El principal paràmetre que afecta la durabilitat del LED és el corrent elèctric, el valor del qual està estrictament estandarditzat per a cada tipus d'element LED. Una manera habitual de limitar el corrent màxim és utilitzar una resistència limitadora. La resistència per al LED es pot calcular sense utilitzar càlculs complexos basats en la llei d'Ohm, utilitzant els valors tècnics dels paràmetres del díode i la tensió del circuit de commutació.
Contingut
Característiques d'encendre el LED
Funcionant amb el mateix principi que els díodes rectificadors, els elements emissors de llum, però, tenen característiques distintives. Els més importants són:
- Sensibilitat extremadament negativa a la tensió de polaritat inversa. Un LED connectat al circuit amb la polaritat incorrecta falla gairebé a l'instant.
- Interval estret de corrent de funcionament admissible a través de la unió p-n.
- Dependència de la resistència de transició de la temperatura, que és típica per a la majoria dels elements semiconductors.
L'últim punt s'ha de parlar amb més detall, ja que és el principal per calcular la resistència d'extinció. La documentació dels elements radiants indica el rang admissible del corrent nominal, en el qual romanen en funcionament i proporcionen les característiques de radiació especificades. Subestimar el valor no és fatal, però comporta una certa disminució de la brillantor. A partir d'un determinat valor límit, el pas del corrent a través de la transició s'atura i la resplendor estarà absent.
Superar primer el corrent comporta un augment de la brillantor de la resplendor, però la vida útil es redueix dràsticament. Un augment addicional condueix a la fallada de l'element. Així, la selecció de resistències LED té com a objectiu limitar el corrent màxim permès en les pitjors condicions.
La tensió en una unió semiconductora està limitada pels processos físics que hi ha i es troba en un rang estret d'uns 1-2 V. Els díodes emissors de llum de 12 volts, sovint instal·lats en cotxes, poden contenir una cadena d'elements connectats en sèrie o un limitador. circuit inclòs en el disseny.
Per què necessiteu una resistència per al LED?
L'ús de resistències limitadores en encendre els LED és, encara que no és la més eficaç, però la solució més fàcil i econòmica per limitar el corrent dins dels límits acceptables. Les solucions de circuits que permeten estabilitzar el corrent al circuit emissor amb una gran precisió són bastant difícils de repetir, i les ja fetes tenen un cost elevat.
L'ús de resistències us permet realitzar il·luminació i retroil·luminació pel vostre compte. El més important en aquest cas és la capacitat d'utilitzar instruments de mesura i habilitats mínimes de soldadura. Un limitador ben dissenyat, tenint en compte possibles toleràncies i fluctuacions de temperatura, és capaç d'assegurar el funcionament normal dels LED durant tota la vida útil declarada amb un cost mínim.
Connexió de LEDs en paral·lel i en sèrie
Per tal de combinar els paràmetres dels circuits de potència i les característiques dels LED, la connexió en sèrie i paral·lel de diversos elements està molt estesa. Cada tipus de connexió té avantatges i desavantatges.
Connexió paral·lel
L'avantatge d'aquesta connexió és l'ús d'un sol limitador per a tot el circuit. Cal tenir en compte que aquest avantatge és l'únic, per tant, pràcticament mai no es troba una connexió paral·lela, a excepció dels productes industrials de baixa qualitat. Els desavantatges són:
- La dissipació de potència a l'element limitador augmenta en proporció al nombre de LED connectats en paral·lel.
- La dispersió dels paràmetres dels elements condueix a una distribució desigual dels corrents.
- L'esgotament d'un dels emissors provoca una fallada semblant a una allau de tots els altres a causa d'un augment de la caiguda de tensió a través del grup connectat en paral·lel.
La connexió augmenta una mica les propietats operatives, on el corrent a través de cada element radiant està limitat per una resistència separada. Més precisament, es tracta d'una connexió en paral·lel de circuits individuals format per LEDs amb resistències limitadores.El principal avantatge és una major fiabilitat, ja que la fallada d'un o més elements no afecta de cap manera el funcionament dels altres.
El desavantatge és el fet que, a causa de la propagació dels paràmetres LED i la tolerància tecnològica pel valor de la resistència, la brillantor de la resplendor dels elements individuals pot variar molt. Aquest esquema conté un gran nombre d'elements de ràdio.
La connexió en paral·lel amb limitadors individuals s'utilitza en circuits de baixa tensió, començant per un mínim, limitat per la caiguda de tensió a la unió p-n.
Connexió en sèrie
La connexió en sèrie dels elements radiants s'ha convertit en la més estesa, ja que l'avantatge indubtable d'un circuit en sèrie és la igualtat absoluta del corrent que passa per cada element. Com que el corrent a través de la resistència limitadora única i a través del díode és el mateix, la dissipació de potència serà mínima.
Un inconvenient important és que la fallada d'almenys un dels elements comportarà la inoperabilitat de tota la cadena. Per a una connexió en sèrie, es requereix una tensió augmentada, el valor mínim de la qual augmenta en proporció al nombre d'elements inclosos.
inclusió mixta
L'ús d'un gran nombre d'emissors és possible quan es realitza una connexió mixta, quan s'utilitzen diverses cadenes connectades en paral·lel, i una connexió en sèrie d'una resistència limitadora i diversos LED.
L'esgotament d'un dels elements comportarà la inoperabilitat d'un sol circuit en el qual s'instal·la aquest element.La resta funcionarà correctament.
Fórmules de càlcul de resistències
El càlcul de la resistència de la resistència per als LED es basa en la llei d'Ohm. Els paràmetres inicials per calcular la resistència del LED són:
- tensió del circuit;
- corrent de funcionament del LED;
- caiguda de tensió a través del díode emissor (tensió d'alimentació del LED).
El valor de la resistència es determina a partir de l'expressió:
R = U/I
on U és la caiguda de tensió a través de la resistència i I és el corrent directe a través del LED.
La caiguda de tensió del LED es determina a partir de l'expressió:
U \u003d Upit - Usv,
on Upit és la tensió del circuit i Usv és la caiguda de tensió de la placa d'identificació a través del díode radiant.
El càlcul d'un LED per a una resistència dóna un valor de resistència que no estarà en el rang estàndard de valors. Heu de prendre una resistència amb una resistència més propera al valor calculat al costat més gran. Això té en compte el possible augment de la tensió. És millor prendre el valor següent a la sèrie de resistències. Això reduirà una mica el corrent a través del díode i reduirà la brillantor de la resplendor, però al mateix temps, qualsevol canvi en la magnitud de la tensió d'alimentació i la resistència del díode (per exemple, quan la temperatura canvia) s'anivella.
Abans de triar un valor de resistència, hauríeu d'avaluar la possible disminució del corrent i de la brillantor en comparació amb l'especificat per la fórmula:
(R — Rst)R•100%
Si el valor obtingut és inferior al 5%, haureu de prendre una resistència més gran, si és del 5 al 10%, podeu limitar-vos a una de més petita.
Un paràmetre igualment important que afecta la fiabilitat del funcionament és la dissipació de potència de l'element limitador de corrent. El corrent que passa per una secció amb resistència fa que s'escalfi.Per determinar la potència que es dissiparà, utilitzeu la fórmula:
P = U•U/R
Utilitzeu una resistència limitadora la dissipació de potència de la qual superarà el valor calculat.
Exemple:
Hi ha un LED amb una caiguda de tensió a través d'ell d'1,7 V amb un corrent nominal de 20 mA. Ha d'estar connectat a un circuit de 12 V.
La caiguda de tensió a través de la resistència limitadora és:
U = 12 - 1,7 = 10,3 V
Resistència de la resistència:
R \u003d 10,3 / 0,02 \u003d 515 ohms.
El valor més proper més alt en el rang estàndard és de 560 ohms. Amb aquest valor, la disminució del corrent en comparació amb el valor establert és lleugerament inferior al 10%, de manera que no cal prendre un valor més gran.
Potència dissipada en watts:
P = 10,3•10,3/560 = 0,19 W
Així, per a aquest circuit, podeu utilitzar un element amb una potència de dissipació admissible de 0,25 W.
Connexió de la tira LED
Les tires LED estan disponibles per a diferents tensions d'alimentació. A la cinta hi ha un circuit de díodes connectats en sèrie. El nombre de díodes i la resistència de les resistències limitadores depenen de la tensió d'alimentació de la cinta.
Els tipus més comuns de tires LED estan dissenyats per connectar-se a un circuit de 12 V. Aquí també és possible utilitzar un valor de tensió més alt per al funcionament. Per al càlcul correcte de resistències, és necessari conèixer el corrent que circula per una sola secció de la cinta.
Un augment de la longitud de la cinta provoca un augment proporcional del corrent, ja que les seccions mínimes estan connectades tecnològicament en paral·lel. Per exemple, si la longitud mínima d'un segment és de 50 cm, una cinta de 5 m de cada 10 d'aquests segments tindrà un augment de 10 vegades en el consum de corrent.
Articles semblants:
