сроки с минимальными затратами времени и сил.

Онлайн-калькулятор

Представленный ниже онлайн калькулятор для светодиодов – это удобное дополнение, которое произведет все расчеты самостоятельно. С его помощью не придётся ничего рисовать и вычислять вручную. Всё что нужно – это ввести два главных параметра светодиода, указать их количество и напряжение источника питания. Одним кликом мышки программа самостоятельно произведёт расчет сопротивления резистора, подберёт его номинал из стандартного ряда и укажет цветовую маркировку. Кроме этого, программа предложит уже готовую схему включения.

Дополняя вышесказанное стоит отметить, что если прямое напряжение светодиода значительно ниже напряжения питания, то схемы включения через резистор малоэффективны. Вся лишняя энергия впустую рассеивается резистором, существенно занижая КПД устройства.

Для чего нужен резистор на светодиоде

Преимущество светодиодов перед лампочками накаливания не оспоримы, а именно:

    * Низкое электропотребления – в 10 раз экономичней лампочек
    * Долгий срок службы – до 11 лет непрерывной работы

* Высокий ресурс прочности – не боятся вибраций и ударов

* Большое разнообразие цветов

* Способность работать при низких напряжениях

Цвет светодиодов определяется типом полупроводникового материала, из
которого он сделан, а не цветом пластика его корпуса. Светодиоды любых
цветов бывают в бесцветном корпусе, в таком случае цвет можно узнать
только включив его…

Напряжение, указанное на упаковке светодиодов — это не напряжение
питания. Это величина падения напряжения на светодиоде. Эта величина
необходима, чтобы вычислить оставшееся напряжение, «не упавшее» на
светодиоде, которое принимает участие в формуле вычисления сопротивления
резистора, ограничивающего ток, поскольку регулировать нужно именно
его.

Изменение напряжение питания всего на одну десятую вольта у условного
светодиода (с 1,9 до 2 вольт) вызовет пятидесятипроцентное увеличение
тока, протекающего через светодиод (с 20 до 30 милиампер).
Для каждого экземпляра светодиода одного и того же номинала подходящее для него напряжение может быть разным. Включив несколько
светодиодов одного и того же номинала параллельно, и подключив их к
напряжению, например, 2 вольта, мы рискуем из-за разброса характеристик
быстро спалить одни экземпляры и недосветить другие. Поэтому при
подключении светодиода надо отслеживать не напряжение, а ток.
Величина тока для светодиода является основным параметром, и как правило, составляет 10 или 20 миллиампер. Неважно, какое будет
напряжение. Главное, чтобы ток, текущей в цепи светодиода,
соответствовал номинальному для светодиода. А ток регулируется
включённым последовательно резистором, номинал которого вычисляется по
формуле:

R — сопротивление резистора в омах.
Uпит — напряжение источника питания в вольтах.
Uпад — прямое падение напряжения на светодиоде в вольтах (указывается в характеристиках и обычно находится в районе 2-х вольт).
При последовательном включении нескольких светодиодов величины падений
напряжений складываются.

I — максимальный прямой ток светодиода в амперах (указывается в характернистиках и составляет обычно либо 10, либо 20 миллиамперам, т.е.
0,01 или 0,02 ампера). При последовательном соединении нескольких
светодиодов прямой ток не увеличивается.

0,75 — коэффициент надёжности для светодиода.
Не следует также забывать и о мощности резистора. Вычислить мощность можно по формуле:

P — мощность резистора в ваттах.
Uпит — действующее (эффективное, среднеквадратичное) напряжение источника питания в вольтах.
Uпад — прямое падение напряжения на светодиоде в вольтах (указывается в характеристиках и обычно находится в районе 2-х вольт).
При последовательном включении нескольких светодиодов величины падений
напряжений складываются. .

* Uпр — Прямое напряжение светодиода взятого из его паспортных
характеристик (обычно находится в пределах от 2 до 4 вольт). В вольтах.

Поэтому, чтобы спасти светодиод нужно поставить последовательно с ним диод, который не пропустит к нему обратное напряжение.

Еще один вариант подключения светодиода к электросети 220в:

Или же поставить два светодиода встречно-параллельно.

Вариант питания от сети с гасящим резистором не самый оптимальный: на резисторе будет выделяться значительная мощность. Действительно, если
применим резистор 24 кОм (максимальный ток 13 мА), то рассеиваемая на
нём мощность будет около 3 Вт. Можно снизить её в два раза, включив
последовательно диод (тогда тепло будет выделяться только в течение
одного полупериода). Диод должен быть на обратное напряжение не менее
400 В. При включении двух встречных светодиодов (существуют даже такие с
двумя кристаллами в одном корпусе, обычно разных цветов, один кристалл
красного свечения, другой зелёного) можно поставить два двухваттных
резистора, каждый сопотивлением в два раза меньше.

Оговорюсь, что применив резистор большого сопротивления (например 200
кОм) можно включить светодиод и без защитного диода. Ток обратного
пробоя будет слишком мал, чтобы вызвать разрушение кристалла. Конечно,
яркость при этом весьма мала, но например для подсветки в темноте
выключателя в спальне её будет вполне достаточно.

Благодаря тому, что ток в сети переменный, можно избежать ненужных трат
электричества на нагрев воздуха ограничительным резистором. Его роль
может выполнять конденсатор, который пропускает переменный ток, не
нагреваясь. Почему так — вопрос отдельный, рассмотрим его позже. Сейчас
же нам нужно знать, что для того, чтобы конденсатор пропускал переменный
ток, через него должны обязательно проходить оба полупериода сети. Но
ведь светодиод проводит ток только в одну сторону. Значит, ставим
встречно-параллельно светодиоду обычный диод (или второй светодиод), он и
будет пропускать второй полупериод.

Но вот мы отключили нашу схему от сети. На конденсаторе осталось какое-то напряжение (вплоть до полного амплитудного, если помним,
равного 315 В). Чтобы избежать случайного удара током, предусмотрим
параллельно конденсатору разрядный резистор большого номинала (чтобы при
нормальной работе через него тёк незначительный ток, не вызывающий его
нагрева), который при отключении от сети за доли секунды разрядит
конденсатор. И для защиты от импульсного зарядного тока тоже поставим
низкоомный резистор. Он также будет играть роль предохранителя,
мгновенно сгорая при случайном пробое конденсатора (ничто не вечно, и
такое тоже случается).

Конденсатор должен быть на напряжение не менее 400 вольт, или специальный для цепей переменного тока напряжением не менее 250 вольт.

А если мы хотим сделать светодиодную лампочку из нескольких
светодиодов? Включаем их все последовательно, встречного диода
достаточно одного на всех.

Диод должен быть рассчитан на ток, не меньший чем ток через светодиоды, обратное напряжение — не менее суммы напряжения на
светодиодах. А ещё лучше взять чётное число светодиодов и включить их
встречно-параллельно.

На рисунке в каждой цепочке нарисовано по три светодиода, на самом деле их может быть и больше десятка.
Как расчитать конденсатор? От амплитудного напряжения сети 315В
отнимаем сумму падения напряжения на светодиодах (например для трёх
белых это примерно 12 вольт). Получим падение напряжения на конденсаторе
Uп=303 В. Ёмкость в микрофарадах будет равна (4,45*I)/Uп, где I —
необходимый ток через светодиоды в миллиамперах. В нашем случае для 20
мА ёмкость будет (4,45*20)/303 = 89/303

Несмотря на компактность в мигающий светодиод входит полупроводниковый
чип генератора и некоторые дополнительные элементы. Также стоит отметить
то, что мигающий светодиод довольно универсален — напряжение питания
такого светодиода может лежать в пределах от З до 14 вольт — для
высоковольтных, и от 1,8 до 5 вольт для низковольтных экземпляров.
Отличительные качества мигающих сеетодиодое:

    • Малые размеры
    • Компактное устройство световой сигнализации

• Широкий диапазон питающего напряжения (вплоть до 14 вольт)

• Различный цвет излучения.

В некоторых вариантах мигающих светодиодов могут быть встроены несколько (обычно — 3) разноцветных светодиода с разной периодичностью
вспышек.

Применение мигающих светодиодов оправдано в компактных устройствах, где
предьявляются высокие требования к габаритам радиоэлементов и
электропитанию — мигающие светодиоды очень экономичны, т..к электронная
схема МСД выполнена на МОП структурах. Мигающий светодиод может с
лёгкостью заменить целый функциональный узел.
Условное графическое обозначение мигающего светодиода на принципиальных схемах ничем не отличается от обозначения обычного
светодиода за исключением того, что линии стрелок- пунктирные и
символизируют мигающие свойства светодиода.

Если взглянуть сквозь прозрачный корпус мигающего светодиода, то можно заметить, что конструктивно он состоит из двух частей. На
основании катодного (отрицательного вывода) размещён кристалл
светоизлучающего диода.

Чип генератора размещён на основании анодного вывода.

Посредством трёх золотых проволочных перемычек соединяются все части данного комбинированного устройства.
Отличить МСД от обычного светодиода легко по внешнему виду, разглядывая его корпус на просвет. Внутри МСД находятся две подложки
примерно одинакового размера. На первой из них располагается
кристаллический кубик светоизлучателя из редкоземельного сплава.

Для увеличения светового потока, фокусировки и формирования диаграммы
направленности применяется параболический алюминиевый отражатель (2). В
МСД он немного меньше по диаметру, чем в обычном светодиоде, так как
вторую часть корпуса занимает подложка с интегральной микросхемой (3).

Электрически обе подложки связаны друг с другом двумя золотыми
проволочными перемычками (4). Корпус МСД (5) выполняется из матовой
светорассеивающей пластмассы или из прозрачного пластика.

Излучатель в МСД расположен не на оси симметрии корпуса, поэтому для
обеспечения равномерной засветки чаще всего применяют монолитный цветной
диффузный световод. Прозрачный корпус встречается только у МСД больших
диаметров, обладающих узкой диаграммой направленности.

Чип генератора состоит из высокочастотного задающего генератора — он работает постоянно -частота его по разным оценкам колеблется около 100
кГц. Совместно с ВЧ-генератором работает делитель на логических
элементах, который делит высокую частоту до значения 1,5- 3 Гц.
Применение высокочастотного генератора совместно с делителем частоты
связано с тем, что для реализации низкочастотного генератора требуется
использование конденсатора с большой ёмкостью для времязадающей цепи.
Для приведения высокой частоты до значения 1-3 Гц используются делители на логических элементах, которые легко разместить на небольшой
площади полупроводникового кристалла.

Кроме задающего ВЧ-генератора и делителя на полупроводниковой подложке
выполнен электронный ключ и защитный диод. У мигающих светодиодов,
рассчитанных на напряжение питания 3-12 вольт, также встраивается
ограничительный резистор. У низковольтных МСД ограничительный резистор
отсутствует Защитный диод необходим для предотвращения выхода из строя
микросхемы при переполюсовке питания.
Для надёжной и долговременной работы высоковольтных МСД, напряжение питания желательно ограничить на уровне 9 вольт. При увеличении
напряжения возрастает рассеиваемая мощность МСД, а, следовательно, и
нагрев полупроводникового кристалла. Со временем чрезмерный нагрев может
привести к быстрой деградации мигающего светодиода.
Безопасно проверить исправность мигающего светодиода можно с помощью батарейки на 4,5 вольта и последовательно включенного совместно со
светодиодом резистора сопротивлением 51 Ом, мощностью не менее 0,25 Вт.

В заключении следует обратить внимание на такие вопросы как пайка и монтаж светодиодов. Это тоже очень важные вопросы, которые влияют на их
жизнеспособность.

светодиоды и микросхемы боятся статики, неправильного подключения и
перегрева, пайка этих деталей должна быть максимально быстрая. Следует
использовать маломощный паяльник с температурой жала не более 260
градусов и пайку производить не более 3-5 секунд (рекомендации
производителя). Не лишним будет использование медицинского пинцета при
пайке. Светодиод берется пинцетом выше к корпусу, что обеспечивает
дополнительный теплоотвод от кристалла при пайке.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector