Modern LED ışık kaynakları zor koşullarda uzun süreli çalışma için iyi uyarlanmıştır. Ancak, akım koruma için akım sınırlama direnci kullanılır. LED için direncin doğru hesaplanması, devrenin fonksiyonel bileşenlerini hatasız seçmeye yardımcı olacaktır.
LED için akım sınırlayıcı direnç kullanımı
Dekoratif dekorasyon için, karanlık bir koridorda iyi görünürlük sağlamak ve diğer pratik problemleri çözmek için LED'ler kullanılır. Klasik akkor ampullere kıyasla çok daha ekonomiktirler. Yüksek mukavemet, bir gaz deşarj ışık kaynağının ampulüne zarar verdikten sonra hariç tutulmayan zararlı kimyasal bileşiklerle çevresel kontaminasyonu önler.
Yarı iletken bağlantısının tek taraflı iletkenliği göz önüne alındığında, LED'i başka bir DC güç kaynağı olan bataryaya bağlama ihtiyacı anlaşılabilir. Standart bir ev ağının voltajı düzeltilir, nominal seviyeye düşürülür. Direnç mevcut gücü sınırlar.
İşin özellikleri ve hesaplamalar
Önemli avantajlara rağmen, dikkatli kullanıcılar LED cihazların önemli dezavantajlarına dikkat etmenizi önerir:
- yarı iletken teknolojisi doğrusal olmayan akım-voltaj karakteristiklerini (CVC) belirler;
- belirli bir eşiğin üzerindeki voltaj artışına pn bağlantı noktasının bozulması eşlik eder;
- belirli bir seviyede (doğrudan veya ters açma ile), amperdeki keskin bir artış ürüne zarar verir.
Özellikle önemli olan, çalışma modunda kendi küçük direncidir. Güç kaynağının ana parametrelerindeki nispeten küçük bir değişiklik, yarı iletken bağlantısına zarar verebilir. Bu nedenle devreye bir akım sınırlama direnci eklenir.
Ek bir pasif eleman enerji tüketimini arttırır. Bu nedenle, bu tür çözümlerin küçük güçte ışık yayan diyotlarla birlikte kullanılması veya küçük görev döngülerine sahip cihazlar oluşturulması önerilir.
Matematiksel hesaplama
En basit devrede, bir akım sınırlayıcı direnç (R) ve bir LED, çıkış terminallerinde belirli bir voltaj (U ve) ile sabit bir akım kaynağına (I) seri olarak bağlanır. Elektrik direnci, iyi bilinen Ohm yasası formülü (I = U / R) kullanılarak hesaplanabilir.
Kirchhoff'un ikinci postülası da yararlıdır. Bu örnekte, aşağıdaki eşitliği tanımlar: Uand = Ur + Ucnerede Ur (Uc) - sırasıyla direnç (LED) boyunca voltaj. Bu ifadeleri basitçe dönüştürerek temel bağımlılıkları elde edebilirsiniz:
- Ui = I * R + I * Rc;
- R = (U ve - Uc) / I.
Buraya Re "Yarıiletken", voltaj ve akıma bağlı olarak doğrusal olmayan değişen bir yarı iletken aygıtın diferansiyel direncini belirtir. Akım-voltaj karakteristiğinin ters tarafında, bir kilitleme bölgesi ayırt edilebilir. Önemli artış Re bu sitede elektronların hareketini önler (Iobr = 0). Bununla birlikte, daha sonra belirli bir seviyede voltajda (Urebr-m) bir artışla, pn bağlantısının bozulması meydana gelir.
Sürücü doğru akım gücü sağladığı için uygun “doğrudan” bağlantıyı dikkatle incelemeniz gerekir. CVC'nin Özellikleri:
- ilk esnemede un direnç kademeli olarak azalır ve akım buna göre artar;
- itibaren un önce um - çalışma alanı (ışık aralığında radyasyon);
- ayrıca - dirençteki keskin bir düşüş, ürünün daha sonraki başarısızlığıyla mevcut mukavemette katlanarak artışa neden olur.
LED'ler çalışma voltajının değerine göre hesaplanır uc. Üreticiler bu parametreyi ekteki belgelerde belirtmektedir. Uygun bir akım sınırlama direncinin elektrik direncini hesaplamak için formülü kullanın: R = (U ve - Uc) / I.
Grafik hesaplama
I - V özelliğini alırsanız grafik tekniğini uygulayabilirsiniz. Orijinal grafik ve dijital bilgiler pasaporttan veya üreticinin resmi web sitesinde alınır. Eylem algoritması (örnek):
- kaynak verilere göre, LED'in (In) nominal akımı 25 mA;
- dikey koordinat eksenindeki karşılık gelen noktadan (1) I - V eğrisi (2) ile kesişmeye noktalı bir çizgi çizilir;
- apsis eksenindeki (3) güç kaynağının voltajını (U ve = 5,5 V) not edin;
- (2) ve (3) noktalarından bir çizgi çizin;
- sıra ekseni ile kesişme, izin verilen maksimum akım değerini (Im = 60 mA) gösterecektir.
Ayrıca, klasik formüle göre, bu durumda LED için hangi direncin gerekli olduğunu hesaplamak zor değildir: R = U ve / Im = 5.5 / 0.06 ≈ 91.7. Seride, 100 ohmluk küçük bir marj ile en yakın derecelendirmeyi seçmeniz gerekiyor. Bu çözüm verimliliği biraz azaltacaktır. Ancak koruyucu modda, fonksiyonel bileşenler daha az ısınır. Buna uygun olarak, yarı iletken bağlantı üzerindeki yük azalacaktır. Işık kaynağının ömründe bir artış beklenir.
Doğru direnç seçimi için gücü (P) bilmeniz gerekir. Standart değerler (W): 0.125; 0.25; 0.5; 1 'dir; 2; 5. Hesaplamalar formül kullanılarak bilinen herhangi bir parametre ile yapılabilir: P = Im2 * R = Ur2 / R. Dikkate alınan örneğin ilk verilerini alırsak: P = 0.06 * 0.06 * 100 = 0, 36 W. Tip aralığı göz önüne alındığında, 0,5 watt'lık bir yayma gücüne sahip 100 Ohm dirençli bir direnç seçmelisiniz.
Dirençlerin elektrik direncinin doğruluğuna ilişkin toleranslar nominalin% 0.001 ila% 30'udur. Uluslararası standartlara göre işaretlemede ilgili sınıflar Latin harfleriyle (D -% 0,5; G -% 2; J -% 5) belirtilir.
Direnç üzerinden bir LED bağlama
Sunulan verilere dayanarak, birkaç önemli ara sonuç çıkarılabilir:
- dirençli koruyucu devreler düşük güçte kullanılır;
- stabilizasyon fonksiyonlarını yerine getirmezler;
- pasif eleman dalgalanmaları bastıramaz.
Kabul edilebilir performans göstergeleri aşağıdakiler oluşturularak elde edilebilir:
- sensörleri;
- göstergeler;
- sinyal aygıtları.
Küçük bir yerel akvaryum aydınlatması için böyle bir çözüm uygundur. Bununla birlikte, uzun süre büyük miktarda enerji tüketiminin kabul edilebilir olması muhtemel değildir. Stabilizasyon eksikliği, artan / azalan voltaj ile parlaklıkta gözle görülür bir değişiklik ile kendini gösterir.
Uzmanlar, toplam 1,5-2 W'dan fazla tüketimde, güvenilir akım stabilizasyonuna sahip güç kaynakları kullanmanızı önerir. Bu cihazlar (dimmerler), yüksek güçlü aydınlatma cihazları ve yarı iletken cihazlarını bağlamak için kullanılır.
LED için direncin hesaplanması
Gerekli hesaplamaları özel bir hesap makinesi kullanarak çevrimiçi yapabilirsiniz. Bu tür programların tam kullanımı ücretsiz olarak sunulmaktadır.
Ancak, İnternet erişimi her zaman mevcut değildir. Oldukça basit bir teknik okuduktan sonra, herkes uygun yazılımı aramadan LED için bir direnç seçebilir.
Algoritmayı göstermek için, belirli bir LED'in (Epistar 1W HP) güç kaynağına (5 V) koruyucu bir direnç bağlamayı düşünmelisiniz.
Teknik özellikler:
- güç kaybı, W - 1;
- akım, mA - 350;
- ileri voltaj (tipik / maks.), V - 2.35 / 2.6.
LED akımını sınırlamak için, üreticinin önerilerini dikkate alarak, elektrik direnci R = (5-2.35) /0.35 = 7.57 Ohm olan bir direnç uygundur. E24 standardına göre, en yakın değerler 7.5 ve 8.2 Ohm'dur. Standart kuralları kullanırsanız, tahmini değerden neredeyse% 8,5 farklı olan daha büyük bir değer seçmeniz gerekecektir. Seri ucuz ürünlerin% 5 toleransı ile ek bir hata oluşacaktır. Böyle bir sapma ile koruyucu fonksiyonlar ve güç tüketimi açısından kabul edilebilir devre karakteristikleri elde etmek zordur.
Sorunu çözmenin ilk yolu, daha düşük dereceli birkaç direnç seçmektir. Daha sonra devrenin gerekli eşdeğer direncini elde etmek için bağlantının seri, paralel veya kombine bir versiyonunu uygulayın. İkinci yöntem bir ayarlama direnci eklemektir.
Güç kaybı hesaplaması
Seçeneklerin herhangi birinde, devrenin elektrik direncini seçerken, LED'in ömrünü uzatmak için biraz daha düşük bir akım ayarlanmalıdır. Isı nedeniyle hasarı önlemek için, ürün önerilen sıcaklık aralığında kullanılır. Epistar 1W HP, -40 ° C ila + 80 ° C için Gerekirse, özel bir yıldız radyatöre montaj kullanın. Bu ek etkili ısı yayılım alanını arttırır.
Doğru seçim için, direncin harcanan gücü tahmin edilir: P = I2 * R = (0.35) 2 * 7.57 = 0.1225 * 7.57 ≈0.93 W. Bu parametre için rezerv% 20-25'den az değildir. 1 W derecesi yeterli değildir, bu nedenle standart satırda bir sonraki derecelendirmeyi seçin - 2 W.
Birleştirilmiş devrenin verimliliği Uc / Uи = 2.35 / 5 = 0.47 (% 47) oranı ile kontrol edilir. Nihai sonuç, bu durumda elektriğin yarısından fazlasının boşa harcandığını göstermektedir. Aslında, gösterge daha da kötüdür, çünkü tüm güç tüketimi LED tarafından spektrumun görünür kısmındaki radyasyona harcanmaz. Önemli bir kısmı, IR aralığının elektromanyetik dalgalarıdır.
Paralel bağlantı
Seri devrenin herhangi bir noktasında, akım gücü aynıdır. Bu hesaplamayı basitleştirir, acil durumları önler. Bir eleman arızalandığında, tüm LED'ler söner. Bu nedenle, aşırı gerilimden kaynaklanan hasarlar hariç tutulur. Belirtilen nedenler, şerit lambalar, diğer tasarımlar oluştururken bu yöntemin kullanımının popülerliğini açıklar.
Paralel bağlantı kullanılarak belirli avantajlar sağlanır. Bu düzenlemede, bir devre hasar gördüğünde ürün kısmi işlerliği korur. Bu çözüm, her dalın güç kaynağına bağlantı noktalarında aynı voltajı sağlar.
Paralel bağlantı, bağımsız kontrol devrelerinin organizasyonu için uygundur. Bu teknoloji Yılbaşı çelenklerinin çalışma prensiplerine dayanmaktadır. Ayrı dallar, program tarafından belirtilen algoritmaya göre güç kaynağına bağlanır.
Birden fazla paralel diyot için bir direnç kullanamazsınız. Dikkatli bir direnç seçimi, hassas akım kontrolü ihtiyacı ile açıklanmaktadır. Bazı durumlarda, 0.1-0.5 A hataları arızalara, kaynakta radikal bir azalmaya neden olur.
LED'lerin gerçek teknik özellikleri, aynı sevkiyatta bile önemli ölçüde farklılık gösterir. Bu nedenle, her devre ayrı bir dirençle korunur.
Ucuz ICE özellikleri
Düşük maliyet tek başına düşük kalitenin kanıtı değildir. Üretim ölçeğinin genişletilmesi ve teknolojik süreçlerin iyileştirilmesi maliyetleri düşürmektedir.Bununla birlikte, beyan edilen özelliklere uymayan üreticilerin ürünleri ilgili pazar segmentinde sunulmaktadır.
Olası sorunları tanımlamak için aşağıdaki parametrelere dikkat edin:
- ucuz modellerde, yapının ana parçaları alüminyumdan yapılmıştır;
- bakır analogları daha ağırdır, ısıyı daha verimli bir şekilde giderir, mekanik strese karşı dayanıklıdır;
- kaliteli bir üründe, kristal boyutu standarda (0.762 x 0.762 mm veya başka) uygundur;
- dezavantajlar dolaylı olarak çalışma alanının oranlarının bozulması (kare yerine bir dikdörtgen) ile gösterilir;
- Güvenilirliği artırmak için, sorumlu üreticiler iletken sayısını arttırır, değerli metallerden dişler kullanır.
Yüksek kaliteli LED'ler, 1 W tüketim başına 150-220 lümenlik ışık akısı oluşturur. Sahte - en fazla 50-70 lm. Şüphe duyduğunuzda, koruma bileşenleri özel bir dikkatle seçilmelidir.
