วิธีการเลือกตัวต้านทาน จำกัด กระแสสำหรับ LED

แหล่งกำเนิดแสง LED ที่ทันสมัยได้รับการปรับให้เข้ากับการใช้งานในระยะยาวในสภาวะที่ยากลำบาก อย่างไรก็ตามความต้านทาน จำกัด ปัจจุบันใช้สำหรับการป้องกันปัจจุบัน การคำนวณตัวต้านทานที่แม่นยำสำหรับ LED จะช่วยในการเลือกส่วนประกอบการทำงานของวงจรโดยไม่มีข้อผิดพลาด

การใช้ตัวต้านทาน จำกัด ปัจจุบันสำหรับ LED

สำหรับการตกแต่งเพื่อให้แน่ใจว่ามีทัศนวิสัยที่ดีในทางเดินมืดและแก้ปัญหาในทางปฏิบัติอื่น ๆ ประหยัดกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับหลอดไส้คลาสสิก ความแข็งแรงสูงช่วยป้องกันการปนเปื้อนต่อสิ่งแวดล้อมด้วยสารเคมีที่เป็นอันตรายซึ่งไม่ได้รับการยกเว้นหลังจากความเสียหายต่อหลอดไฟของแหล่งกำเนิดแสงที่ปล่อยก๊าซ

เมื่อแยกขั้วต่อเซมิคอนดักเตอร์การนำไฟฟ้าด้านเดียวจำเป็นต้องเชื่อมต่อ LED เข้ากับแบตเตอรี่ซึ่งเป็นแหล่งพลังงาน DC อีกอันหนึ่งเป็นที่เข้าใจได้ แรงดันไฟฟ้าของเครือข่ายในครัวเรือนมาตรฐานจะถูกแก้ไขลดลงถึงระดับเล็กน้อย ตัวต้านทานจะจำกัดความแรงของกระแสไฟฟ้า

คุณสมบัติของงานและการคำนวณ

แม้จะมีข้อได้เปรียบที่สำคัญผู้ใช้ที่ใส่ใจแนะนำให้ใส่ใจกับข้อเสียที่สำคัญของอุปกรณ์ LED:

• เทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์กำหนดลักษณะแรงดันไฟฟ้าไม่เชิงเส้น (CVC);
• แรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นเหนือขีด จำกัด บางอย่างจะมาพร้อมกับการสลายตัวของชุมทาง pn;
• ในระดับหนึ่ง (เมื่อเปิดสวิตช์โดยตรงหรือย้อนกลับ) การเพิ่มจำนวนแอมแปร์จะทำให้ผลิตภัณฑ์เสียหาย

สิ่งที่สำคัญเป็นพิเศษคือความต้านทานเล็กน้อยในโหมดปฏิบัติการ การเปลี่ยนแปลงเล็ก ๆ น้อย ๆ ในพารามิเตอร์หลักของแหล่งพลังงานสามารถสร้างความเสียหายต่อแยกเซมิคอนดักเตอร์ ด้วยเหตุนี้จึงมีการเพิ่มตัวต้านทานการ จำกัด กระแสในวงจร

องค์ประกอบแฝงเพิ่มเติมเพิ่มการใช้พลังงาน ด้วยเหตุนี้จึงแนะนำให้ใช้โซลูชั่นดังกล่าวร่วมกับไดโอดเปล่งแสงที่มีกำลังไฟน้อยหรือเพื่อสร้างอุปกรณ์ที่มีรอบการทำงานเล็ก ๆ

การคำนวณทางคณิตศาสตร์

ในวงจรที่ง่ายที่สุดตัวต้านทาน จำกัด กระแส (R) และไฟ LED จะเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับแหล่งจ่ายกระแสคงที่ (I) ด้วยแรงดันไฟฟ้าเฉพาะ (U และ) ที่ขั้วเอาท์พุท ความต้านทานไฟฟ้าสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตรกฎหมายที่รู้จักกันดีของโอห์ม (I = U / R)

หลักที่สองของ Kirchhoff ก็มีประโยชน์เช่นกัน ในตัวอย่างนี้จะกำหนดความเท่าเทียมกันต่อไปนี้: Uand = Ur + Ucที่ไหน Ur (Uc) - แรงดันไฟฟ้าข้ามตัวต้านทาน (LED) ตามลำดับ ด้วยการแปลงนิพจน์เหล่านี้อย่างง่ายคุณจะได้รับการอ้างอิงพื้นฐาน:

• อุ้ย = I * R + I * Rc;
• R = (U และ - Uc) / I

ที่นี่ Rc หมายถึงความต้านทานที่แตกต่างของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ซึ่งแตกต่างกันไม่เชิงเส้นขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าและกระแส ในส่วนย้อนกลับของลักษณะแรงดันไฟฟ้าในปัจจุบันพื้นที่ล็อคสามารถแยกความแตกต่าง เพิ่มขึ้นอย่างมาก Rc ในเว็บไซต์นี้ป้องกันการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน (Iobr = 0) อย่างไรก็ตามด้วยการเพิ่มแรงดันไฟฟ้าที่ตามมาในระดับหนึ่ง (Urebr-m) ทำให้เกิดการแยกของ p-n junction เกิดขึ้น

เนื่องจากไดรเวอร์ให้กำลังไฟกระแสตรงคุณจึงต้องศึกษาการเชื่อมต่อ "โดยตรง" อย่างเหมาะสม คุณสมบัติของ CVC:

• เมื่อยืดแรกถึง องค์การสหประชาชาติ ความต้านทานจะค่อยๆลดลงและกระแสก็จะเพิ่มขึ้นตามไปด้วย
• จาก องค์การสหประชาชาติ ก่อน หนอ - พื้นที่ทำงาน (รังสีในช่วงแสง);
• ยิ่งไปกว่านั้น - การลดลงของความต้านทานที่คมชัดนั้นเป็นการเพิ่มความแข็งแรงของกระแสในระดับเอ็กซ์โพเนนเชียลแบบเอ็กซ์โพเนนเชียลพร้อมความล้มเหลวที่ตามมาของผลิตภัณฑ์

LED จะคำนวณตามค่าของแรงดันไฟฟ้า Uc. ผู้ผลิตระบุพารามิเตอร์นี้ในเอกสารประกอบ ในการคำนวณความต้านทานไฟฟ้าของตัวต้านทาน จำกัด กระแสที่เหมาะสมให้ใช้สูตร: R = (U and - Uc) / I.

การคำนวณกราฟิค

หากคุณใช้คุณสมบัติ I - V คุณสามารถใช้เทคนิคกราฟิก ข้อมูลกราฟิกและดิจิตอลดั้งเดิมนำมาจากหนังสือเดินทางหรือบนเว็บไซต์อย่างเป็นทางการของผู้ผลิต อัลกอริทึมของการกระทำ (ตัวอย่าง):

• ตามข้อมูลแหล่งที่มากระแสไฟ LED ที่ระบุ (ใน) คือ 25 mA;
• เส้นประถูกดึงจากจุดที่สอดคล้องกัน (1) บนแกนตั้งฉากไปจนถึงจุดตัดด้วยเส้นโค้ง I - V (2)
• สังเกตแรงดันไฟฟ้าของแหล่งพลังงาน (U และ = 5.5 V) บนแกน abscissa (3)
• ลากเส้นผ่านจุด (2) และ (3);
• จุดตัดที่มีแกนกำหนดจะแสดงค่าของกระแสที่อนุญาตสูงสุด (Im = 60 mA)

ยิ่งไปกว่านั้นตามสูตรดั้งเดิมมันไม่ยากที่จะคำนวณว่าตัวต้านทานใดที่จำเป็นสำหรับ LED ในกรณีนี้: R = U และ / Im = 5.5 / 0.06 ≈ 91.7. ในซีรีส์คุณจะต้องเลือกคะแนนที่ใกล้เคียงที่สุดโดยมีระยะห่างเล็กน้อย 100 โอห์ม วิธีนี้จะลดประสิทธิภาพลงเล็กน้อย แต่ในโหมดประหยัดทรัพยากรส่วนประกอบการทำงานจะร้อนน้อยลง ตามลําดับโหลดบนจุดแยกเซมิคอนดักเตอร์จะลดลง คาดว่าจะเพิ่มขึ้นในชีวิตของแหล่งกำเนิดแสง

สำหรับตัวเลือกตัวต้านทานที่ถูกต้องคุณต้องรู้พลัง (P) ค่ามาตรฐาน (W): 0.125; 0.25; 0.5; 1; 2; 5. การคำนวณสามารถทำได้โดยพารามิเตอร์ที่รู้จักใด ๆ โดยใช้สูตร: P = Im2 * R = Ur2 / R. ถ้าเรานำข้อมูลเริ่มต้นของตัวอย่างที่พิจารณาแล้ว: P = 0.06 * 0.06 * 100 = 0, 36 W เมื่อกำหนดช่วงประเภทคุณจะต้องเลือกตัวต้านทานที่มีความต้านทาน 100 โอห์มที่มีกำลังงานการสลาย 0.5 วัตต์

ความคลาดเคลื่อนเกี่ยวกับความแม่นยำของความต้านทานไฟฟ้าของตัวต้านทานมีค่าตั้งแต่ 0.001 ถึง 30% ของค่าเล็กน้อย ในการทำเครื่องหมายตามมาตรฐานสากลคลาสที่เกี่ยวข้องจะถูกระบุเป็นตัวอักษรละติน (D - 0.5%; G - 2%; J - 5%)

การเชื่อมต่อ LED ผ่านตัวต้านทาน

จากข้อมูลที่นำเสนอสามารถสรุปได้ระหว่างกลางที่สำคัญหลายประการ:

• วงจรป้องกันตัวต้านทานใช้พลังงานต่ำ
• พวกเขาไม่ทำหน้าที่รักษาเสถียรภาพ
• องค์ประกอบแฝงไม่สามารถระงับการกระชาก

ตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพที่ยอมรับได้สามารถสร้างได้โดยการสร้าง:

• เซ็นเซอร์;
• ตัวชี้วัด;
• อุปกรณ์ส่งสัญญาณ

สำหรับการให้แสงสว่างในตู้ปลาในพื้นที่ขนาดเล็กโซลูชันดังกล่าวเหมาะสม อย่างไรก็ตามการบริโภคพลังงานจำนวนมากเป็นเวลานานไม่น่าเป็นที่ยอมรับได้ การขาดความเสถียรเกิดจากการเปลี่ยนแปลงของความสว่างที่เห็นได้ชัดเจนพร้อมกับแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้น / ลดลง

ผู้เชี่ยวชาญแนะนำว่าด้วยการใช้พลังงานรวมมากกว่า 1.5-2 W ให้ใช้แหล่งจ่ายไฟที่มีความเสถียรของกระแสไฟฟ้าที่เชื่อถือได้ อุปกรณ์เหล่านี้ (หรี่แสง) ใช้เพื่อเชื่อมต่อกลุ่มของอุปกรณ์ให้แสงสว่างและอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำที่มีพลังงานสูง

การคำนวณตัวต้านทานสำหรับ LED

คุณสามารถทำการคำนวณที่จำเป็นออนไลน์ได้โดยใช้เครื่องคิดเลขพิเศษ การใช้งานโปรแกรมอย่างเต็มรูปแบบนั้นมีให้ฟรี

อย่างไรก็ตามการเข้าถึงอินเทอร์เน็ตอาจไม่สามารถใช้งานได้ตลอดเวลา หลังจากศึกษาเทคนิคง่าย ๆ แล้วทุกคนสามารถเลือกตัวต้านทานสำหรับ LED ได้อย่างรวดเร็วโดยไม่ต้องค้นหาซอฟต์แวร์ที่เหมาะสม

ในการสาธิตอัลกอริทึมคุณจะต้องพิจารณาการเชื่อมต่อตัวต้านทานป้องกันเข้ากับวงจรจ่ายไฟ (5 V) ของ LED เฉพาะ (Epistar 1W HP)

ข้อกำหนดทางเทคนิค:

• การกระจายพลังงาน, W - 1;
• ปัจจุบัน mA - 350;
• แรงดันไปข้างหน้า (ทั่วไป / สูงสุด), V - 2.35 / 2.6

เพื่อ จำกัด กระแสไฟ LED โดยคำนึงถึงคำแนะนำของผู้ผลิตตัวต้านทานที่มีความต้านทานไฟฟ้า R = (5-2.35) /0.35 = 7.57 โอห์มเหมาะ ตามมาตรฐาน E24 ค่าที่ใกล้ที่สุดคือ 7.5 และ 8.2 โอห์ม หากคุณใช้กฎมาตรฐานคุณจะต้องเลือกค่าที่มากกว่าซึ่งแตกต่างจากค่าโดยประมาณเกือบ 8.5% ข้อผิดพลาดเพิ่มเติมจะถูกสร้างขึ้นโดยความอดทน 5% ของผลิตภัณฑ์ราคาไม่แพงอนุกรม ด้วยความเบี่ยงเบนดังกล่าวจึงเป็นเรื่องยากที่จะได้รับลักษณะวงจรที่ยอมรับได้ในแง่ของฟังก์ชั่นการป้องกันและการใช้พลังงาน

วิธีแรกในการแก้ปัญหาคือเลือกตัวต้านทานหลายตัวที่มีเรทต่ำกว่า จากนั้นใช้การเชื่อมต่อแบบอนุกรมขนานหรือแบบรวมเพื่อให้ได้ความต้านทานเทียบเท่าที่จำเป็นของวงจร วิธีที่สองคือการเพิ่มตัวต้านทานการปรับแต่ง

การคำนวณการกระจายพลังงาน

ในตัวเลือกใด ๆ เมื่อเลือกความต้านทานไฟฟ้าของวงจรควรตั้งค่ากระแสที่ต่ำกว่าเล็กน้อยเพื่อยืดอายุของ LED เพื่อป้องกันความเสียหายจากความร้อนผลิตภัณฑ์จะใช้ในช่วงอุณหภูมิที่แนะนำ สำหรับเอพิสตาร์ 1W HP, -40 ° C ถึง + 80 ° C หากจำเป็นให้ใช้การติดตั้งบนหม้อน้ำดาวพิเศษ อาหารเสริมนี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการกระจายความร้อน

สำหรับการเลือกที่แม่นยำค่าประมาณกำลังงานกระจายของตัวต้านทาน: P = I2 * R = (0.35) 2 * 7.57 = 0.1225 * 7.57 ≈0.93 W สำรองสำหรับพารามิเตอร์นี้ไม่น้อยกว่า 20-25% การให้คะแนน 1 W ไม่เพียงพอดังนั้นให้เลือกการจัดอันดับถัดไปในแถวมาตรฐาน - 2 W

ประสิทธิภาพของวงจรประกอบถูกตรวจสอบโดยอัตราส่วน Uc / Uи = 2.35 / 5 = 0.47 (47%) ผลสุดท้ายแสดงให้เห็นว่ามากกว่าครึ่งหนึ่งของกระแสไฟฟ้าในกรณีนี้สูญเปล่า ในความเป็นจริงตัวบ่งชี้ยิ่งแย่ลงเนื่องจาก LED ไม่ได้ใช้พลังงานทั้งหมดในการแผ่รังสีในส่วนที่มองเห็นได้ของสเปกตรัม ส่วนสำคัญคือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของช่วง IR

การเชื่อมต่อแบบขนาน

ณ จุดใด ๆ ในวงจรอนุกรมความแรงของกระแสจะเท่ากัน ทำให้การคำนวณง่ายขึ้นป้องกันสถานการณ์ฉุกเฉิน เมื่อองค์ประกอบหนึ่งล้มเหลวไฟ LED ทั้งหมดจะดับลง ดังนั้นจึงไม่รวมความเสียหายจากแรงดันไฟฟ้าเกิน เหตุผลที่ระบุไว้อธิบายถึงความนิยมของการใช้วิธีนี้เมื่อสร้างหลอดเทปการออกแบบอื่น ๆ

ข้อดีบางประการนั้นมาจากการใช้การเชื่อมต่อแบบขนาน ในศูนย์รวมผลิตภัณฑ์นี้ยังคงใช้งานได้บางส่วนเมื่อวงจรหนึ่งได้รับความเสียหาย วิธีการแก้ปัญหานี้ให้แรงดันไฟฟ้าเท่ากันที่จุดเชื่อมต่อกับแหล่งพลังงานของแต่ละสาขา

การเชื่อมต่อแบบขนานเหมาะสำหรับองค์กรของวงจรควบคุมอิสระ เทคโนโลยีนี้มีพื้นฐานมาจากหลักการทำงานของพวงมาลัยปีใหม่ แยกสาขาเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟตามอัลกอริทึมที่ระบุโดยโปรแกรม

คุณไม่สามารถใช้ตัวต้านทานเดียวสำหรับไดโอดแบบขนานหลายตัว ตัวเลือกความต้านทานอย่างระมัดระวังอธิบายโดยความต้องการการควบคุมกระแสที่แม่นยำ ในบางสถานการณ์ข้อผิดพลาดของ 0.1-0.5 A ทำให้เกิดการสลายการลดลงอย่างรุนแรงในทรัพยากร

ลักษณะทางเทคนิคที่แท้จริงของไฟ LED แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญแม้ในฝากขายเดียวกัน ด้วยเหตุผลนี้แต่ละวงจรได้รับการป้องกันโดยตัวต้านทานแยกต่างหาก

คุณสมบัติของ ICE ราคาถูก

ต้นทุนต่ำเพียงอย่างเดียวไม่ได้พิสูจน์คุณภาพที่ไม่ดี การขยายขนาดของการผลิตและการปรับปรุงกระบวนการทางเทคโนโลยีจะช่วยลดต้นทุนอย่างไรก็ตามผลิตภัณฑ์ของผู้ผลิตที่ไม่ตรงกับคุณสมบัติที่ประกาศจะถูกนำเสนอในส่วนตลาดที่สอดคล้องกัน

เมื่อต้องการระบุปัญหาที่เป็นไปได้ให้ใส่ใจกับพารามิเตอร์ต่อไปนี้:

• ในรุ่นราคาถูกส่วนหลักของโครงสร้างทำจากอลูมิเนียม
• อะนาล็อกทองแดงนั้นหนักกว่าถอดความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพและทนต่อความเครียดเชิงกล
• ในผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพขนาดคริสตัลเป็นไปตามมาตรฐาน (0.762 x 0.762 มม. หรืออื่น ๆ )
• ข้อเสียจะแสดงโดยอ้อมโดยการบิดเบือนของสัดส่วนของพื้นที่ทำงาน (สี่เหลี่ยมแทนที่จะเป็นสี่เหลี่ยม)
• เพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือผู้ผลิตที่รับผิดชอบเพิ่มจำนวนตัวนำใช้เธรดจากโลหะมีค่า

ไฟ LED คุณภาพสูงสร้างฟลักซ์ส่องสว่าง 150-220 ลูเมนต่อการใช้ 1 วัตต์ Fakes - ไม่เกิน 50-70 lm เมื่อมีข้อสงสัยควรเลือกส่วนประกอบการป้องกันด้วยความระมัดระวังเป็นพิเศษ